A gyermekképernyős médiahasználat automatizált mérésének fejlesztése és érvényesítése: FLASH

A képernyős médiahasználatot és a tévénézést epidemiológiai és randomizált, ellenőrzött intervenciós tanulmányok hozták összefüggésbe a gyermekek elhízásával, aminek következtében a túlzott tévénézés közegészségügyi aggodalommá vált. A gyermekek körében tapasztalható nagyobb mennyiségű tévézés a csökkent edzettséggel és a metabolikus szindróma nagyobb kockázatával is összefüggésbe hozható. Míg a tévénézést gyakran használták az ülő viselkedés jelzőjeként, az inaktivitástól (vagy a fizikai aktivitás hiányától (PA)) megkülönböztették egy metaanalízissel, amely csak kismértékű negatív hatást (-0,13) talált a gyermekek életében. TV-nézés és PA. A metaanalízisek fő korlátját a legtöbbet magukban foglaló tanulmányok jelentették, amelyek a képernyő-nézési viselkedés szülői vagy saját jelentésére támaszkodtak, és potenciálisan hibákat vezettek be, és alul- vagy túlbecsülték a valódi hatásméretet. A képernyős médiahasználat és a tévénézés gyakori ülő viselkedés a gyermekek körében, és a képernyőhasználat pontos értékelése fontos a gyermekek általános ülő viselkedésében játszott szerepének jellemzéséhez. A képernyőmédia-használat és a tévénézés pontos értékelésére is szükség van ahhoz, hogy felvázoljuk azokat az ok-okozati utakat, amelyekben a képernyőhasználat szerepet játszik a gyermekek fizikai aktivitásában, az elhízás kialakulásában és más egészségügyi következményekben.

Jelentős problémákat és korlátokat azonosítottak a TV-nézés jelenlegi elérhető intézkedései között, ami csökkenti a képernyőhasználat „kiváló minőségű expozíciós értékelésének” valószínűségét. A leggyakrabban használt mérőszám, a gyermek önbevallása vagy a szülői jelentés, hogy megbecsüljék a tévénézés perceit egy átlagos napon, alacsony korrelációt mutat (0,27) az otthoni videós megfigyelésekkel. A gyermekek TV-nézésének, közvetlen vagy videós megfigyelésének mérésére szolgáló jelenlegi aranystandard módszer túl drága és tolakodó a legtöbb terepvizsgálathoz. Ezenkívül ez adatvédelmi aggályokat okozhat a résztvevők számára, és további költségeket igényel a videofelvételek későbbi kódolása. A tévénaplók nagyobb korrelációt mutattak az otthoni videofelvétellel (r=0,84) mint a szülő becslése, de nagyon megterhelő, mivel több napon keresztül 15 percenként dokumentálni kell a gyermek tevékenységét, ami szisztematikus hibákhoz vezethet. Végezetül, a gyermekek tévézési szokásai gyorsan megváltoznak, és ma már sok gyerek néz tévéműsorokat és filmeket más képernyős eszközökön, például okostelefonokon és mobil táblagépeken (pl. iPad vagy Kindle). Összefoglalva, a jelenlegi képesség annak mérésére és figyelemmel kísérésére, hogy egy gyermek mennyi tévét néz, tolakodó (megfigyelések), megterhelő (TV-naplók) vagy durva és tele van hibákkal és torzításokkal (általános becslések). Ez korlátozza a kutatók azon képességét, hogy azonosítsák az ok-okozati összefüggéseket az egészségügyi kimenetelekkel. Míg a PA automatikus és objektív mérései, mint például a gyorsulásmérők, érvényességet és megbízhatóságot mutattak a gyermekek PA számszerűsítésére, nem fejlesztettek ki olyan automatikus, pontos és nem zavaró rendszert, amely felmérné a gyermekek képernyőhasználatát a hagyományos TV-képernyőkön vagy táblagépeken.

A képalkotás, a számítógépes látás és a jelfeldolgozó algoritmusok óriási fejlődést értek el az elmúlt évtizedben, ami nagy teljesítményű, megbízható algoritmusokat eredményezett számos feladathoz, például arcfelismeréshez, arcfelismeréshez, tekintetkövetéshez, emberi tevékenység felismeréshez és 3D-s érzékeléshez. A Rice Egyetem villamosmérnökeivel együttműködve a Baylor College of Medicine kutatói kihasználják a közelmúltban elért eredményeket, hogy megépítsék a maga nemében elsőként a „Képernyő otthoni használatának családi szintű értékelését” (FLASH), egy teljesen integrált, nem zavaró. rendszer a gyermekek és felnőttek otthoni TV- és egyéb képernyőhasználatának pontos, adatvédelmi megőrzéséhez és megbízható megfigyeléséhez. Ebben a tanulmányban a vizsgálók a következőkre összpontosítanak: a) a látás- és jelfeldolgozó algoritmusok, valamint a FLASH (Rice Investigators) fejlesztéséhez szükséges képalkotó hardver integrálása; (b) A FLASH-hardver és a TV-készülékek és mobileszközök szoftverfolyamatának finomítása alfa- és béta-laboratóriumi vizsgálatokon keresztül (Rice és BCM-vizsgálók); (c) A FLASH TV és a mobileszköz hitelesítése az aranystandard szerint (megfigyelések) 6-11 éves gyermekek körében, akik elég idősek ahhoz, hogy egy ellenőrzött megfigyelő laboratóriumban kövesse az utasításokat a protokollhűség biztosítása érdekében (BCM-vizsgálók), és (d) ) Előzetes vizsgálat elvégzése az otthoni használat és örökbefogadás kihívásairól (otthoni megvalósíthatósági tanulmány) (BCM-vizsgálók).

