Um sistema AR Edge baseado em IA para treinamento em higiene das mãos em estudantes de graduação em disciplinas relacionadas à saúde

Antecedentes A pandemia de COVID-19 em curso representa sérias ameaças à saúde pública em todo o mundo. Embora as crianças apresentem sintomas leves, descobriu-se que elas transmitem o vírus com maior probabilidade dentro de casa do que as outras faixas etárias. A importância da higiene das mãos não pode ser subestimada tanto nos cuidados de saúde como nos ambientes comunitários. A promoção da higiene das mãos é a melhor prática na prevenção de infeções associadas aos cuidados de saúde. Estima-se que a higiene das mãos poderia reduzir mais de 500.000 mortes atribuíveis por ano. Verificou-se que o impacto económico anual das infecções associadas aos cuidados de saúde nos EUA foi de aproximadamente 6,5 mil milhões de dólares em 2004 e cada dólar gasto na promoção da higiene das mãos poderia resultar num benefício de 23,7 dólares. A educação desempenha um papel fundamental no estabelecimento de uma base de boas práticas na higiene das mãos.

Os métodos tradicionais de treinamento para estudantes de disciplinas relacionadas à saúde incluem aulas teóricas e práticas, mas os alunos raramente recebem instruções e feedbacks individualizados devido à mão de obra e às instalações limitadas. Portanto, há uma necessidade urgente de projetar um sistema de treinamento automatizado e individualizado. Este projeto proposto visa conceber e testar uma ferramenta educativa inovadora para a higiene das mãos, com os seguintes objetivos específicos:

1. desenvolver um protótipo do sistema de RA com tecnologia de IA para treinamento e avaliação em higiene das mãos em estudantes de graduação de disciplinas relacionadas à saúde;
2. conduzir um ensaio clínico randomizado de não inferioridade (RCT) para testar a eficácia deste sistema de treinamento em AR baseado em IA no conhecimento e prática de higiene das mãos em estudantes de disciplinas relacionadas à saúde;
3. avaliar os efeitos do sistema de treinamento de AR baseado em IA e coletar feedback dos participantes.

Se for comprovado que é eficaz, este sistema pode ser integrado no currículo de estudantes de disciplinas relacionadas com a saúde como uma abordagem de e-learning. No futuro, este sistema também poderá ser utilizado no local de atendimento para monitoramento e auditoria em tempo real de profissionais de saúde em outros ambientes de saúde.

Métodos Desenho do estudo: Este é um ECR de não inferioridade com dois braços.

Recrutamento de disciplinas Alunos de graduação interdisciplinares que cursam disciplinas na Escola de Enfermagem, Escola de Optometria e Departamento de Biologia Aplicada e Tecnologia Química serão recrutados de janeiro a junho de 2024. Os participantes subscreverão um horário de sessões de formação (cada sessão tem 4 participantes). Todos os participantes que comparecerem à mesma sessão serão atribuídos ao mesmo grupo por randomização por cluster. Um estatístico atribuirá os grupos antecipadamente por meio de um gerador de números aleatórios. Os participantes não serão informados sobre seu grupo antes de chegar ao local do estudo (o Centro Internacional Squina para Controle de Infecções na PolyU).

Tamanho da amostra para um ensaio clínico randomizado por cluster Supondo que o número de participantes em cada cluster varia de 5 a 20, haverá aproximadamente 6 a 20 clusters em cada grupo. Supõe-se que o desvio padrão dos sujeitos seja 2,00, o coeficiente de correlação intracluster seja 0,010 e o coeficiente de variação dos tamanhos dos clusters seja 0,500. O tamanho da amostra de 200-240 pode atingir >91% de poder para detectar uma diferença entre as médias de dois grupos (intervalo de confiança -1,0 e 1,0) em um teste t bilateral com um nível de significância de 0,050.

Avaliação pré-intervenção Durante a visita ao local, os participantes assinarão primeiro um termo de consentimento e serão solicitados a preencher um questionário sobre conhecimento e prática de higiene das mãos.

Os participantes precisarão colocar pó fluorescente em ambas as mãos e depois lavar as mãos com sabonete líquido sem nenhuma instrução (1ª tentativa de HW). A câmera instalada acima dos lavatórios fará vídeos de ambas as mãos (sem rosto nem outras partes do corpo) durante este procedimento. Depois de lavar as mãos, os participantes precisarão escanear o pó fluorescente que permaneceu em suas mãos em um scanner manual (The Semmelweis Scanner™). Os vídeos gravados de lavagem das mãos serão usados ​​para treinar os algoritmos de IA para processamento e avaliações automáticas de imagens. Dois especialistas do IPC julgarão a qualidade da higiene das mãos nesses vídeos, que serão adotados como verdade no processamento de imagens. A porcentagem de resíduo de gel fluorescente nas mãos mostrada no scanner de mão será usada como uma avaliação objetiva da eficácia da lavagem das mãos em participantes individuais.

Grupos de intervenção

Grupo A (sistema de treinamento de AR baseado em IA) Os participantes usarão o sistema de treinamento de AR com tecnologia de IA para obter avaliações individualizadas de seu desempenho na lavagem das mãos. Eles não serão informados sobre os resultados do scanner manual.

Grupo B (scanner manual + treinamento em vídeo) Os participantes usarão um programa educacional existente que se mostrou eficaz em nosso estudo anterior. Resumidamente, os participantes serão informados sobre os resultados do scanner manual durante a primeira tentativa de HW. Eles também assistirão a um vídeo de treinamento sobre as 7 etapas da lavagem das mãos.

Avaliação pós-intervenção Os participantes farão a segunda tentativa de HW colocando novamente pó fluorescente em ambas as mãos e em seguida realizarão a lavagem das mãos com vídeos gravados. Depois de lavar as mãos, os participantes irão escanear o pó fluorescente que permaneceu em suas mãos novamente em um scanner manual.

Os participantes também serão solicitados a preencher um questionário sobre conhecimento e prática de higiene das mãos como parte da avaliação pós-intervenção.

Randomização, ocultação de alocação e cegamento Os participantes serão designados aleatoriamente aos grupos de intervenção por meio de um processo de randomização realizado por um estatístico que não estará envolvido no recrutamento de sujeitos. Os participantes ficarão cegos. Os ARs envolvidos no recrutamento de sujeitos e os especialistas em PCI que julgam a qualidade da higiene das mãos não terão conhecimento dos agrupamentos. Os ARs e alunos assistentes envolvidos na gravação de vídeos sobre higiene das mãos no local do estudo não ficarão cegos porque darão instruções aos participantes.