Interaktive spejlspil med social robot (IOGIOCO) og robotsystem tilpasset til en klinisk skala (Riscale) (RISCALE)

Baggrund: Betydningen af ​​tidlig indgriben i autismespektrumforstyrrelser (ASD) er blevet demonstreret bredt, og udviklingsbaner i ASD fremhæver vigtigheden af ​​ikke -verbal kommunikation, såsom intransitiv gestusproduktion, som en mulig positiv prognostisk faktor for sprogudvikling. Brugen af ​​teknologiske værktøjer i behandlingen af ​​individer med ASD er også blevet stadig vigtigere på grund af deres øgede engagement og lydhørhed over for teknologiske genstande, såsom robotter.

Vi udviklede en træningsprotokol ved hjælp af Humanoid -roboten Nao, kaldet Iogioco (interaktive spejlspil med social robot), baseret på brugen af ​​intransitive bevægelser indlejret i naturalistiske dialoger, hvilket stimulerer en triadisk interaktion mellem barn, robot og terapeut. Uddannelsen er opdelt i seks niveauer; De første 2 niveauer blev kaldt "fortrolighedsniveauer", og de andre 4 var "træningsniveauer". Den teknologiske opsætning inkluderer forskellige kompleksitetsniveauer, fra at spejle opgaver til opbygning af spontane interaktioner. Vi testede tidligere protokollen på 10 børnehavebørn med ASD (i alderen 2-6 år) i en pilotundersøgelse, der stiftede lovende resultater (Annunziata et al, 2024). Vi udviklede derfor et randomiseret kontrolleret forsøg for at teste effektiviteten af ​​denne intervention.

Det primære mål med Riscale-undersøgelsen er at evaluere effektiviteten af ​​NAO-træning i forbedring af socio-kommunikative færdigheder og erhvervelse af kommunikative bevægelser ved hjælp af ECSP-I-skalaen som det primære resultatmål.

Et andet mål stammer fra den teknologiske erfaring, der er erhvervet i disse to år på udviklingen af ​​metoder til kvantitativ registrering af social interaktion (børneoperator, børne-nao-blikkontakt, fælles opmærksomhed ...). Der er identificeret 2 scenarier i den skala, der kan opnås både med den menneskelige operatør og gennem Nao's handling:

• svaret på den voksnes gestus af indikation;
• Den differentielle respons - fælles opmærksomhed og/eller adfærdsregulering - til aktivering af et mekanisk legetøj).

De to scenarier vil blive videobåndet med Kinect -udstyr, og målbare data erhverves til kvantitativ analyse. Proceduren valideres på en prøve af typisk udviklende børn (ca. 20); Tilpasset og valideret instrumentet på prøven af ​​typisk udviklende børn, derefter vil administrationen og derefter valideringen af ​​opsætningen opnået på personer med autismespektrumforstyrrelse finde sted.

Målet er at evaluere, om og hvordan tilstande for visuel efterforskning og fælles opmærksomhedsændring og/eller forskellige før og efter træning, og de forskelle, der kan være tydelige i sammenhængen mellem interaktion mellem barn og operatør og mellem barn og robot.

Med tiden vil følgende blive leveret:

1. For at indstille, tilpasse og efterfølgende validere videooptagelsesindstillingen med identifikationen af ​​de kvantitative parametre, der kan påvises gennem teknologiske værktøjer (ECSP-I_ROB) på en prøve af typisk udviklende børn i alderen 18 og 24 måneder
2. For at indstille, tilpasse og derefter validere indstillingen for videooptagelse med måling af de kvantitative parametre, der kan påvises gennem teknologiske værktøjer (ECSP-I_ROB) på en prøve af børn med autismespektrumforstyrrelse under 72 måneder.
3. Start med at træne med NAO på en gruppe børn med ASD i alderen 24-72 måneder med ECSP-I-administration før og efter behandling.

