System AR oparty na sztucznej inteligencji Edge do szkolenia w zakresie higieny rąk dla studentów kierunków związanych ze zdrowiem

Kontekst Trwająca pandemia Covid-19 stworzyła poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego na całym świecie. Chociaż dzieci mają łagodne objawy, stwierdzono, że są one bardziej narażone na przenoszenie wirusa w gospodarstwie domowym niż inne grupy wiekowe. Nie można niedoceniać znaczenia higieny rąk zarówno w służbie zdrowia, jak i w placówkach społecznych. Promowanie higieny rąk jest najlepszą praktyką w zapobieganiu zakażeniom związanym z opieką zdrowotną. Szacuje się, że higiena rąk może zmniejszyć liczbę możliwych do przypisania ponad 500 000 zgonów rocznie. Stwierdzono, że roczny wpływ ekonomiczny zakażeń związanych z opieką zdrowotną w USA wyniósł w 2004 r. około 6,5 miliarda dolarów, a każdy dolar wydany na promocję higieny rąk mógł przynieść korzyści w wysokości 23,7 dolarów. Edukacja odgrywa kluczową rolę w tworzeniu podstaw dobrych praktyk w zakresie higieny rąk.

Tradycyjne metody szkolenia studentów kierunków związanych ze zdrowiem obejmują wykłady na zajęciach i ćwiczenia praktyczne, jednak studenci rzadko otrzymują zindywidualizowane instrukcje i informacje zwrotne ze względu na ograniczoną siłę roboczą i ograniczone zaplecze. Istnieje zatem pilna potrzeba zaprojektowania zautomatyzowanego i zindywidualizowanego systemu szkoleń. Celem proponowanego projektu jest zaprojektowanie i przetestowanie innowacyjnego narzędzia edukacyjnego dotyczącego higieny rąk, z następującymi celami szczegółowymi:

1. opracować prototyp systemu AR wykorzystującego sztuczną inteligencję do szkoleń i oceny higieny rąk wśród studentów kierunków związanych ze zdrowiem;
2. przeprowadzić randomizowane, kontrolowane badanie typu „non-inferiority” (RCT), aby przetestować skuteczność tego opartego na sztucznej inteligencji systemu szkoleniowego AR w zakresie wiedzy i praktyki higieny rąk wśród studentów kierunków związanych ze zdrowiem;
3. ocenić efekty systemu szkoleniowego AR opartego na sztucznej inteligencji i zebrać opinie od uczestników.

Jeśli system ten okaże się skuteczny, można go włączyć do programu nauczania studentów kierunków związanych ze zdrowiem w ramach podejścia e-learningowego. W przyszłości system ten będzie mógł być również używany w punktach opieki zdrowotnej do monitorowania w czasie rzeczywistym i audytowania pracowników służby zdrowia w innych placówkach opieki zdrowotnej.

Metody Projekt badania: Jest to dwuramienna RCT o równoważnej jakości.

Rekrutacja przedmiotowa Studenci studiów licencjackich międzydyscyplinarnych realizujący przedmioty w Szkole Pielęgniarstwa, Szkole Optometrii oraz Katedrze Biologii Stosowanej i Technologii Chemicznej będą rekrutowani w okresie od stycznia do czerwca 2024 roku. Uczestnicy subskrybują przedział czasowy sesji szkoleniowych (w każdej sesji uczestniczy 4 uczestników). Wszyscy uczestnicy, którzy wezmą udział w tej samej sesji, zostaną przydzieleni do tej samej grupy w drodze randomizacji klastrów. Statystyk przydzieli grupy z wyprzedzeniem za pomocą generatora liczb losowych. Uczestnicy nie zostaną poinformowani o swojej grupie przed przybyciem do miejsca badania (Międzynarodowe Centrum Kontroli Infekcji Squina w PolyU).

Wielkość próby dla randomizowanego, kontrolowanego badania klastrowego Zakładając, że liczba uczestników w każdym klastrze waha się od 5 do 20, w każdej grupie będzie około 6-20 klastrów. Zakłada się, że odchylenie standardowe badanych wynosi 2,00, współczynnik korelacji wewnątrzklastrowej wynosi 0,010, a współczynnik zmienności wielkości klastrów wynosi 0,500. Próba licząca 200–240 osób może osiągnąć >91% mocy umożliwiającej wykrycie różnicy między średnimi z dwóch grup (przedział ufności -1,0 i 1,0) w dwustronnym teście t z poziomem istotności 0,050.

Ocena przedinterwencyjna Podczas wizyty w terenie uczestnicy podpiszą najpierw formularz zgody i zostaną poproszeni o wypełnienie ankiety dotyczącej wiedzy i praktyki higieny rąk.

Uczestnicy będą musieli nałożyć proszek fluorescencyjny na obie dłonie, a następnie bez instrukcji umyć ręce mydłem w płynie (pierwsza próba HW). Kamera zainstalowana nad umywalkami będzie rejestrować podczas tej procedury nagrania obu rąk (bez twarzy i innych części ciała). Po umyciu rąk uczestnicy będą musieli zeskanować proszek fluorescencyjny pozostały na dłoniach za pomocą ręcznego skanera (The Semmelweis Scanner™). Nagrane filmy dotyczące mycia rąk zostaną wykorzystane do szkolenia algorytmów AI do automatycznego przetwarzania i oceny obrazu. Dwóch ekspertów IPC oceni w tych filmach jakość higieny rąk, co zostanie przyjęte jako podstawowa prawda w przetwarzaniu obrazu. Procent pozostałości żelu fluorescencyjnego na dłoniach pokazany na skanerze dłoni zostanie wykorzystany jako obiektywna ocena skuteczności mycia rąk u poszczególnych uczestników.

Grupy interwencyjne

Grupa A (system szkoleniowy AR oparty na sztucznej inteligencji) Uczestnicy będą korzystać z systemu szkoleniowego AR opartego na sztucznej inteligencji, aby uzyskać zindywidualizowaną ocenę skuteczności mycia rąk. Nie zostaną oni poinformowani o wynikach badania skanera dłoni.

Grupa B (skaner dłoni + szkolenie wideo) Uczestnicy będą korzystać z istniejącego programu edukacyjnego, którego skuteczność została wykazana w naszym poprzednim badaniu. W skrócie, uczestnicy zostaną poinformowani o wynikach skanera ręcznego podczas pierwszej próby sprzętowej. Obejrzą także film szkoleniowy na temat 7 kroków mycia rąk.

Ocena po interwencji Uczestnicy podejmą drugą próbę HW, ponownie nakładając proszek fluorescencyjny na obie ręce, a następnie wykonają mycie rąk, nagrywając filmy. Po umyciu rąk uczestnicy ponownie zeskanują w ręcznym skanerze proszek fluorescencyjny pozostały na dłoniach.

Uczestnicy zostaną także poproszeni o wypełnienie ankiety dotyczącej wiedzy i praktyki higieny rąk w ramach oceny pointerwencyjnej.

Randomizacja, ukrywanie przydziału i zaślepianie Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do grup interwencyjnych w procesie randomizacji przeprowadzanym przez statystyka, który nie będzie zaangażowany w rekrutację uczestników. Uczestnicy będą oślepieni. Organy regulacyjne zaangażowane w rekrutację uczestników oraz eksperci IPC oceniający jakość higieny rąk nie będą dostrzegać tych grup. Rehabilitanci i asystenci uczniów zaangażowani w nagrywanie filmów dotyczących higieny rąk w miejscu badania nie zostaną oślepieni, ponieważ będą wydawać instrukcje uczestnikom.