Analyse, Design und prototypische Entwicklung einer Applikation zur Erfassung, Dokumentation und Klassifizierung von chronischen Kopfschmerzen

Abstract

Chronische und episodische Kopfschmerzen zählen laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu den häufigsten körperlichen Beschwerden des Menschen. Besonders die starke Beeinträchtigung des Alltags durch den Schmerz gilt für die betroffenen Patienten als problematisch. Kopfschmerzepisoden sind aufgrund individueller genetischer Faktoren in ihrer Entstehung und im Verlauf bei jedem Patienten unterschiedlich. Für die richtige Diagnostizierung und um einen individuellen Therapieplan aufstellen zu können, müssen behandelnde Ärzte auf Basis von, über einen längeren Zeitrahmen von Patienten geführten, Kopfschmerzkalendern handeln. Die herkömmlichen Kopfschmerzkalender in papierbasierter Form sind nicht zeitgemäß. Die Erfassungen erfolgen oft nicht zeitnah, sondern werden nachträglich aus dem Gedächtnis eingetragen oder ganz vergessen. Eine lückenhafte oder verfälschte Dokumentation erschwert die Diagnostizierung und die Therapiefindung. Bereits bestehende digitalisierte Lösungen werden von den Patienten als zu umfangreich beschrieben, was zur mangelnden Selbstkontrolle bei der Dokumentation führt. Die Offenheit der Menschen gegenüber neuen digitalisierten Lösungen im Lifestyle- und Gesundheitsbereich führte in den letzten Jahren zu einem rasanten Anstieg der Mobile Health (mHealth) Applikationen im Gesundheitswesen. Darauf aufbauend wurde eine Anforderungsanalyse an einen digitalen Kopfschmerzkalender als Applikation für mobile Geräte durchgeführt. Progressive Muskelrelaxationstechniken nach Jacobson wurden untersucht und deren Integration als zusätzlicher Nutzen in der Applikation evaluiert. Theorien zur Verhaltensänderung sowie Mechanismen von Gamification wurden auf deren Einsatz zur Motivationssteigerung und Herstellung der Selbstkontrolle diskutiert. Im Anschluss an eine tief gehende Literaturrecherche über die Grundlagen von chronischen und episodischen primären Kopfschmerzen, der Motivationstheorie und Verhaltensänderung sowie einer grundlegenden Analyse von bereits bestehenden digitalisierten Lösungen, wurde auch eine Befragung von langjährigen Patienten im Rahmen einer Umfrage und individuellen Interviews durchgeführt.Der Softwareentwicklungsprozess wurde, angelehnt an den User Centered Design Prozess, iterativ durchgeführt. Unter Verwendung der Java Programmiersprache und von Technologien wie Android Software Developement Kit (SDK), Gradle Build-Tool und SQLite wurde ein digitalerKopfschmerzkalender als Android Applikation für Smartphones entwickelt. Zusätzlich zu dem Kopfschmerzerfassungsmodul und den darin zur Verfügung gestellten Auswertungsmöglichkeiten wurde auch ein Übungsmodul mit progressiven Entspannungsübungen, erweitert mit Gamification Elemente, in die App integriert. Im Rahmen einer achtwöchigen Evaluierungsphase wurde dieApp auf die Abdeckung der zuvor identifizierten Anforderungen sowie auf die Benutzerakzeptanz geprüft. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden zur Beantwortung der wissenschaftlichen Fragestellung diskutiert und interpretiert.

According to the World Health Organisation (WHO), chronic and episodic headache disorders are among the most frequent medical complaints in humans. In particular, the severe impairment of everyday life due to pain is problematic for the affected patients. Because of individual genetic factors, headache episodes show differences in their origin and course in each patient. In order to make the correct diagnosis and to be able to put up an individual therapy plan, treating physicians have to make decisions based on the information provided by headache calendars, that are kept by patients over an extended period of time. Conventional headache calendars in a paper-based form are no longer state-of-the-art, so the recordings are often not done right away and instead made based on memories if not completely forgotten. Incomplete or erroneous documentation complicates the process of diagnosis and therapy finding. Existing electronic solutions are described by patients as too extensive, which leads to a lack of self-control in the documentation and low compliance.The openness of people towards new digitized solutions in the lifestyle- and healthcare-sector has led to a rapid increase in mobile health (mHealth) applications in recent years. Based on this, a requirement analysis for a digital headache calendar as an application for mobile devices was carried out. Progressive muscle relaxation techniques after E. Jacobson were evaluated regarding their integration in the application as an additional benefit for the patient. Behavior change theories and gamification mechanisms were discussed on their usefulness to increasing motivation andself-control. Following, an extensive literature research on the basics of chronic and episodic primary headache disorders, motivation theory and behavior change as well as a fundamental analysis of existing digital solutions, a survey and individual interviews of long-term patients were carried out.The software development process was carried out iteratively based on the user-centered design process. Using the Java programming language and technologies such as the Android Software Development Kit (SDK), Gradle Build-Tool and SQLite, a digital headache calendar was developed as an Android application for smartphones. In addition to the headache documentationmodule and the evaluation options provided therein, an exercise module with progressive relaxation exercises including gamification elements was integrated into the app as well. As part of an eight-week evaluation phase, the app was evaluated regarding the coverage of the previously identified requirements and user acceptance. The knowledge gained from and the results provided by the evaluation were further discussed and interpreted to answer the scientific questions raised.