Interaktywne gry lustrzane z robotem społecznościowym (Iogioco) i systemem robotycznym dostosowane do skali klinicznej (Riscale) (RISCALE)

Tło: Znaczenie wczesnej interwencji w zaburzeniach ze spektrum autyzmu (ASD) zostało powszechnie wykazane, a trajektorie rozwojowe w ASD podkreślają znaczenie komunikacji niewerbalnej, takiego jak nieostrożna produkcja gestów, jako możliwy pozytywny czynnik prognostyczny dla rozwoju języka. Zastosowanie narzędzi technologicznych w terapii osób z ASD staje się również coraz ważniejsze ze względu na ich zwiększone zaangażowanie i reakcję na obiekty technologiczne, takie jak roboty.

Opracowaliśmy protokół szkoleniowy z wykorzystaniem robota humanoidalnego NaO, zwanego Iogioco (interaktywne gry lustrzane z robotem społecznym), w oparciu o stosowanie gestów nieprzechodnich osadzonych w naturalistycznych dialogach, stymulując triadyczną interakcję między dzieckiem, robotem i terapeutą. Szkolenie jest podzielone na sześć poziomów; Pierwsze 2 poziomy nazywano „poziomami zapoznania się”, a pozostałe 4 to „poziomy treningu”. Konfiguracja technologiczna obejmuje różne poziomy złożoności, od odzwierciedlania zadań po budowanie spontanicznych interakcji. Wcześniej przetestowaliśmy protokół na 10 dzieci w wieku przedszkolnym z ASD (w wieku 2-6 lat) w badaniu pilotażowym, które wykazało obiecujące wyniki (Annunziata i in., 2024). Dlatego opracowaliśmy randomizowane kontrolowane badanie, aby przetestować skuteczność tej interwencji.

Głównym celem badania Riscale jest ocena skuteczności szkolenia NAO w zakresie poprawy umiejętności społeczno-komunikacyjnych i pozyskiwania gestów komunikacyjnych przy użyciu skali ECSP-I jako podstawowej miary wyniku.

Drugi cel wynika z doświadczenia technologicznego nabytego w ciągu tych dwóch lat na temat opracowania metod ilościowego rejestrowania interakcji społecznych (operator dziecka, kontakt z spojrzeniem dla dzieci-nao, wspólna uwaga ...). 2 scenariusze zostały zidentyfikowane w skali, którą można osiągnąć zarówno z ludzkim operatorem, jak i poprzez działanie NAO:

• odpowiedź na gest wskazania osoby dorosłej;
• Różnicowa odpowiedź - regulacja uwagi i/lub zachowania - na aktywację zabawki mechanicznej).

Dwa scenariusze zostaną nagrane wideo za pomocą sprzętu Kinect, a mierzalne dane zostaną uzyskane do analizy ilościowej. Procedura zostanie zatwierdzona na próbie typowo rozwijających się dzieci (około 20); dostosowany i zatwierdzony instrument na próbie typowo rozwijających się dzieci, następnie podawanie, a następnie walidacja konfiguracji uzyskanej u osób z zaburzeniem spektrum autyzmu.

Celem jest ocena, czy i w jaki sposób zmieniają się tryby eksploracji wizualnej i wspólnej uwagi i/lub różni się przed treningiem i różnicami, które mogą być widoczne w trybach interakcji między dzieckiem a operatorem oraz między dzieckiem a robotem.

Dlatego z czasem zostaną podane następujące:

1. Aby ustawić, dostosuj, a następnie zweryfikuj ustawienie nagrywania wideo za pomocą identyfikacji parametrów ilościowych wykrywalnych za pomocą narzędzi technologicznych (ECSP-I_ROB) na próbie zwykle rozwijających się dzieci w wieku od 18 do 24 miesięcy
2. Aby ustawić, dostosować, a następnie zweryfikuj ustawienie nagrywania wideo za pomocą pomiaru parametrów ilościowych wykrywalnych za pomocą narzędzi technologicznych (ECSP-I_ROB) na próbie dzieci z zaburzeniem spektrum autyzmu w wieku 72 miesięcy
3. Rozpocznij szkolenie z NAO na grupie dzieci z ASD w wieku 24-72 miesięcy z administracją ECSP-I przed i po leczeniu.

