Systém AR založený na Edge AI pro školení v oblasti hygieny rukou u vysokoškoláků v oborech souvisejících se zdravím

Souvislosti Pokračující pandemie COVID-19 představuje vážné hrozby pro veřejné zdraví na celém světě. Ačkoli mají děti mírné příznaky, bylo zjištěno, že virus přenášejí častěji v domácnosti než ostatní věkové skupiny. Význam hygieny rukou nelze podceňovat jak ve zdravotnictví, tak v komunitním prostředí. Podpora hygieny rukou je nejlepší praxí v prevenci infekcí spojených se zdravotní péčí. Odhaduje se, že hygiena rukou by mohla snížit více než 500 000 přičitatelných úmrtí ročně. Bylo zjištěno, že roční ekonomický dopad infekcí spojených se zdravotní péčí v USA byl v roce 2004 přibližně 6,5 miliardy USD a každý 1 USD vynaložený na propagaci hygieny rukou by mohl mít přínos ve výši 23,7 USD. Vzdělávání hraje klíčovou roli při stanovení základny dobré praxe v hygieně rukou.

Tradiční tréninkové metody pro studenty oborů souvisejících se zdravím zahrnují přednášky ve třídě a praktická cvičení, ale studenti jen zřídka dostávají individuální pokyny a zpětnou vazbu kvůli omezené pracovní síle a zařízení. Existuje tedy naléhavá potřeba navrhnout automatizovaný a individualizovaný školicí systém. Tento navrhovaný projekt si klade za cíl navrhnout a otestovat inovativní vzdělávací nástroj pro hygienu rukou s následujícími konkrétními cíli:

1. vyvinout prototyp systému AR s podporou AI pro školení a hodnocení hygieny rukou u vysokoškoláků zdravotnických oborů;
2. provést non-inferiority randomizovanou kontrolovanou studii (RCT), aby otestovala účinnost tohoto tréninkového systému AR založeného na AI na znalosti a praxi hygieny rukou u studentů oborů souvisejících se zdravím;
3. vyhodnotit účinky tréninkového systému AR založeného na AI a shromáždit zpětnou vazbu od účastníků.

Pokud se ukáže, že je účinný, může být tento systém integrován do osnov studentů zdravotnických oborů jako e-learningový přístup. V budoucnu lze tento systém použít také v místě péče pro monitorování a audit zdravotnických pracovníků v jiných zdravotnických zařízeních v reálném čase.

Metody Návrh studie: Jedná se o non-inferioritní dvouramennou RCT.

Nábor předmětů V průběhu ledna až června 2024 budou přijati mezioboroví studenti bakalářského studia, kteří absolvují předměty na Zdravotnické škole, Optometrii a Katedře aplikované biologie a chemické technologie. Účastníci si předplatí časový úsek školení (každý má 4 účastníky). Všichni účastníci, kteří se zúčastní stejné relace, budou přiřazeni do stejné skupiny náhodným výběrem skupin. Skupiny předem přiřadí statistik generátorem náhodných čísel. Účastníci nebudou informováni o své skupině před příjezdem na místo studie (Squina International Center for Infection Control v PolyU).

Velikost vzorku pro randomizovanou kontrolovanou studii shluků Za předpokladu, že počet účastníků v každém shluku se pohybuje od 5 do 20, bude v každé skupině přibližně 6-20 shluků. Předpokládá se, že směrodatná odchylka subjektů je 2,00, vnitroshlukový korelační koeficient je 0,010 a variační koeficient velikostí shluků je 0,500. Velikost vzorku 200-240 může dosáhnout >91% síly pro detekci rozdílu mezi dvěma průměry skupin (interval spolehlivosti -1,0 a 1,0) ve dvoustranném t-testu s hladinou významnosti 0,050.

Hodnocení před intervencí Během návštěvy na místě účastníci nejprve podepíší formulář souhlasu a budou požádáni o vyplnění dotazníku o znalostech a praxi hygieny rukou.

Účastníci si budou muset nanést fluorescenční prášek na obě ruce a poté provést mytí rukou tekutým mýdlem bez jakýchkoli pokynů (1. HW pokus). Kamera nainstalovaná nad umyvadly během tohoto postupu pořídí videa obou rukou (bez obličeje ani jiných částí těla). Po umytí rukou budou muset účastníci naskenovat fluorescenční prášek, který jim zůstal na rukou, pomocí ručního skeneru (The Semmelweis Scanner™). Zaznamenaná videa z mytí rukou budou použita k trénování algoritmů AI pro automatické zpracování a hodnocení obrazu. Dva odborníci IPC posoudí kvalitu hygieny rukou v těchto videích, která budou přijata jako základní pravda při zpracování obrazu. Procento zbytkového fluorescenčního gelu na rukou zobrazené v ručním skeneru bude použito jako objektivní hodnocení účinnosti mytí rukou u jednotlivých účastníků.

Zásahové skupiny

Skupina A (výcvikový systém AR založený na AI) Účastníci využijí školicí systém AR s podporou AI, aby získali individuální hodnocení jejich výkonnosti při mytí rukou. Nebudou informováni o výsledcích ručního skeneru.

Skupina B (ruční skener + videoškolení) Účastníci využijí stávající vzdělávací program, který byl v naší předchozí studii prokázán jako účinný. Stručně řečeno, účastníci budou informováni o výsledcích ručního skeneru při prvním HW pokusu. Podívají se také na výukové video o 7 krocích mytí rukou.

Pointervenční hodnocení Účastníci provedou druhý HW pokus tím, že si na obě ruce znovu nanesou fluorescenční prášek a poté provedou mytí rukou s natočeným videozáznamem. Po umytí rukou účastníci znovu naskenují ručním skenerem fluorescenční prášek, který jim zůstal na rukou.

Účastníci budou také požádáni o vyplnění dotazníku o znalostech a praxi hygieny rukou v rámci pointervenčního hodnocení.

Randomizace, zatajování přidělování a zaslepení Účastníci budou náhodně rozděleni do intervenčních skupin prostřednictvím procesu randomizace provedeného statistikem, který se nebude podílet na náboru subjektů. Účastníci budou oslepeni. RA zapojené do náboru subjektů a experti IPC, kteří posuzují kvalitu hygieny rukou, budou vůči seskupením zaslepeni. RA a asistenti studentů, kteří se podílejí na natáčení videozáznamu hygieny rukou v místě studia, nebudou oslepeni, protože budou dávat účastníkům pokyny.