技术辅助的空间线索、指示和首选刺激支持智力和视觉障碍者的职业参与和行动:可用性研究

简介

背景

患有严重至重度智障的人，在没有工作人员或照顾者的直接监督下，往往会变得被动和久坐不动[1-6］．当人们同时患有智力障碍和视力障碍时，被动和久坐可能会变得更加严重[7-12］．为了改变这种消极的情况，需要努力设计适合促进职业投入和流动性(即室内步行)的干预策略，即:(1)为人们提供有意义的行动的机会和(2)增加他们的体育锻炼和环境刺激的机会[13-19］．

为了有效，干预策略应该在以下关键领域为人们提供支持:(1)适当使用物体(例如，在正确的地方拿走和收纳物体)，(2)从一个地方移动到另一个地方的空间定向(例如，到达和使用物体)，以及(3)参与动机(例如，愿意步行、定位线索和适当使用物体)[13,15,20.-22］．为确保在上述领域获得足够支持，并促进独立于工作人员的职能性职业和流动性，干预策略需要依靠技术的支持[11,16,22-25］．

其中一种依赖技术的干预策略[11]旨在为参与者提供(1)空间(语言)线索，帮助他们到达需要收集物品的不同目的地，(2)到达目的地的偏好刺激，(3)将收集到的物品运输到集装箱的空间(语言)线索，以及(4)到达集装箱并收走运输的物品的偏好刺激。该干预策略的基础技术是专门为研究建立的，包括(1)带有光学传感器的电子盒子(每个目的地各有一个盒子和传感器)，用于呈现空间线索，检测参与者的到达，并提供首选的刺激;(2)用于调节盒子和传感器功能的远程电子控制单元。

另一种依赖技术的干预策略[16与前面描述的那个有两个主要方面的不同。首先，它还为参与者提供在目的地使用对象的指示(即，取一个对象或把东西收起来)．其次，这一战略所基于的技术组件都是市面上可以买到的(而不是专门制造的)，包括大量的智能手机、迷你扬声器和便携式光源，它们都是集群组合在一起的。在每个目的地都有一个集群(即智能手机、迷你音箱和光源)，供人们取走或收走物品。

据报道，上述技术辅助干预策略在帮助参与者获得独立职业和行动能力方面是有效的。尽管结果令人鼓舞，但仍有必要进行更多的研究(1)验证这些结果是否可以在研究中重复(2)升级(改进)以前使用的技术。成功的复制将使人们能够对技术辅助干预策略的总体影响和普遍性作出更明确的说明[26,27］．鉴于(1)Lancioni等人使用的技术系统[11]是专门为研究目的而建造的，因此不容易获得，而且相当昂贵。(2)Lancioni等人使用的技术系统[16]涉及多个智能手机集群、迷你扬声器和光源;因此，它可能被认为是相当复杂和昂贵的。

目标

本研究被认为是一项系统的复制工作，其主要目的是(1)扩展技术辅助策略的评估，以支持智力残疾和视力障碍患者的独立功能职业和行动能力，(2)评估一个相对简单的、基于商业的技术系统，该系统将比用于上述策略的系统更便宜和更容易获得。新技术系统是基于单一智能手机结合运动传感器和迷你扬声器的使用，并由7名参与者进行评估。

方法

参与者

表1以化名确定7名参与者(代表一个方便样本)，并报告他们的实际年龄，他们的视觉和运动障碍，以及他们在Vineland适应行为量表第二版中的日常生活技能的年龄等价物[28,29］．参与者的实际年龄从14岁到54岁不等。其中一名参与者(亚历克)有功能性残留视力，这使他能够看到眼前的物体和障碍。其余6名参与者完全失明。其中一人(Davis)也出现了严重的运动障碍，需要使用轮椅。日常生活技能(个人领域)的Vineland年龄相当于1岁7个月(Davis)到3岁2个月(Maggie和Alec)。所有参与者都参加了康复和护理中心。他们的心理记录表明，他们的智力残疾程度估计在严重或从严重到严重的范围内，但对他们的评估没有采用具体的测试。

