Interaktivní zrcadlové hry se sociálním robotem (Iogioco) a robotickým systémem přizpůsobeným do klinického měřítka (riscale) (RISCALE)

Pozadí: Důležitost včasné intervence u poruch autistického spektra (ASD) byla široce prokázána a vývojové trajektorie v ASD zdůrazňují důležitost neverbální komunikace, jako je intranzitivní produkce gest, jako možný pozitivní prognostický faktor pro vývoj jazyka. Použití technologických nástrojů v terapii jedinců s ASD se také stala stále důležitější díky jejich zvýšenému zapojení a citlivosti na technologické objekty, jako jsou roboti.

Vyvinuli jsme tréninkový protokol pomocí humanoidního robota NAO, nazvaného Iogioco (interaktivní zrcadlí hry se sociálním robotem), založený na použití intranzitivních gest zabudovaných do naturalistických dialogů, stimuluje triadickou interakci mezi dítětem, robotem a terapeutem. Školení je rozděleno do šesti úrovní; První 2 úrovně byly nazývány „úrovně seznámení“ a další 4 byly „úrovně tréninku“. Technologické nastavení zahrnuje různé úrovně složitosti, od zrcadlení úkolů po budování spontánních interakcí. Dříve jsme testovali protokol u 10 předškolních dětí s ASD (ve věku 2-6 let) v pilotní studii zakládající slibné výsledky (Annunziata et al, 2024). Proto jsme vyvinuli randomizovanou kontrolovanou studii pro testování účinnosti tohoto zásahu.

Primárním cílem studie Riscale je zhodnotit účinnost tréninku N

Druhý cíl pramení z technologických zkušeností získaných v těchto dvou letech o vývoji metod kvantitativního zaznamenávání sociální interakce (dětský operátor, kontakt s pohledem na děti, společná pozornost ...). V měřítku byly identifikovány 2 scénáře, které lze dosáhnout jak u lidského operátora, tak prostřednictvím působení NAO:

• reakce na gesto indikace dospělého;
• Diferenciální odezva - společná pozornost a/nebo regulace chování - na aktivaci mechanické hračky).

Oba scénáře budou na videokazety pomocí zařízení Kinect a pro kvantitativní analýzu budou získány měřitelné údaje. Postup bude validován na vzorku typicky vyvíjejících se dětí (asi 20); Přizpůsobeno a validováno nástroj na vzorku typicky vyvíjejících se dětí, poté dojde k podávání a ověření nastavení získaného u subjektů s poruchou autistického spektra.

Cílem je posoudit, zda a jak způsoby vizuálního průzkumu a změny pozornosti společné a/nebo se liší před tréninkem a rozdíly, které mohou být patrné v režimech interakce mezi dítětem a operátorem a mezi dítětem a robotem.

V čase tedy bude poskytnuto následující:

1. Chcete-li nastavit, přizpůsobit a následně ověřit nastavení záznamu videa s identifikací kvantitativních parametrů detekovatelných prostřednictvím technologických nástrojů (ECSP-I_ROB) na vzorku typicky vyvíjejících se dětí ve věku 18 až 24 měsíců
2. Chcete-li nastavit, přizpůsobit a následně ověřit nastavení záznamu videa s měřením kvantitativních parametrů detekovatelných prostřednictvím technologických nástrojů (ECSP-I_ROB) na vzorku dětí s poruchou autistického spektra do 72 měsíců
3. Začněte trénovat s NAO na skupině dětí s ASD ve věku 24-72 měsíců s podáváním před a po léčbě ECSP-I.

Cíle

1. Pro vyhodnocení účinnosti intervence založeného na robotech na sociálně komunikativní dovednosti a při získávání intransitivních gest používaných pro komunikační účely pomocí dotazníku ECSP-I a MacArthur jako výsledku. Odůvodnění zůstává tím, co je již podrobně popsáno v předchozí fázi, a to, že děti ASD mají tendenci mít větší potíže s věnováním pozornosti variabilitě a mnohonásobnosti signálů charakterizujících lidskou sociální interakci (např. mimikry, gesta ...), aspekt, který by mohl vést k možnému nižšímu zájmu o interakci s jednotlivcem než k technologickému předmětu, ke kterému by se zdály pozornější, citlivější a rychlejší v reakci
2. Identifikujte a popište měřitelné parametry „sociální“ interakce v rehabilitační relaci s NAO a operátorem a ověřte jejich vývoj a rozdíly na začátku a na konci léčby a mezi různými sociálními partnery.

Translacionalita Tato studie umožní ověřit proveditelnost a použitelnost experimentálního hodnotícího protokolu na základě použití sociálního robota NAO.

Pokud je prokázána jeho platnost, může tato metoda pomoci provést habilitační zásahy u dětí s ASD motivující a efektivnější, což upřednostňuje zobecnění dovedností získaných v kontextu každodenního života.

Metodická studie Navrhněte multicentrické experimentální randomizované studium s otevřenou označení

Typ studie s nízkým rizikem experimentální studie

Případové studie Fáze 1: 20 Typicky vyvíjející děti ve věku 18–24 měsíců pro sběr dat ECSP-I_ROB (videokazeta ECSP-I Administration) fáze 2: 10 ASD děti-videozáznamy fáze 3: 20 fáze 3: 20, která byla diagnostikována s ASD ve věku mezi 24 a 72 měsíci, již odpovědnější za rehabilitační léčbu, které budou následně rozděleny do dvou skupin pro dvě skupiny.

