Visualization-based interface for clinical trial monitoring

Abstract

Despite current technological advances, interactive tools to facilitate analysis of data collected during clinical trials are still not widely available. Such a scenario makes researchers rely on time-consuming extractions from databases and subsequent application of analytical methods by statisticians to obtain results from which they can get insights. Moreover, during clinical trials, researchers need to keep track of subjects’ progress by monitoring their participation as well as the quality of the data collected at specific phases of the trial. In this work, we present a visualization-based interface that assists epidemiologists of a randomized clinical trial focused on the effects of lifestyle intervention in the development of type 2 diabetes for patients with Gestational Diabetes Mellitus (GDM). Coaches give the intervention, and research assistants collect data from hundreds of questionnaires and clinical exams. The clinical trial is still in the field and it is planned to be completed by the end of 2021. We adopted user-centered design principles, which allowed continuous improvements to the visualizations and interactive features during a year-long development process. Besides typical selection and filtering features, the visualizations we provide allow the research team to monitor each participant’s progress as well as perform analyses that facilitate findings in and between subjects’ histories. Two formal evaluations were also performed with experts and non-experts, where the visualization-based interface proved to be intuitive and useful for assisting coaching activities, monitoring the progress of data collection, and performing analyses. In this work, we describe the design process and the resulting interactive visualization-based interface that we developed. We then present a detailed usage scenario and the results of the formal evaluations.

Apesar dos avanços tecnológicos atuais, ferramentas interativas para facilitar a análise de dados coletados durante ensaios clínicos ainda não são amplamente disponíveis. Esse cenário faz com que pesquisadores precisem depender de extrações custosas para tirar conclusões a partir dos dados. Além disso, durante ensaios clínicos, pesquisadores precisam acompanhar o progresso dos participantes, monitorando suas atividades além da qualidade dos dados coletados em etapas específicas do ensaio. Nesse trabalho, é apresentada uma interface baseada em visualização que auxilia epidemiologistas de um ensaio clínico randomizado focado nos efeitos da intervenção no estilo de vida para o desenvolvimento de diabetes tipo 2 para pacientes com diabetes gestacional. Instrutores transmitem a intervenção e assistentes de pesquisa coletam dados de centenas de questionários e exames clínicos. O ensaio clínico ainda está em andamento e será completado ao final de 2021. Foram adotados princípios de design baseado no usuário que permitiram realizar melhorias contínuas nas visualizações e funcionalidades interativas durante um processo de desenvolvimento de um ano. Além de seleções e filtragens típicas, as visualizações criadas permitem que os pesquisadores monitorem o progresso de cada participante assim como realizem análises que facilitam descobertas nas histórias das participantes do ensaio clínico. Duas avaliações formais foram realizadas com experts e não-experts, onde a interface baseada e visualização provou ser intuitiva e útil em auxiliar atividades de acompanhamento, monitorando o progresso de coleta de dados e realizando análises. Nesse trabalho, o processo de design e a interface baseada em visualização desenvolvida são descritos. Também são apresentados um cenário de uso detalhado e os resultados das avaliações formais.