根据以下标准纳入研究:第一，他们能够遵循听觉空间线索并到达这些线索指示的目的地。第二，他们可以对简单的口头指令做出反应，比如拿东西和收东西。第三，人们知道他们喜欢(例如，表现出警觉和微笑等行为)喜欢的环境刺激形式，如音乐、赞美和最喜欢的家人或工作人员的声音。因此，人们认为，这些刺激的使用取决于他们的反应表现，可能是加强和维持这种表现的激励(强化)事件。第四，涉及移动和物品使用的活动被认为是功能性职业的重要例子，以对抗参与者的久坐和被动。此外，据报告，参与者在工作人员的监督下进行这类活动时感到舒适(例如，没有表现出疲劳或焦虑的迹象)。第五，工作人员支持这项研究(研究的目的和所需的技术已经提前向他们展示了)，因为他们认为有效的技术辅助干预可以对参与者在日常环境中的活动参与产生明显的积极影响。

尽管在研究过程中首选刺激的可用性让我们有理由相信参与者可能喜欢参与研究，但没有可靠的方法来确定他们是否同意参与。因此，在研究开始前，他们的法律代表被要求代表他们签署一份同意书。这项研究符合1964年《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案，并得到了一个机构伦理委员会的批准。

设置，活动，会议和研究助理

参与者参加的中心安静的房间构成了学习课程的环境。一项活动包括从一个大房间内的3个不同区域(站)收集18个物体(即，一次一个)，将每个物体运送到一个中央桌子上，并将每个物体放在那里(即，将每个物体放入桌子上的特定容器中)。根据要收集、运输和存放的对象，活动可能在不同的会话中有所不同。这些物品可能包括厨房工具、食物或饮料，以及其他日常使用的简单材料。对于每一个活动响应(即收集、运输和存放物品)，技术系统提供(1)引导参与者到有物品的区域的语言提示，(2)取物品的语言指示(请求)，(3)引导参与者到中央桌子的语言提示，(4)放置收集到的物品的语言指示，(5)表扬和偏好刺激。每节课由参与者完成一项活动所需的时间组成(例如，收集并收起18件物品)。会议也可以在活动结束前中断(例如，如果30分钟的时间限制已过或研究助理的指导已连续4个活动响应)。研究助理负责实施这些会议并记录参与者的回答，他们在为智力残疾人和其他残疾人使用技术辅助干预方面有经验。

技术系统

在研究的干预阶段使用的技术系统包括(1)一台三星Galaxy A10，配有Android 10.0操作系统，并配有Amazon Alexa、MacroDroid和Philips Hue应用程序;(2) 4个Philips Hue室内运动传感器;(3)通过蓝牙工作的Philips Hue Bridge和Philips Hue智能灯泡;(4) 4G long - Evolution Wi-Fi路由器;(5) 4个蓝牙迷你音箱。使用Philips Hue Bridge、Philips Hue智能灯泡和Philips Hue应用程序来确保Philips Hue传感器的功能。

这些传感器是宽5.5厘米、高3.5厘米的盒子状装置。其中一个传感器被放置在一个中央办公桌前，参与者将从工作室(设置)的3个不同位置收集的对象运输到该桌子上。另外3个传感器放置在3个站点的前面(每个站点一个传感器)。微型蓝牙扬声器被放置在桌子上和工作站上。参与者到达时传感器的任何激活都可以通过亚马逊Alexa应用程序检测到。该应用程序通过MacroDroid将到达信息传输到智能手机。

