Et Edge AI-baseret AR-system til træning i håndhygiejne hos studerende i sundhedsrelaterede discipliner

Baggrund Den igangværende COVID-19-pandemi har udgjort alvorlige trusler mod folkesundheden verden over. Selvom børn har milde symptomer, har de vist sig mere sandsynligt at overføre virussen i husstanden end de andre aldersgrupper. Betydningen af ​​håndhygiejne kan ikke undervurderes i både sundhedsvæsenet og lokalsamfundet. Fremme af håndhygiejne er den bedste praksis til at forebygge sundhedsrelaterede infektioner. Det er blevet anslået, at håndhygiejne kan reducere over 500 000 dødsfald, der kan tilskrives om året. Det blev konstateret, at den årlige økonomiske virkning af sundhedsrelaterede infektioner i USA var cirka 6,5 ​​milliarder USD i 2004, og hver USD 1 brugt på håndhygiejnefremme kunne resultere i en fordel på 23,7 USD. Uddannelse spiller en nøglerolle i at skabe en god praksisbase inden for håndhygiejne.

De traditionelle træningsmetoder for studerende inden for sundhedsrelaterede discipliner omfatter forelæsninger i klassen og praktik, men studerende modtager sjældent individualiserede instruktioner og feedback på grund af begrænset arbejdskraft og faciliteter. Derfor er der et presserende behov for at designe et automatiseret og individualiseret træningssystem. Dette foreslåede projekt har til formål at designe og teste et innovativt uddannelsesværktøj til håndhygiejne med følgende specifikke mål:

1. udvikle en prototype af det AI-bemyndigede AR-system til håndhygiejnetræning og vurdering hos studerende inden for sundhedsrelaterede discipliner;
2. gennemføre et randomiseret kontrolleret forsøg med non-inferioritet (RCT) for at teste effektiviteten af ​​dette AI-baserede AR-træningssystem på viden og praksis med håndhygiejne hos studerende inden for sundhedsrelaterede discipliner;
3. evaluere virkningerne af det AI-baserede AR-træningssystem og indsamle feedback fra deltagerne.

Hvis det viser sig effektivt, kan dette system integreres i læseplanen for studerende på sundhedsrelaterede discipliner som en e-læringstilgang. I fremtiden kan dette system også bruges på point-of-care til realtidsovervågning og revision af sundhedspersonale i andre sundhedsmiljøer.

Metoder Undersøgelsesdesign: Dette er en non-inferiority to-arm RCT.

Fagrekruttering Tværfaglige bachelorstuderende, der tager fag i School of Nursing, School of Optometry og Department of Applied Biology and Chemical Technology, vil blive rekrutteret i løbet af januar til juni 2024. Deltagerne vil abonnere på et tidsrum af træningssessioner (hver session har 4 deltagere). Alle deltagere, der deltager i den samme session, vil blive tildelt den samme gruppe ved klyngerandomisering. En statistiker vil tildele grupperne på forhånd ved hjælp af en tilfældig talgenerator. Deltagerne vil ikke blive informeret om deres gruppe, før de ankommer til undersøgelsesstedet (Squina International Center for Infection Control i PolyU).

Prøvestørrelse for et randomiseret kontrolleret klyngeforsøg Forudsat at antallet af deltagere i hver klynge varierer fra 5 til 20, vil der være ca. 6-20 klynger i hver gruppe. Standardafvigelsen for forsøgspersoner antages at være 2,00, intracluster-korrelationskoefficienten er 0,010, og variationskoefficienten for klyngestørrelser er 0,500. Prøvestørrelsen på 200-240 kan opnå >91 % effekt til at detektere en forskel mellem to gruppemiddelværdier (konfidensinterval -1,0 og 1,0) i en tosidet t-test med et signifikansniveau på 0,050.

Præ-interventionsvurdering Under besøget på stedet underskriver deltagerne først en samtykkeerklæring og bliver bedt om at udfylde et spørgeskema om viden og praksis med håndhygiejne.

Deltagerne skal lægge fluorescerende pulver på begge deres hænder og derefter udføre håndvask med flydende sæbe uden nogen instruktioner (1. HW-forsøg). Kameraet installeret over håndvaskene vil tage videoer af begge hænder (ingen ansigt eller andre dele af kroppen) under denne procedure. Efter at have vasket hænder, skal deltagerne scanne fluorescerende pulver, der er tilbage på deres hænder, i en håndscanner (Semmelweis Scanner™). De optagede videoer om håndvask vil blive brugt til at træne AI-algoritmerne til automatisk billedbehandling og vurderinger. To IPC-eksperter vil bedømme kvaliteten af ​​håndhygiejne i disse videoer, som vil blive brugt som grundsandhed i billedbehandling. Procentdelen af ​​fluorescerende gelrest på hænderne vist i håndscanneren vil blive brugt som en objektiv vurdering af effektiviteten af ​​håndvask hos individuelle deltagere.

Interventionsgrupper

Gruppe A (AI-baseret AR-træningssystem) Deltagerne vil bruge det AI-bemyndigede AR-træningssystem til at få individualiserede vurderinger af deres håndvask. De vil ikke blive informeret om håndscannerresultaterne.

Gruppe B (Håndscanner + Videotræning) Deltagerne vil bruge et eksisterende uddannelsesprogram, som har vist sig at være effektivt i vores tidligere undersøgelse. Kort fortalt vil deltagerne blive informeret om deres håndscannerresultater under det første HW-forsøg. De vil også se en træningsvideo om håndvaskens 7 trin.

Vurdering efter intervention Deltagerne vil tage det andet HW-forsøg ved at lægge fluorescerende pulver på begge deres hænder igen og derefter udføre håndvask med videoer optaget. Efter at have vasket hænder, vil deltagerne scanne fluorescerende pulver, der er tilbage på deres hænder igen i en håndscanner.

Deltagerne vil også blive bedt om at udfylde et spørgeskema om viden og praksis inden for håndhygiejne som en del af vurderingen efter intervention.

Randomisering, tildelingsskjul og blinding Deltagerne vil blive tilfældigt tildelt interventionsgrupperne gennem en randomiseringsproces udført af en statistiker, som ikke vil være involveret i rekruttering af forsøgspersoner. Deltagerne bliver blindet. De RA'er, der er involveret i rekruttering af emner, og IPC-eksperterne, der bedømmer kvaliteten af ​​håndhygiejne, vil blive blindet for grupperingerne. De RA'er og studentermedhjælpere, der er involveret i håndhygiejnevideooptagelser på undersøgelsesstedet, vil ikke blive blændet, fordi de vil give instruktioner til deltagerne.