Mål

1. At evaluere effektiviteten af ​​den robotbaserede intervention på sociale-kommunikative færdigheder og i erhvervelsen af ​​intransitive bevægelser, der bruges til kommunikative formål ved hjælp af ECSP-I og MacArthur-spørgeskemaet som et resultatmål. Begrundelsen er stadig den, der allerede er beskrevet i den forrige fase, nemlig at ASD -børn har en tendens til at have større vanskeligheder med at være opmærksomme på variationen og mangfoldigheden af ​​signaler, der karakteriserer menneskelig social interaktion (f.eks. Mimicry, bevægelser ...), et aspekt, der kan føre til en mulig lavere interesse i interaktion med et individ end i et teknologisk objekt, som de ville virke mere opmærksomme, lydhøre og hurtigt som svar
2. Identificer og beskriv målbare parametre for "social" interaktion inden for rehabiliteringssessionen med NAO og operatør, og verificer deres udvikling og forskelle i begyndelsen og slutningen af ​​behandlingen og mellem de forskellige sociale partnere.

Translationalitet Den nuværende undersøgelse giver mulighed for at verificere gennemførligheden og anvendeligheden af ​​den eksperimentelle evalueringsprotokol baseret på brugen af ​​den sociale robot NAO.

Hvis dens gyldighed demonstreres, kan denne metode hjælpe med at gøre habilitative interventioner hos børn med ASD mere motiverende og effektiv, hvilket favoriserer generaliseringen af ​​de erhvervede færdigheder i sammenhæng med dagligdagen.

Metodikundersøgelsesdesign Multicenter Eksperimentel randomiseret åben mærket kontrolleret undersøgelse

Type undersøgelsesundersøgelser med lav risiko

Casestudier Fase 1: 20 udvikler typisk børn i alderen 18-24 måneder for ECSP-I_ROB-dataindsamling (videobåndet ECSP-I-administration) Fase 2: 10 ASD-børn-videobåndet ECSP-I-administrationsfase 3: 20 børn, der er diagnosticeret med ASD mellem 24 og 72 måneder, allerede ansvarlige for rehabiliteringsbehandling, som vil blive delt i to grupper for behandling.

Eksempelrekruttering De 20, der typisk udvikler børn, rekrutteres til tilpasning og validering af ECSP-I-skalaen til NAO-interaktionssystemet på frivillig basis på nærliggende af Politecnico di Miano og vil blive evalueret af en korrekt uddannet tnpee af Fondazione Don Gnocchi

Børn med ASD vil blive rekrutteret blandt de emner, der hører til poliklinikker eller poliklinisk rehabiliteringsbehandlinger ved IRCCS Fondazione Don Gnocchi. Prøven rekrutteres sekventielt blandt børn, der er ansvarlige for rehabiliteringsbehandling, der har en diagnose af autismespektrumforstyrrelse bekræftet med de vigtigste guldstandardværktøjer.

Prøvestørrelse Beregningen af ​​prøvestørrelsen er baseret på det primære mål for undersøgelsen, dvs. evalueringen med ECSP-I-skalaen for den behandlede gruppe og kontrolgruppen.

Ved hjælp af Mann-Whitney-testen til uafhængige prøver til at sammenligne de to grupper med et standardafvigelsesestimat på 0,56 og et undersøgelsesdesign med et forhold på 1: 1 mellem den behandlede gruppe og kontrolgruppen beregnes det, at et eksempel på 10 forsøgspersoner fra hver gruppe er påkrævet for at fremhæve en forventet forskel på 0,8 point på skalaen med en undersøgelsesmagt på 80% og en niveau af betydning på 5%.

Statistisk analyse Et sekventielt design vil blive anvendt til sammenligningen mellem de to grupper. Vedtagelsen af ​​dette design giver mulighed for at opnå en prøve på 20 deltagere til sammenligning før og efter træning og tilbyde den uddannelse, der blev leveret til den eksperimentelle gruppe (gruppe A), også til den oprindeligt kontrolgruppe (gruppe B) uden væsentlige byrder til standardterapiproceduren; Det vil også give mulighed for at verificere ændringen, der udelukkende er på grund af tidsperioden og standardterapi (T0 og T1-sammenligning for gruppe B) og udføre en opfølgning (T1 og T2-sammenligning for gruppe A). Vi forventer også større overholdelse af retssagen, da forældre ville blive lokket til at deltage ved optagelse i en yderligere vej til standardterapi (og ikke blot deltagelse som kontrolgruppe).