图1总结了该技术体系的工作情况。打开系统(即开始会话)会导致第一个站的迷你扬声器被激活，并开始以大约5秒的间隔呼叫参与者(即，可能涉及参与者名字的1字或2字呼叫)。这些电话作为空间方向的提示和鼓励，帮助参与者到达车站。一旦参与者到达车站(即，被车站前的传感器检测到，然后依次被Alexa和MacroDroid应用程序检测到)，车站里的迷你扬声器就会给出口头表扬和取物品的指令。从指令开始间隔4秒后，中央桌子的迷你扬声器开始呼叫参与者，如上所述。作为对这一系列输入的响应，参与者被期望拿一个对象并将其传输到中央办公桌。一旦参与者走到中央办公桌，被那里的传感器检测到，桌子上的迷你扬声器就会给出表扬、把物体收起来的指令，以及15秒的首选刺激(例如，首选歌曲或音乐的15秒片段)。在刺激结束时，下一站的迷你扬声器被激活(即开始呼叫参与者)。当参与者到达时，演讲者向他们表示赞扬，并指示他们拿一件物品，如上所述。参与者收集并运送到中央办公桌的其他物品也采用了同样的条件。 The session continued until (1) the system had provided the support (ie, spatial cues, instructions, praise, and preferred stimulation) for completing 18 responses, that is, for collecting, transporting, and putting away 18 objects or (2) a 30-minute period had elapsed, whichever came first.

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为了防止意外错误，系统在会话期间一次只有一个传感器和一个扬声器在工作;也就是说，参与者要到达的目的地(车站或中央办公桌)的传感器和扬声器。如果参与者到达了正确的目的地，那里可用的传感器就会被触发，系统就会执行前面所描述的编程事件。如果参与者到达了另一个目的地，系统就会直接忽略他的存在(即，不提供赞扬、指示或首选的刺激)。与此同时，正确目的地的迷你音箱继续呼叫参与者。

实验条件

设计及一般程序

该研究是根据参与者的非并发多重基线设计进行的[30.］．根据设计要求，参加者被安排在没有技术系统支持的情况下接受不同次数的基线会议(即5至9次)。这些会议之后是在技术系统的支持下进行的干预会议。总共为不同的参与者提供了92到124个干预课程，不同参与者的干预课程数量随课程可用性的不同而变化。研究协调员观看了会议的录像，他负责监督(向研究助理提供反馈)，以确保程序的准确性[31］．

基线

在基线测试开始之前，研究助理用身体和语言引导参与者到不同的站点，那里有大约10个物品组。然后，研究助理(1)陪同参与者到中心办公桌附近(这将发生在技术系统干预会议期间)和(2)向参与者提供指示去拿一个东西。如果参与者在30到40秒内保持不动或没有取得进展，研究助理就会进行指导(即引导参与者从其中一个工作站取一个物体，将其运送到中央办公桌，并将其放在那里可用的容器中)。接着是一条新的指令去拿一个东西．研究助理的指导如前所述。会议继续进行，直到参与者对预定的18个指示都做出了回应，或直到在研究助理的指导下连续做出了4个回应。使用连续4个指导实例后的会话中断来减少重复失败后的挫折。

干预

干预阶段由2到3个练习课程引入，以使参与者熟悉技术系统的支持。在这些会议中，研究助理的指导可以用来促进参与者成功地使用这种支持，即使所有的参与者都知道有独立管理这种支持的先决条件(即，使用提示和响应指示)。在练习课程之后的常规课程中没有研究助理的指导。研究助理只会陪同参与者到中心办公桌附近，然后打开技术系统，开始会议。

一旦打开，系统就像前面描述的那样工作(在技术系统;图1)．具体来说，该系统给出了空间提示、指示、表扬和偏好刺激，这些都与参与者预定在不超过30分钟的时间内收集和收起的18件物品有关。这些物品是从3个不同的站点收集的。与基线一样，每个站点通常包含10个对象。

措施

测量指标为(1)正确完成的回答和(2)会话时长。在基线测试期间，如果受试者到达目的地，拿一个物体(或两个物体)，将物体运送到中心办公桌，并按照最初研究助理的指示独立地将物体放入容器，则回答是正确的去拿一个东西．在干预过程中，如果参与者在技术系统的支持下(在技术系统中;图1)．第一个测量(即，正确完成的回答)由执行会议的研究助理记录。第二项测量是由(1)干预期间的智能手机记录的(即，智能手机记录了从发送第一条指令到在中央办公桌发送最后一个刺激事件所经过的时间)和(2)基线期间的研究助理记录的。通过让一名可靠性观察员加入研究助理记录数据，在第一个测量的每个参与者的20%以上的会话和第二个测量的所有基线会话中检查了评分者之间的一致性。对第一个测量的认同百分比(计算为每一次会议，通过除以研究助理和可靠性观察员报告相同的回应的数量正确的或不正确的得分由回应总数乘以100%)从92到100，所有参与者的平均值都超过98。评分者之间对第二种衡量标准的一致性百分比(计算方法是，报告时长差异小于1分钟的会议次数除以会议总数并乘以100%)为100。

