AR-система на базе Edge AI для обучения гигиене рук студентов медицинских специальностей

Краткая информация Продолжающаяся пандемия COVID-19 представляет серьезную угрозу для общественного здравоохранения во всем мире. Хотя у детей наблюдаются легкие симптомы, было обнаружено, что они с большей вероятностью передают вирус внутри семьи, чем представители других возрастных групп. Важность гигиены рук нельзя недооценивать как в сфере здравоохранения, так и в общественных местах. Пропаганда гигиены рук является передовой практикой в ​​предотвращении инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. По оценкам, гигиена рук может снизить более 500 000 смертей в год. Было обнаружено, что ежегодный экономический эффект от инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в США в 2004 году составил примерно 6,5 миллиардов долларов США, и каждый 1 доллар США, потраченный на пропаганду гигиены рук, может принести выгоду в размере 23,7 долларов США. Образование играет ключевую роль в создании базы передовой практики в области гигиены рук.

Традиционные методы обучения студентов специальностей, связанных со здоровьем, включают аудиторные лекции и практические занятия, но студенты редко получают индивидуальные инструкции и обратную связь из-за ограниченности кадров и возможностей. Следовательно, существует острая необходимость разработки автоматизированной и индивидуализированной системы обучения. Предлагаемый проект направлен на разработку и тестирование инновационного инструмента обучения гигиене рук со следующими конкретными целями:

1. разработать прототип AR-системы на базе искусственного интеллекта для обучения и оценки гигиены рук среди студентов, изучающих медицинские дисциплины;
2. провести рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) не меньшей эффективности, чтобы проверить эффективность этой системы обучения AR на основе искусственного интеллекта в области знаний и практики гигиены рук у студентов медицинских специальностей;
3. оценить эффективность системы обучения AR на основе искусственного интеллекта и собрать отзывы участников.

Если эта система окажется эффективной, ее можно будет интегрировать в учебную программу студентов медицинских специальностей в качестве электронного обучения. В будущем эту систему можно также использовать в местах оказания медицинской помощи для мониторинга и аудита медицинских работников в других медицинских учреждениях в режиме реального времени.

Методы Дизайн исследования: Это двустороннее РКИ не меньшей эффективности.

Набор предметов Студенты междисциплинарных курсов бакалавриата, изучающие предметы в Школе медсестер, Школе оптометрии и факультете прикладной биологии и химической технологии, будут набраны в период с января по июнь 2024 года. Участники подпишутся на временной интервал учебных занятий (в каждом занятии участвуют 4 участника). Все участники, посещающие один и тот же сеанс, будут отнесены к одной группе путем кластерной рандомизации. Статистик заранее распределит группы с помощью генератора случайных чисел. Участники не будут проинформированы о своей группе до прибытия в место проведения исследования (Международный центр инфекционного контроля Сквина в ПолиУ).

Размер выборки для кластерного рандомизированного контролируемого исследования. Если предположить, что количество участников в каждом кластере варьируется от 5 до 20, то в каждой группе будет примерно 6-20 кластеров. Стандартное отклонение испытуемых принимается равным 2,00, коэффициент внутрикластерной корреляции — 0,010, коэффициент вариации размеров кластеров — 0,500. Размер выборки в 200–240 человек может обеспечить мощность> 91% для обнаружения разницы между двумя групповыми средними значениями (доверительный интервал -1,0 и 1,0) в двустороннем t-тесте с уровнем значимости 0,050.

Оценка перед вмешательством. Во время посещения места участники сначала подпишут форму согласия, и им будет предложено заполнить анкету о знаниях и практике гигиены рук.

Участникам необходимо будет нанести флуоресцентный порошок на обе руки, а затем без каких-либо инструкций вымыть руки жидким мылом (1-я попытка HW). Камера, установленная над умывальниками, во время этой процедуры будет снимать на видео обе руки (без лица и других частей тела). После мытья рук участникам необходимо будет отсканировать флуоресцентный порошок, оставшийся на их руках, с помощью ручного сканера (The Semmelweis Scanner™). Записанные видео мытья рук будут использоваться для обучения алгоритмов искусственного интеллекта для автоматической обработки и оценки изображений. Два эксперта IPC будут оценивать качество гигиены рук по этим видеороликам, которые будут приняты за основу при обработке изображений. Процент остатков флуоресцентного геля на руках, показанный на сканере рук, будет использоваться в качестве объективной оценки эффективности мытья рук у отдельных участников.

Группы вмешательств

Группа A (система обучения AR на основе искусственного интеллекта) Участники будут использовать систему обучения AR на основе искусственного интеллекта, чтобы получить индивидуальную оценку эффективности мытья рук. Они не будут проинформированы о результатах ручного сканирования.

Группа B (сканер рук + видеообучение) Участники будут использовать существующую образовательную программу, эффективность которой была продемонстрирована в нашем предыдущем исследовании. Вкратце, участники будут проинформированы о результатах сканирования рук во время первой попытки HW. Они также посмотрят обучающее видео о 7 шагах мытья рук.

Оценка после вмешательства Участники предпримут вторую попытку HW, снова нанеся флуоресцентный порошок на обе руки, а затем вымоют руки с записью видео. После мытья рук участники снова сканируют флуоресцентный порошок, оставшийся на руках, с помощью ручного сканера.

Участникам также будет предложено заполнить анкету о знаниях и практике гигиены рук в рамках оценки после вмешательства.

Рандомизация, сокрытие распределения и ослепление. Участники будут случайным образом распределены по группам вмешательства посредством процесса рандомизации, выполняемого статистиком, который не будет участвовать в наборе субъектов. Участники будут ослеплены. Агенты регистрации, участвующие в наборе субъектов, и эксперты IPC, которые оценивают качество гигиены рук, не будут знать о группировках. Референты и ассистенты студентов, участвующие в видеозаписи гигиены рук на месте проведения исследования, не будут ослеплены, поскольку они будут давать участникам инструкции.