Cele

1. Aby ocenić skuteczność interwencji opartej na robotach w zakresie umiejętności społecznych komunikacyjnych i nabycia gestów nieprzechodnich stosowanych do celów komunikacyjnych przy użyciu kwestionariusza ECSP-I i MacArthur jako miary wyniku. Uzasadnienie pozostaje już szczegółowo w poprzedniej fazie, a mianowicie, że dzieci ASD mają większe trudności w zwróceniu uwagi na zmienność i mnogość sygnałów charakteryzujących ludzkie interakcje społeczne (np. naśladowanie, gesty ...), aspekt, który może prowadzić do możliwego niższego zainteresowania interakcją z jednostką niż w obiekcie technologicznym, do którego wydawałyby się bardziej uważne, responsywne i szybkie w odpowiedzi
2. Zidentyfikuj i opisz mierzalne parametry interakcji „społecznej” w sesji rehabilitacyjnej z NAO i operatorem oraz sprawdź ich ewolucję i różnice na początku i na końcu leczenia oraz między różnymi partnerami społecznymi.

Tłumaczenie Niniejsze badanie pozwoli zweryfikować wykonalność i użyteczność protokołu oceny eksperymentalnej w oparciu o zastosowanie robota społecznego NAO.

Jeśli wykazano jej ważność, metoda ta może pomóc w dokonaniu interwencji habilitacyjnych u dzieci z ASD bardziej motywującym i skutecznym, faworyzując uogólnienie umiejętności nabyte w kontekście życia codziennego.

Projekt badania Methodology wieloośrodkowe eksperymentalne randomizowane badanie kontrolowane otwarte

Rodzaj badań eksperymentalnych niskiego ryzyka

Studia przypadków Faza 1: 20 zazwyczaj rozwijające się dzieci w wieku 18–24 miesięcy dla akwizycji danych ECSP-I_ROB (wideo ECSP-I) faza 2: 10 ASD dzieci-podawanie na wideo ECSP-I Faza 3: 20 dzieci zdiagnozowanych ASD w wieku od 24 do 72 miesięcy, już odpowiedzialnych za leczenie rehabilitacyjne, które zostaną podzielone na dwie grupy za leczenie.

Przykładowa rekrutacja 20 zazwyczaj rozwijających się dzieci zostanie rekrutowanych do adaptacji i walidacji skali ECSP-I do systemu interakcji NAO na zasadzie dobrowolnej na bliskim LAB Politetecnico diano i będzie oceniane przez odpowiednio wyszkolony tnpee fedazione donkchi

Dzieci z ASD zostaną rekrutowane spośród osób należących do klinik ambulatoryjnych lub ambulatoryjnych zabiegów rehabilitacyjnych w IRCCS Fondazione Don Gnocchi. Próbka zostanie zrekrutowana sekwencyjnie wśród dzieci odpowiedzialnych za leczenie rehabilitacyjne, które zdiagnozują zaburzenie ze spektrum autyzmu potwierdzone za pomocą głównych narzędzi standardowych złota.

Wielkość próbki Obliczenie wielkości próby oparte jest na głównym celu badania, tj. Ocena ze skalą ECSP-I grupy leczonej i grupy kontrolnej.

Korzystając z testu Manna-Whitneya dla niezależnych próbek w celu porównania dwóch grup, z szacunkiem odchylenia standardowego 0,56 i projektem badania o stosunku 1: 1 między grupą leczoną a grupą kontrolną, obliczane jest, że próbka 10 osób z każdej grupy jest wymagana do podkreślenia oczekiwanej różnicy wynoszącej 0,8 punktu na skalę z mocą badania 80% i poziomem istotności 5%.

Analiza statystyczna zostanie przyjęta sekwencyjny projekt dla porównania obu grup. Przyjęcie tego projektu pozwoli uzyskać próbkę 20 uczestników do porównania przed i po treningu oraz zaoferować szkolenie przewidziane dla grupy eksperymentalnej (grupa A) również do grupy kontrolnej (grupa B) bez znacznych obciążeń standardowych procedury terapii; Pozwoli to również zweryfikować zmianę należącą wyłącznie do upływu czasu i standardowej terapii (porównanie T0 i T1 dla grupy B) oraz przeprowadzenie obserwacji (porównanie T1 i T2 dla grupy A). Oczekujemy również większego przestrzegania procesu, ponieważ rodzice byliby zachęcani do udziału poprzez włączenie do dodatkowego szlaku do standardowej terapii (a nie tylko uczestnictwa jako grupa kontrolna).