数据分析

参与者的两个测量数据(即，正确完成的响应和会话持续时间)以图表形式报告。为了简化图形显示，数据被汇总为会话块(即，图表中报告的每个数据点表示会话块的平均会话频率或平均会话持续时间)。柯尔莫戈洛夫-斯米尔诺夫检验[32]将被用于分析正确完成应答的基线频率和干预频率之间的差异，任何参与者在两个阶段的数据显示出某种程度的重叠。实际上，没有观察到重叠。

伦理批准和知情同意

该研究已获得意大利奥西莫市立法委员会伦理委员会的批准。所有程序都是按照机构和/或国家研究委员会的道德标准和1964年《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案或类似的道德标准进行的。参与者从其法定代表处获得参与研究的书面知情同意。

结果

七组图2报告参与者正确完成应答的平均频率和基线会话和干预会话的平均会话持续时间。柱状图表示在基线期间2次和干预期间10次的区块中，每个会话正确完成应答的平均频率。圆圈表示相同会话块的平均会话持续时间。具有不同会话数量的基线块和干预块(即，出现在基线或干预阶段的末尾)用一个数字标记，表示它们包含多少会话。在干预阶段开始时发生的练习会议在图中没有报告。

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基线期间，除Erin的答对频率接近于0外，其他参与者答对频率均为0。事实上，在连续4次需要研究助理指导的应答后，所有基线会话都中断了。参与者的平均会话时长从6分钟到略多于8分钟不等。在干预阶段(即在技术系统的支持下)，所有参与者正确完成回答的平均频率都增加了。其中6个(Maggie, Lauryn, Alec, Bill, Jay和Erin)在第一个会话块中显示的平均频率在大约13 (Jay)和接近18 (Bill)之间，在接下来的会话块中接近18。这6名参与者的平均会话持续时间大约在12分钟(Alec)和23分钟(Jay)之间。课程中断(即30分钟后)几乎只发生在Maggie和Jay的第一段课程中。剩下的参与者(Davis)的干预数据显示，每次会话的平均频率接近13个正确回答，平均会话持续时间为30分钟。戴维斯的数据和其他参与者的数据之间的差异是因为戴维斯是通过推动轮椅来进行回答的。这种情况增加了他每次回答所需要的时间，因此，在会议被打断之前(即在达到30分钟的时间限制之前)，他只能处理安排的三分之二多一点的回答。

就正确完成的反应而言，基线数据和干预数据之间没有重叠，这被视为两个阶段之间差异的明确证据，从而证明了技术系统在促进正确反应方面的有效性。根据这一证据，使用Kolmogorov-Smirnov检验被认为是多余的。

讨论

主要研究结果

数据表明，在研究中使用的技术系统在支持所有7名参与者的表现方面是有效的。这些结果(1)证实了先前的数据，即通过技术辅助项目的支持，帮助智力和视觉障碍者独立管理涉及移动和物体使用的职业参与的可行性。(2)补充了这些数据，因为使用了一种新的、相对简单的(基于商业和较便宜的)技术系统成功地支持参与者的表现[11,14,16,22］．根据上述情况，可以作几点考虑。

首先，考虑到参与者的基线表现，反映了他们在管理职业投入、适应和流动性方面的持续困难，干预阶段的结果可能被认为是相关的[11,21,22,33,34］．在干预过程中，事实上，参与者在不需要工作人员监督的情况下，管理着建设性的职业以及适应和流动性。移动(通过步行或自行轮椅)可以被视为研究结果的一个重要组成部分，因为它代表了一种体育锻炼形式，可能对像本研究参与者这样往往长期久坐的人的健康健康有有益的影响[11,35-38］．

