Un système AR Edge basé sur l'IA pour la formation à l'hygiène des mains chez les étudiants de premier cycle dans les disciplines liées à la santé

Contexte La pandémie actuelle de COVID-19 fait peser de graves menaces sur la santé publique dans le monde entier. Bien que les enfants présentent des symptômes légers, il s’avère qu’ils sont plus susceptibles de transmettre le virus au sein du foyer que les autres groupes d’âge. L’importance de l’hygiène des mains ne peut être sous-estimée, tant dans le cadre des soins de santé que dans la communauté. La promotion de l’hygiène des mains constitue l’une des meilleures pratiques de prévention des infections nosocomiales. On estime que l’hygiène des mains pourrait réduire plus de 500 000 décès imputables par an. Il a été constaté que l'impact économique annuel des infections nosocomiales aux États-Unis était d'environ 6,5 milliards de dollars en 2004 et que chaque dollar dépensé pour la promotion de l'hygiène des mains pourrait générer un bénéfice de 23,7 dollars. L’éducation joue un rôle clé dans l’établissement d’une base de bonnes pratiques en matière d’hygiène des mains.

Les méthodes de formation traditionnelles pour les étudiants des disciplines liées à la santé comprennent des cours magistraux et des travaux pratiques, mais les étudiants reçoivent rarement des instructions et des retours personnalisés en raison du manque de personnel et d'installations. Il est donc urgent de concevoir un système de formation automatisé et individualisé. Ce projet proposé vise à concevoir et tester un outil pédagogique innovant pour l’hygiène des mains, avec les objectifs spécifiques suivants :

1. développer un prototype du système AR alimenté par l'IA pour la formation et l'évaluation de l'hygiène des mains chez les étudiants de premier cycle dans les disciplines liées à la santé ;
2. mener un essai contrôlé randomisé (ECR) de non-infériorité pour tester l'efficacité de ce système de formation AR basé sur l'IA sur la connaissance et la pratique de l'hygiène des mains chez les étudiants des disciplines liées à la santé ;
3. évaluer les effets du système de formation AR basé sur l'IA et recueillir les commentaires des participants.

S'il est démontré efficace, ce système peut être intégré au programme d'études des étudiants des disciplines liées à la santé sous la forme d'une approche d'apprentissage en ligne. À l'avenir, ce système pourra également être utilisé sur le lieu d'intervention pour la surveillance et l'audit en temps réel des agents de santé dans d'autres établissements de soins.

Méthodes Conception de l'étude : Il s'agit d'un ECR de non-infériorité à deux bras.

Recrutement par matières Les étudiants multidisciplinaires de premier cycle qui suivent des matières à l'École de sciences infirmières, à l'École d'optométrie et au Département de biologie appliquée et de technologie chimique seront recrutés de janvier à juin 2024. Les participants souscriront à un créneau horaire de sessions de formation (chaque session compte 4 participants). Tous les participants qui assistent à la même session seront affectés au même groupe par randomisation en cluster. Un statisticien attribuera les groupes à l'avance grâce à un générateur de nombres aléatoires. Les participants ne seront pas informés de leur groupe avant d'arriver sur le site d'étude (le Centre international Squina pour le contrôle des infections à PolyU).

Taille de l'échantillon pour un essai contrôlé randomisé en grappes En supposant que le nombre de participants dans chaque grappe varie de 5 à 20, il y aura environ 6 à 20 grappes dans chaque groupe. L'écart type des sujets est supposé être de 2,00, le coefficient de corrélation intracluster est de 0,010 et le coefficient de variation de la taille des grappes est de 0,500. La taille de l'échantillon de 200 à 240 personnes peut atteindre une puissance > 91 % pour détecter une différence entre les moyennes de deux groupes (intervalle de confiance -1,0 et 1,0) dans un test t bilatéral avec un niveau de signification de 0,050.

Évaluation pré-intervention Lors de la visite du site, les participants signeront d'abord un formulaire de consentement et seront invités à remplir un questionnaire sur la connaissance et la pratique de l'hygiène des mains.

Les participants devront mettre de la poudre fluorescente sur leurs deux mains, puis se laver les mains avec du savon liquide sans aucune instruction (1ère tentative HW). La caméra installée au-dessus des lavabos prendra des vidéos des deux mains (pas de visage ni d'autres parties du corps) lors de cette procédure. Après s'être lavé les mains, les participants devront scanner la poudre fluorescente restée sur leurs mains dans un scanner manuel (The Semmelweis Scanner™). Les vidéos enregistrées sur le lavage des mains seront utilisées pour entraîner les algorithmes d'IA pour le traitement et les évaluations automatiques des images. Deux experts de l'IPC jugeront de la qualité de l'hygiène des mains dans ces vidéos, qui seront adoptées comme vérité terrain en traitement d'images. Le pourcentage de gel fluorescent résiduel sur les mains indiqué dans le scanner manuel sera utilisé comme évaluation objective de l'efficacité du lavage des mains chez les participants individuels.

Groupes d'interventions

Groupe A (système de formation AR basé sur l'IA) Les participants utiliseront le système de formation AR basé sur l'IA pour obtenir des évaluations individualisées de leurs performances de lavage des mains. Ils ne seront pas informés des résultats du scanner manuel.

Groupe B (Scanner manuel + Formation vidéo) Les participants utiliseront un programme éducatif existant qui s'est avéré efficace dans notre étude précédente. En bref, les participants seront informés des résultats de leur scanner manuel lors de la première tentative HW. Ils visionneront également une vidéo de formation sur les 7 étapes du lavage des mains.

Évaluation post-intervention Les participants feront la deuxième tentative HW en mettant à nouveau de la poudre fluorescente sur leurs deux mains, puis effectueront un lavage des mains avec des vidéos enregistrées. Après s'être lavé les mains, les participants scanneront à nouveau la poudre fluorescente restée sur leurs mains dans un scanner manuel.

Les participants seront également invités à remplir un questionnaire sur les connaissances et la pratique de l'hygiène des mains dans le cadre de l'évaluation post-intervention.

Randomisation, dissimulation de l'attribution et mise en aveugle Les participants seront assignés au hasard aux groupes d'intervention via un processus de randomisation effectué par un statisticien qui ne sera pas impliqué dans le recrutement des sujets. Les participants seront aveuglés. Les AR impliqués dans le recrutement des sujets et les experts IPC qui jugent la qualité de l'hygiène des mains ne connaîtront pas les groupements. Les AR et les étudiants assistants impliqués dans l'enregistrement vidéo de l'hygiène des mains sur le site d'étude ne seront pas aveuglés car ils donneront des instructions aux participants.