Nábor vzorku 20 typicky vyvíjejících se dětí bude přijato pro adaptaci a validaci stupnice ECSP-I na interakční systém NAO na dobrovolném základě na blízkémlabu PoliteCnico di Miano a bude vyhodnocen řádně vyškoleným tnpee Fondazione Don Gnocchi

Děti s ASD budou přijímány z subjektů, které patří na ambulantní kliniky nebo ambulantní rehabilitační léčby na IRCCS Fondazione Don Gnocchi. Vzorek bude přijímán postupně mezi dětmi odpovědnými za rehabilitační léčbu, které mají diagnózu poruchy autistického spektra potvrzenou hlavními nástroji zlatých standardů.

Velikost vzorku Výpočet velikosti vzorku je založen na primárním cíli studie, tj. Vyhodnocení stupnice ECSP-I ošetřené skupiny a kontrolní skupiny.

Použitím Mann-Whitneyova testu pro nezávislé vzorky pro porovnání obou skupin s odhadem standardní odchylky 0,56 a návrhem studie s poměrem 1: 1 mezi ošetřenou skupinou a kontrolní skupinou se počítá, že vzorek 10 subjektů z každé skupiny je zapotřebí k zdůraznění očekávaného rozdílu 0,8 bodů na stupnici na stupnici stupnice 80% a úroveň 5%.

Statistická analýza Porovnání mezi oběma skupinami bude přijat sekvenční návrh. Přijetí tohoto návrhu umožní získat vzorek 20 účastníků pro srovnání před a po tréninku a nabídnout školení poskytované pro experimentální skupinu (skupina A) také původně kontrolní skupině (skupina B) bez podstatné zátěže pro standardní terapeutickou postupu; Rovněž to umožní ověřit změnu kvůli průchodu času a standardní terapie (srovnání T0 a T1 pro skupinu B) a provádět sledování (srovnání T1 a T2 pro skupinu A). Očekáváme také větší dodržování soudního řízení, protože rodiče by byli lákáni zúčastnit se zahrnutí do další cesty ke standardní terapii (a nikoli pouze účast jako kontrolní skupina).

Vzhledem k očekávanému počtu účastníků a skóre stupnice ECSP-I, které jsou vyjádřeny v uspořádaných kategoriích (optimální úrovně), bude porovnání měření poskytovaných pro sekvenční návrh (T0, T1 a T2) prováděno s neparametrickými statistickými testy:

• Wilcoxon přesný test, pro podélné srovnání každé skupiny.
• Test na nezávislé vzorky v přesné formě testu pro nezávislé vzorky v přesné podobě (Mann-Whitney přesný test) pro srovnání mezi experimentální skupinou a kontrolní skupinou.
• Tyto dvě skupiny budou také porovnány pomocí multivariační analýzy, provedené použitím modelu ANCOVA upraveného na měsíce věku a hodnoty základní stupnice, aby korigovaly potenciální nerovnováhu v důsledku nízké velikosti vzorku.

Postupy

Fáze 1: Podávání měřítka ECSP-I na typicky vyvíjejícím se vzorku bude 20 obvykle vyvíjejících dětí přijato pro přizpůsobení a ověření dvou scén ECSP-I stupnice pro interakční systém NAO na dobrovolném základě v blízkosti Politecnico di Miano a měřítko bude spravováno správně vyškoleným tnpeeem Don Gnocchii

Fáze 2: Správa stupnice ECSP-I a scény přizpůsobené robotem na vzorek dětí s ASD stupnice ECSP-I a scény přizpůsobené sociálnímu robotu budou podávány vzorku dětí s poruchou autistického spektra, aby se získala zkušenosti a shromažďovala údaje o podávání tohoto měřítka na klinický vzorek 10 dětí.

Administrace bude na videokazety a kódována s dohledem vývojářů.

Fáze 3: Nábor a randomizace vzorku dětí s ASD. Bude přijato 20 dětí s poruchou autistického spektra, podrobeno hodnocení T0.

Fáze 4: Vzorek bude poté rozdělen do dvou skupin:

- Skupina A a skupina B, které budou provádět školení se sociálním robotem (viz dodatek A pro protokol pro školení) ve 2 různých časech.

Fáze 5: Veškerý vzorek přijaté bude v různých časech podroben rehabilitačnímu školení s NAO podle protokolu v dodatku. Školení bude trvat 12 týdnů, s jednou relací týdně, trvající 20-30 minut.

Fáze 6: Přehodnocení T1 a T2 podle schématu léčby (viz tabulka 3).

Vyhodnocovací nástroje

• Griffiths mentální vývoj Scales III ED (GMDS-III) [30]
• Systém hodnocení adaptivního chování II ED (ABAS II) [31]
• Diagnostické pozorování autismu (ADOS 2) [32, 33]
• Autismus Diagnostic InterViev Revided (ADI-R) [34]
• Dotazník McArthur-Bates, první slovní zásoba gest a slov dítěte (PVB): celkový počet gest [35]
• Měřítko rané sociální komunikace (ECSP-I) [27]
• Přizpůsobené scény ECSP-I s NAO Social Robot (ECSP-I_ROB) (kvantitativní měření údajů o interakcích)

Kritičnost Hlavní kritický problém se týká náboru subjektů a jejich dostupnost během studijního období a kontinuitu intervence. Z tohoto důvodu bylo předpokládáno prodloužené období náboru, které pokryje velkou část celé doby trvání studie.

Očekávané výsledky

• Ověření citlivosti ECSP-I při uchopení zlepšení socio-komunikačních dovedností, zejména při použití gest.
• Zlepšení používání gest získaných během tréninku, pokud jde o: - správně naučená gesta používaná v terapeutickém prostředí ve známých scénářích; - naučená gesta správně používaná v terapeutickém prostředí v nových scénářích (první krok zobecnění);
• Zvýšení počtu gest používaných v každodenním životě (druhá fáze zobecnění; dotazník MC Arthur);
• Měření parametrů sociální interakce detekovatelné s technologickými nástroji.