I betragtning af det forventede antal deltagere og scoringerne af ECSP-I-skalaen, der udtrykkes i bestilte kategorier (optimale niveauer), vil sammenligningen mellem målingerne, der er omhandlet af det sekventielle design (T0, T1 og T2), blive udført med ikke-parametriske statistiske tests:

• Wilcoxon nøjagtig test til langsgående sammenligning af hver gruppe.
• Test for uafhængige prøver i den nøjagtige form-test for uafhængige prøver i den nøjagtige form (Mann-Whitney nøjagtig test) til sammenligningen mellem den eksperimentelle gruppe og kontrolgruppen.
• De 2 grupper vil også blive sammenlignet gennem en multivariat analyse, udført ved anvendelse af ANCOVA -modellen justeret i måneders alder og baseline -skalaværdier for at korrigere for potentielle ubalancer på grund af den lave prøvestørrelse.

Procedurer

Fase 1: Administration af ECSP-I-skala i en typisk udviklende prøve De 20, der typisk udvikler børn, vil blive rekrutteret til tilpasning og validering af de to scener i ECSP-I-skalaen til Nao-interaktionssystemet på frivillig basis ved nærmanden af ​​Polecnico Di Miano og skala

Fase 2: Administration af ECSP-I-skalaen og robottilpassede scener til en prøve af børn med ASD ECSP-I-skalaen og scener tilpasset den sociale robot vil blive administreret til en prøve af børn med autismespektrumforstyrrelse for at få erfaring og indsamle data om administrationen af ​​denne skala til en klinisk prøve på 10 børn.

Administrationen vil blive videobåndet og kodet med tilsyn med udviklerne.

Fase 3: Rekruttering og randomisering af prøven af ​​børn med ASD. 20 børn med autismespektrumforstyrrelse rekrutteres, underkastet T0 -vurdering.

Fase 4: Prøven vil derefter blive opdelt i to grupper:

- En gruppe A og gruppe B, der vil udføre træning med den sociale robot (se tillæg A til træningsprotokollen) på 2 forskellige tidspunkter.

Fase 5: Al den rekrutterede prøve underkastes på forskellige tidspunkter til rehabiliteringstræning med NAO efter protokollen i tillægget. Træningen varer 12 uger med en session om ugen, der varer 20-30 minutter.

Fase 6: Genevaluering til T1 og T2 i henhold til behandlingsskemaet (se tabel 3).

Evalueringsværktøjer

• Griffiths Mental Development Scales III Ed (GMDS-III) [30]
• Adaptiv adfærdsvurderingssystem II ED (ABAS II) [31]
• Autisme Diagnostic Observation Shedule (ADOS 2) [32, 33]
• Autisme Diagnostic Interwiev Revised (ADI-R) [34]
• McArthur-Bates spørgeskema, første ordforråd for barnet (PVB) bevægelser og ord: Samlet antal bevægelser [35]
• Tidlig social kommunikationsskala (ECSP-I) [27]
• Tilpassede scener af ECSP-I med NAO Social Robot (ECSP-I_ROB) (kvantitativ måling af interaktionsdata)

Kritik for det vigtigste kritiske spørgsmål vedrører rekruttering af emner og deres tilgængelighed i undersøgelsesperioden og kontinuiteten af ​​interventionen. Af denne grund er der antaget en forlænget rekrutteringsperiode, der vil dække en stor del af hele undersøgelsesperioden.

Forventede resultater

• Bekræftelse af følsomheden af ​​ECSP-I ved at gribe forbedring af socio-kommunikative færdigheder, især i brugen af ​​bevægelser.
• Forbedring af brugen af ​​bevægelser, der blev lært under træning, hvad angår: - korrekt lærte bevægelser, der bruges i de terapeutiske omgivelser i kendte scenarier; - lærte bevægelser korrekt brugt i den terapeutiske omgivelse i nye scenarier (første trin i generalisering);
• Stigning i antallet af bevægelser, der blev anvendt i dagligdagen (anden fase af generalisering; MC Arthur -spørgeskema);
• Måling af sociale interaktionsparametre, der kan påvises med teknologiske værktøjer.