Edge AI-alapú AR rendszer kézhigiénés képzéshez egészségügyi szakterületek hallgatói számára

Háttér A jelenleg is zajló COVID-19 világjárvány világszerte komoly veszélyt jelentett a közegészségügyre. Bár a gyerekeknek enyhék a tünetei, azt találták, hogy nagyobb valószínűséggel terjesztik a vírust a háztartáson belül, mint a többi korcsoportban. A kézhigiénia fontosságát nem szabad alábecsülni mind az egészségügyi, mind a közösségi környezetben. A kézhigiénia előmozdítása a legjobb gyakorlat az egészségügyi ellátással összefüggő fertőzések megelőzésében. Becslések szerint a kézhigiénia évente több mint 500 000 halálesetet csökkenthet. Megállapítást nyert, hogy az egészségügyi ellátással összefüggő fertőzések éves gazdasági hatása az Egyesült Államokban 2004-ben körülbelül 6,5 milliárd USD volt, és minden kézhigiéniára fordított 1 USD 23,7 USD hasznot eredményezhet. Az oktatás kulcsszerepet játszik a kézhigiénia helyes gyakorlati alapjainak kialakításában.

Az egészséggel kapcsolatos tudományok hallgatóinak hagyományos képzési módszerei közé tartozik a zártkörű előadás és a gyakorlat, de a hallgatók ritkán kapnak személyre szabott instrukciókat és visszajelzéseket a korlátozott munkaerő és lehetőség miatt. Ezért sürgősen szükség van egy automatizált és személyre szabott képzési rendszer kialakítására. A javasolt projekt célja egy innovatív kézhigiénés oktatási eszköz tervezése és tesztelése, a következő konkrét célkitűzésekkel:

1. a mesterséges intelligencia által támogatott AR-rendszer prototípusának kidolgozása az egészséggel kapcsolatos tudományágak hallgatóinak kézhigiénés képzésére és értékelésére;
2. végezzen egy non-inferiority randomizált kontrollált vizsgálatot (RCT), hogy tesztelje a mesterséges intelligencia alapú AR képzési rendszer hatékonyságát a kézhigiéniával kapcsolatos ismeretek és gyakorlatok tekintetében az egészséggel kapcsolatos tudományágak hallgatói körében;
3. értékelje az AI-alapú AR képzési rendszer hatásait, és gyűjtsön visszajelzéseket a résztvevőktől.

Ha bebizonyosodik, hogy hatékony, ez a rendszer e-learning megközelítésként beépíthető az egészséggel kapcsolatos tudományok hallgatóinak tananyagába. A jövőben ez a rendszer az ellátás helyén is használható az egészségügyi dolgozók valós idejű megfigyelésére és auditálására más egészségügyi környezetben.

Módszerek A vizsgálat felépítése: Ez egy nem inferioritású, kétkarú RCT.

Tantárgy toborzás Azokat a keresztirányú egyetemi hallgatókat, akik az Ápolási Iskolában, az Optometriai Iskolában és az Alkalmazott Biológia és Kémiai Technológia Tanszéken vesznek tantárgyakat, 2024 januárja és júniusa között vesznek fel. A résztvevők előfizetnek egy edzési időkeretre (minden foglalkozáson 4 résztvevő van). Az összes résztvevő, aki ugyanabban a munkamenetben vesz részt, ugyanabba a csoportba kerül klaszteres véletlenszerűsítéssel. A statisztikus előre kiosztja a csoportokat egy véletlenszám-generátor segítségével. A résztvevők nem kapnak tájékoztatást a csoportjukról, mielőtt megérkeznének a vizsgálati helyszínre (a Squina Nemzetközi Fertőzés-ellenőrzési Központ PolyU-ban).

Mintanagyság egy klaszter randomizált, kontrollált vizsgálatához Feltételezve, hogy az egyes klaszterek résztvevőinek száma 5 és 20 között van, minden csoportban körülbelül 6-20 klaszter lesz. Az alanyok szórását 2,00-nak, a klaszteren belüli korrelációs együtthatót 0,010-nek, a klaszterméretek variációs együtthatóját 0,500-nak feltételezzük. A 200-240-es mintaméret >91%-os teljesítményt érhet el a két csoport átlaga közötti különbség kimutatására (-1,0 és 1,0 konfidencia intervallum) egy kétoldali t-próbában, 0,050-es szignifikanciaszinttel.

Beavatkozás előtti felmérés A helyszíni szemle során a résztvevők először aláírnak egy beleegyező nyilatkozatot, és kérdőívet töltenek ki a kézhigiénés ismeretekkel és gyakorlattal kapcsolatban.

A résztvevőknek fluoreszkáló port kell mindkét kezükre tenniük, majd kézmosást kell végezniük folyékony szappannal minden utasítás nélkül (1. HW kísérlet). A mosdókagyló fölé szerelt kamera mindkét kézről (arc és test más része nélkül) videót készít az eljárás során. Kézmosás után a résztvevőknek kézi szkennerben (The Semmelweis Scanner™) kell átvizsgálniuk a kezükön maradt fluoreszkáló port. A rögzített kézmosási videókat az AI algoritmusok automatikus képfeldolgozásra és értékelésre való betanítására fogják használni. Ezekben a videókban két IPC-szakértő fogja megítélni a kézhigiénia minőségét, amelyet a képfeldolgozás során alapigazságként fogadnak el. A kézi szkennerben látható fluoreszcens gél-maradvány százalékos aránya a kézmosás hatékonyságának objektív értékelésére szolgál az egyes résztvevőknél.

Beavatkozási csoportok

A csoport (AI-alapú AR-oktatórendszer) A résztvevők az AI-alapú AR-oktatórendszert fogják használni, hogy személyre szabott értékelést kapjanak kézmosási teljesítményükről. Nem kapnak tájékoztatást a kézi szkenner eredményéről.

B csoport (Kézi szkenner + Videó képzés) A résztvevők egy meglévő oktatási programot fognak használni, amelyről korábbi tanulmányunkban bebizonyosodott, hogy hatékonyak. Röviden, a résztvevők az első HW kísérlet során értesülnek a kézszkenner eredményeiről. Megnéznek egy oktatóvideót is a kézmosás 7 lépéséről.

A beavatkozás utáni értékelés A résztvevők a második HW-kísérletet úgy teszik meg, hogy mindkét kezükre ismét fluoreszkáló port tesznek, majd kézmosást hajtanak végre videófelvétellel. Kézmosás után a résztvevők kézi szkennerben újra leolvassák a kezükön maradt fluoreszkáló port.

A résztvevőket egy kérdőív kitöltésére is felkérjük a kézhigiénia ismeretéről és gyakorlatáról a beavatkozás utáni értékelés részeként.

Randomizálás, kiosztás elrejtése és vakítás A résztvevők véletlenszerűen kerülnek besorolásra az intervenciós csoportokba egy olyan statisztikus által végzett véletlenszerűsítési folyamat révén, aki nem vesz részt az alanyok toborzásában. A résztvevők megvakulnak. Az alanyok toborzásában részt vevő RA-k és a kézhigiénia minőségét megítélő IPC-szakértők vakok lesznek a csoportosításokra. A vizsgálat helyszínén a kézhigiénés videofelvételek készítésében részt vevő RA-k és diákasszisztensek nem lesznek megvakítva, mert ők adnak utasításokat a résztvevőknek.