A projekt végső célja egy rendkívül pontos rendszer kifejlesztése az index gyermek képernyőhasználatának mérésére különböző képernyőkön, beleértve a tévéket, okostelefonokat és táblagépeket. Mivel az okostelefonok és a táblagépek szoftverben és hardverben hasonlóak, a nyomozóknak csak két rendszert kell kifejleszteniük: a FLASH-TV-t és a FLASH-Mobile-t. Mindkét rendszer három lépésből áll: 1) használatészlelés, 2) indexfelhasználó azonosítás és 3) használati naplózás az index gyermek képernyőhasználatának felmérésére. A cél az, hogy egy adatbázisba egyesítsék a gyermekek képernyőhasználatát a különböző képernyőplatformokon, hogy nyomon tudják követni a képernyőhasználatukat az eszközökön keresztül, valamint az eszközök egyidejű használatát.

A FLASH-t a Rice Egyetem villamosmérnökeivel és a Baylor College of Medicine viselkedéskutatóival közösen fejlesztik ki négy tanulmányból álló sorozatban:

1. VIZSGÁLAT: Iteratív alfa-tesztek az egyes FLASH-komponensek és integrált FLASH-rendszerek családi diadái vagy triádjai kis mintáival (n=3-5 család kísérletenként) a CNRC Metabolic Research Unit (MRU) megfigyelési laborjában. A kutatók azt tervezik, hogy ezeket az alfa-teszteket körülbelül 3 havonta hajtják végre, hogy felmérjék a FLASH technológia legújabb fejlesztéseit. Körülbelül 3-4 különálló alfa-teszt, tesztenként 3-5 triáddal, ami 42-60 résztvevőből álló várható mintát eredményez (12-20 triád). Az általunk végzett kísérleti tanulmányok tapasztalatai azt mutatták, hogy az új komponensek iteratív tesztelése kis mintával, majd finomítás és újratesztelés lehetővé teszi az ideális szűk hurkú visszacsatolást mindkét csapat bemenetével, hogy hasznot húzzon az emberi alanyok adatgyűjtéséből és lehetővé tegye a fejlődést. a technológiai fejlődésről.

2. TANULMÁNY: Az integrált prototípus FLASH rendszer 1-6 béta tesztjét (az eredményektől függően) tesztenként 10 családi diáddal vagy triáddal szintén a CNRC MRU Megfigyelő Laboratóriumában végzik el, maximum 240 résztvevővel (80 triád vagy diád) . A kísérleti tanulmány tapasztalatai azt sugallják, hogy béta-tesztenként 10 triádból vagy diádból származó adatok lehetővé teszik a FLASH prototípus működőképességének megfelelő értékelését.

3. VIZSGÁLAT: A végső FLASH-TV és FLASH-Mobile eszközök laboratóriumi alapú validálása a CNRC MRU Observational Lab-ban 32 szülő-gyerek hármassal. Ezt a számot az alfa- és béta-tesztek során szerzett tapasztalataink alapján módosítottuk az eredeti becslésünkhöz képest. A vizsgálók 32 szülő-testvér triádot (96 résztvevő) vesznek fel a validációs vizsgálat befejezéséhez. A szülő-testvér triád közül három (9 résztvevő) részt vesz egy kísérleti vizsgálatban, mielőtt megkezdené az adatgyűjtést a fennmaradó mintán, hogy szükség esetén finomítsák a végső validációs protokollt. Hogy óvatosak legyünk, az ehhez a validációs vizsgálathoz szükséges mintanagyság kiszámításakor 0,6-os ICC-t vesszük figyelembe. A 29 alanyból álló véletlenszerű minta, akik mindegyikét legalább 100-szor megmérik, kétoldalú, 95%-os konfidenciaintervallumot eredményez 0,25 szélességgel (hibahatár = 0,25/2 = 0,125 = 12,5%), ha a becsült ICC 0,6. kétirányú vegyes hatású ANOVA modellt használva.

4. TANULMÁNY: Otthoni megvalósíthatósági tanulmány annak felmérésére, hogy a családok hajlandóak-e eszközöket telepíteni az otthonukban korlátozott ideig a vizsgálati időszakra, valamint azt, hogy a FLASH-eszközök képesek-e rögzíteni a gyermekek képernyőhasználatát egy egész napon át. 80%-os hatvány és 0,05 alfa érték esetén a mérsékelttől a nagyig terjedő hatás (0,4) kimutatásához kétváltozós korreláció mellett a TV-nézés percei között FLASH-val mérve a TV-naplókhoz képest 37 családra lesz szükség. A közepestől a nagyig terjedő effektméret nagy pontosságot biztosít a FLASH számára az otthoni TV-nézés mérésére. A kutatók arra számítanak, hogy a résztvevő családok 80%-áról teljes körű adatokkal fognak rendelkezni, ezért 46 családot vesznek fel (184 résztvevő, becslések szerint családonként 4 családtag), hogy megkapják a 37 családból álló végső mintát.

A vizsgálók a négy vizsgálatban ezért 448 résztvevőből álló teljes mintát várnak (88 triád az 1–3. vizsgálatban és 46 család a 4. vizsgálatban). Mindegyik vizsgálat megfigyeléses vizsgálat, csoportos hozzárendelések és kontroll/placebo nélkül.