其次，确保上述结果的基于技术的支持包括3个主要部分(即工作站或中央办公桌需要接通的电话、取物或收物指令、表扬或表扬和偏好刺激)，这3个主要部分已知适合参与者(在《参与者》中)。这些电话有助于帮助参与者找到正确的目的地，并可能作为一种迅速促进参与和减少业绩中断的形式[11,16］．这些指令可能对确保参与者总是知道他们要做什么至关重要，从而避免不确定性和错误[11,14,34］．表扬和偏好的刺激可能在激励参与者在课程中的表现以及他们对课程的满意度方面发挥了作用[39,40］．坊间报道表明，参与者表现出的行为，如微笑和发声与首选的刺激事件有关。

第三，与之前使用的系统相比，本研究中使用的技术系统是一种相对简单和实用的工具(即依赖于专门构建的技术设备或智能手机、迷你扬声器和光源集群的系统)[11,16,22])。目前技术系统的成本估计约为600美元(即，三星智能手机约为150美元，4个Philips Hue传感器约为200美元，4个迷你扬声器约为100美元，Philips Hue Bridge、Philips Hue智能灯泡和4G long - Evolution Wi-Fi路由器约为150美元)。尽管这一成本巨大，但有人可能会认为，目前的技术系统(1)可以成为少数几个可用的选项之一，使智障和视力障碍者能够独立从事职业和行动，(2)对负责会议的人员来说相当容易操作，对与会者来说也很友好[41-44］．康复专业人员在使用这种技术系统时可能遇到的主要障碍是，它不是现成的(现成的)工具，而是需要通过上述的商业组件进行设置。

第四，研究助理被雇佣来进行研究。但是，鉴于这项技术系统似乎相当容易操作，人们可以设想由正式工作人员直接负责管理这项技术的日常使用和举办会议。直接工作人员的责任将促使他们致力于维持已取得的成果，并增加干预措施长期持续的可能性[45,46］．

限制

应该注意到这项研究的几个局限性。第一个限制是(1)参与研究的参与者数量相对较少，(2)参与者代表了方便样本的事实。这一限制使得很难对正在评估的技术系统的整体潜力和可用性作出结论性的说明。直接和系统的复制研究对于确定此类系统的强度和可靠性至关重要，并研究其并行版本和升级，以提高其适用性和影响[26,27］．

第二个限制是缺乏对与会者对技术系统和会议的满意程度的评估。尽管随着时间的推移，他们的成功表现表明，表扬和可用于回应的偏好刺激足以激励他们的表现，但在测试过程中检查他们的情绪可能会增加相关信息。检查可以通过记录在测试过程中代表快乐和满意的任何行为(如微笑和发声)来进行。47-49］．

第三个限制是缺乏对技术及其影响的社会验证。尽管在研究开始前，工作人员(参与者)表示支持该技术系统及其程序化使用，但确定他们对研究成果的看法是很重要的。这种评估(社会验证)可以通过以下方式进行:(1)向工作人员展示与参与者一起进行的几个环节，(2)从感知效能、友好度和适用性方面寻求他们对这些环节和所使用技术的评级[22,50,51］．

第四个限制是缺乏泛化和维护评估。基于系统的特征，人们可以合理地期望成功地在环境和干预代理之间进行泛化，因为负责参与者表现的条件(即空间方向线索、指示、赞扬和偏好的刺激)将保持相同，无论涉及的环境和干预代理是什么[39］．关于维持，观点可能与首选(激励)刺激是否继续可用密切相关。本质上，如果参与者所接受的刺激对他们来说是愉快的，那么他们很可能会保持积极的表现。39,40］．

结论

总之，有人可能会认为，本研究评估的技术系统可以有效地帮助智力和视觉残疾人管理独立的职业参与，包括行动能力和物体使用。尽管数据看起来相当令人鼓舞，但在新的研究成功解决了上述研究的局限性之前，无法对该系统及其可用性作出一般的说明。未来的研究还可能探讨通过使用新的(较便宜的)商业技术组件来简化现有系统的可能性，以便新的版本能够更容易地安排和更容易地适用于日常情况。