Biorąc pod uwagę oczekiwaną liczbę uczestników i wyniki skali ECSP-I, które są wyrażone w uporządkowanych kategoriach (poziomy optymalne), porównanie pomiarów przewidzianych przez sekwencyjny projekt (T0, T1 i T2) będzie przeprowadzane z nieParametrycznymi testami statystycznymi:

• Dokładny test Wilcoxona, do porównania podłużnego każdej grupy.
• Test dla niezależnych próbek w teście dokładnej formy dla niezależnych próbek w dokładnej formie (dokładny test Manna-Whitneya), dla porównania grupy eksperymentalnej i grupy kontrolnej.
• Dwie grupy zostaną również porównane za pomocą analizy wielowymiarowej, przeprowadzonej przez zastosowanie modelu ANCOVA dostosowanego dla miesięcy wieku i wartości podstawowej w celu skorygowania potencjalnych nierównowagi ze względu na niską wielkość próbki.

Procedury

Faza 1: Podawanie skali ECSP-I na zwykle rozwijającej się próbie 20 zwykle rozwijających się dzieci zostanie zrekrutowanych do adaptacji i walidacji dwóch scen skali ECSP-I do systemu interakcji NAO na zasadzie dobrowolnego Don-Don Fondazione Don GnOCCHI

Faza 2: Podawanie scen skali ECSP-I i scen przystosowanych do robota próbce dzieci z ASD Skala ECSP-I i sceny dostosowane do robota społecznego zostaną podane próbie dzieci z zaburzeniem spektrum autyzmu w celu zdobycia doświadczenia i zebrania danych o podaniu tej skali do klinicznej próbki 10 dzieci.

Administracja będzie nagrana wideo i zakodowana z nadzorem programistów.

Faza 3: Rekrutacja i randomizacja próbki dzieci z ASD. Zatrudnionych zostanie 20 dzieci z zaburzeniem spektrum autyzmu, podlegające ocenie T0.

Faza 4: Próbka zostanie następnie podzielona na dwie grupy:

- Grupa A i grupa B, która przeprowadzi szkolenie z robotem społecznym (patrz dodatek A dla protokołu szkoleniowego) o 2 różnych czasach.

Faza 5: Cała rekrutowana próbka zostanie poddana w różnym momencie szkolenia rehabilitacyjnego z NAO zgodnie z protokołem w załączniku. Szkolenie potrwa 12 tygodni, z jedną sesją tygodniowo, trwa 20-30 minut.

Faza 6: Ponowna ocena do T1 i T2 zgodnie ze schematem leczenia (patrz Tabela 3).

Narzędzia oceny

• Griffiths Mental Development Scales III (GMDS-III) [30]
• System oceny zachowań adaptacyjnych II (ABAS II) [31]
• Szczelanie obserwacji diagnostycznej autyzmu (ADOS 2) [32, 33]
• Autism Diagnostic Interwived Revised (ADI-R) [34]
• Kwestionariusz McArthur-Bates, pierwsze słownictwo gestów i słów dziecka (PVB): Całkowita liczba gestów [35]
• Wczesna skala komunikacji społecznej (ECSP-I) [27]
• Dostosowane sceny ECSP-I z robotem społecznym NAO (ECSP-I_ROB) (ilościowy pomiar danych interakcji)

Krytyczność Główna kwestia krytyczna dotyczy rekrutacji pacjentów i ich dostępności w okresie badania oraz ciągłości interwencji. Z tego powodu postawiono hipotezę przedłużonego okresu rekrutacji, który obejmie dużą część całego okresu trwania badania.

Oczekiwane wyniki

• Weryfikacja wrażliwości ECSP-I w celu ulepszenia umiejętności społeczno-komunikacyjnych, w szczególności w użyciu gestów.
• Poprawa stosowania gestów wyuczonych podczas szkolenia, pod względem: - prawidłowo wyuczone gesty stosowane w warunkach terapeutycznych w znanych scenariuszach; - wyuczone gesty prawidłowo stosowane w otoczeniu terapeutycznym w nowych scenariuszach (pierwszy krok uogólnienia);
• Wzrost liczby gestów stosowanych w życiu codziennym (druga faza uogólnienia; kwestionariusz MC Arthur);
• Pomiar parametrów interakcji społecznych wykrywalnych z narzędziami technologicznymi.