Een Edge AI-gebaseerd AR-systeem voor handhygiënetraining voor studenten in gezondheidsgerelateerde disciplines

Achtergrond De aanhoudende COVID-19-pandemie vormt een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid wereldwijd. Hoewel kinderen milde symptomen hebben, is de kans groter dat zij het virus binnen het huishouden overbrengen dan de andere leeftijdsgroepen. Het belang van handhygiëne kan niet worden onderschat, zowel in de gezondheidszorg als in de gemeenschap. Het bevorderen van handhygiëne is de beste werkwijze bij het voorkomen van gezondheidszorggerelateerde infecties. Geschat wordt dat handhygiëne jaarlijks ruim 500.000 toerekenbare sterfgevallen zou kunnen terugdringen. Er werd vastgesteld dat de jaarlijkse economische impact van gezondheidszorggerelateerde infecties in de VS in 2004 ongeveer 6,5 miljard dollar bedroeg en dat elke 1 dollar die aan de bevordering van handhygiëne wordt besteed, zou kunnen resulteren in een voordeel van 23,7 dollar. Onderwijs speelt een sleutelrol bij het opzetten van een basis voor goede praktijken op het gebied van handhygiëne.

De traditionele trainingsmethoden voor studenten van gezondheidsgerelateerde disciplines omvatten hoorcolleges en practica, maar studenten ontvangen zelden geïndividualiseerde instructies en feedback vanwege de beperkte mankracht en faciliteiten. Daarom is er dringend behoefte aan het ontwerpen van een geautomatiseerd en geïndividualiseerd opleidingssysteem. Dit voorgestelde project heeft tot doel een innovatief educatief instrument voor handhygiëne te ontwerpen en te testen, met de volgende specifieke doelstellingen:

1. een prototype ontwikkelen van het door AI aangedreven AR-systeem voor training en beoordeling van handhygiëne bij studenten van gezondheidsgerelateerde disciplines;
2. een non-inferiority gerandomiseerde gecontroleerde studie (RCT) uitvoeren om de effectiviteit van dit op AI gebaseerde AR-trainingssysteem te testen op de kennis en praktijk van handhygiëne bij studenten van gezondheidsgerelateerde disciplines;
3. evalueer de effecten van het op AI gebaseerde AR-trainingssysteem en verzamel feedback van deelnemers.

Indien effectief gebleken, kan dit systeem als een e-learningaanpak worden geïntegreerd in het curriculum van studenten van gezondheidsgerelateerde disciplines. In de toekomst kan dit systeem ook op het zorgpunt worden gebruikt voor realtime monitoring en audit van zorgpersoneel in andere zorgomgevingen.

Methoden Onderzoeksopzet: Dit is een non-inferioriteits-RCT met twee armen.

Werving van vakken Crossdisciplinaire niet-gegradueerde studenten die vakken volgen in de School of Nursing, de School of Optometry en het Department of Applied Biology and Chemical Technology zullen worden gerekruteerd van januari tot juni 2024. De deelnemers schrijven zich in voor een tijdslot met trainingen (elke sessie heeft 4 deelnemers). Alle deelnemers die dezelfde sessie bijwonen, worden door middel van clusterrandomisatie in dezelfde groep ingedeeld. Een statisticus wijst de groepen vooraf toe door middel van een willekeurige getallengenerator. De deelnemers worden niet geïnformeerd over hun groep voordat ze op de onderzoekslocatie aankomen (het Squina International Center for Infection Control in PolyU).

Steekproefgrootte voor een clustergerandomiseerd gecontroleerd onderzoek. Ervan uitgaande dat het aantal deelnemers in elke cluster varieert van 5 tot 20, zullen er ongeveer 6-20 clusters in elke groep zijn. Er wordt aangenomen dat de standaarddeviatie van proefpersonen 2,00 is, de intraclustercorrelatiecoëfficiënt 0,010 en de variatiecoëfficiënt van clustergroottes 0,500. De steekproefomvang van 200-240 kan >91% power bereiken om een ​​verschil tussen twee groepsgemiddelden (betrouwbaarheidsinterval -1,0 en 1,0) te detecteren in een tweezijdige t-test met een significantieniveau van 0,050.

Beoordeling vóór de interventie Tijdens het locatiebezoek ondertekenen de deelnemers eerst een toestemmingsformulier en wordt hen gevraagd een vragenlijst in te vullen over de kennis en praktijk van handhygiëne.

Deelnemers moeten fluorescerend poeder op beide handen aanbrengen en vervolgens de handen wassen met vloeibare zeep zonder enige instructies (1e HW-poging). De camera die boven de wastafels is geïnstalleerd, maakt tijdens deze procedure video's van beide handen (geen gezicht of andere lichaamsdelen). Na het wassen van de handen moeten de deelnemers het fluorescerende poeder dat op hun handen zit, scannen in een handscanner (de Semmelweis Scanner™). De opgenomen handwasvideo’s zullen worden gebruikt om de AI-algoritmen te trainen voor automatische beeldverwerking en beoordelingen. Twee IPC-experts zullen in deze video's de kwaliteit van handhygiëne beoordelen, die als grondwaarheid zal worden overgenomen in de beeldverwerking. Het percentage fluorescerende gelresten op de handen, weergegeven in de handscanner, zal worden gebruikt als een objectieve beoordeling van de effectiviteit van het handenwassen bij individuele deelnemers.

Interventiegroepen

Groep A (AI-gebaseerd AR-trainingssysteem) Deelnemers zullen het AI-ondersteunde AR-trainingssysteem gebruiken om geïndividualiseerde beoordelingen te krijgen van hun handwasprestaties. Zij worden niet geïnformeerd over de resultaten van de handscanner.

Groep B (Handscanner + Videotraining) Deelnemers maken gebruik van een bestaand educatieprogramma dat in ons vorige onderzoek effectief is gebleken. Kort gezegd worden de deelnemers tijdens de eerste HW-poging geïnformeerd over hun handscannerresultaten. Ook bekijken ze een trainingsvideo over de 7 stappen van handenwassen.

Beoordeling na de interventie De deelnemers ondernemen de tweede HW-poging door opnieuw fluorescerend poeder op beide handen aan te brengen en vervolgens hun handen te wassen met opgenomen video's. Na het wassen van de handen scannen de deelnemers het fluorescerende poeder dat op hun handen is achtergebleven opnieuw in een handscanner.

Deelnemers wordt ook gevraagd een vragenlijst in te vullen over kennis en praktijk van handhygiëne als onderdeel van de post-interventiebeoordeling.

Randomisatie, verborgen toewijzing en verblinding Deelnemers worden willekeurig toegewezen aan de interventiegroepen via een proces van randomisatie, uitgevoerd door een statisticus die niet betrokken zal zijn bij de rekrutering van proefpersonen. De deelnemers zullen verblind zijn. De RA's die betrokken zijn bij de werving van proefpersonen en de IPC-experts die de kwaliteit van handhygiëne beoordelen, zullen blind zijn voor de groeperingen. De RA's en studentassistenten die betrokken zijn bij video-opnames van handhygiëne op de onderzoekslocatie zullen niet geblindeerd zijn omdat zij instructies zullen geven aan de deelnemers.