SensoGrip - un sistema di scrittura sensibile alla pressione (SensoGrip)

Sfondo

Lo sviluppo della competenza di scrittura non è solo importante per rafforzare la fiducia in se stessi di un bambino, ma è anche visto come una pietra miliare essenziale per il successo scolastico (Sassoon, 1990; Stewart, 1992) e accademico (Kruse, 1999).

Un sondaggio del 2015 condotto in Germania che ha coinvolto 2000 insegnanti che lavorano nelle scuole elementari e secondarie ha mostrato che oltre il 60% dei bambini non è in grado di scrivere in modo persistente (Diaz Mayer et al., 2017). Come cause principali gli insegnanti hanno citato gli spasmi alle mani (73%) e la postura errata della penna (68%). In uno studio longitudinale in Norvegia, è emerso che il 27% dei bambini di prima elementare ha problemi con la scrittura a mano (Karlsdottir & Stefansson, 2002). Negli Stati Uniti e in Canada, i problemi di scrittura a mano sono uno dei motivi più comuni per l'invio alla terapia occupazionale a scuola (Hoy et al., 2011; Schneck & Case-Smith, 2015). In un sondaggio condotto in Austria, il 73% dei terapisti occupazionali ha indicato che i bambini con disturbo della coordinazione dello sviluppo circoscritto (DCD) con una diagnosi di riferimento di "problemi nelle abilità fini e/o grafomotorie" ricevono terapia occupazionale (Dolezal & Schönthaler, 2018). A livello internazionale, si ritiene che la prevalenza di bambini con DCD oscilli dal 2% al 20% (Blank & Vinçon, 2020), di cui l'intervallo emergente più comune in letteratura è del 5% - 6% (Gaines et al., 2008; Blank et al., 2012; American Psychiatric Association, 2013).

L'abilità percettivo-motoria della scrittura a mano si basa su un complesso costrutto di elaborazione che include input da abilità coordinative visuo-motorie, pianificazione motoria, abilità cognitive e percettive, nonché percezioni tattili e cinestetiche (Maeland, 1992). La scrittura a mano richiede quindi capacità motorie molto fini; un dosaggio esatto della pressione del dito sulla matita e della pressione della mina sulla carta sono componenti essenziali della scrittura. L'obiettivo dell'acquisizione delle capacità di scrittura è quello di produrre una scrittura leggibile, fluente, poco faticosa, efficiente e personalizzata (Diaz Mayer et al, 2017). Lin et al (2017) hanno osservato che i bambini mostrano difficoltà nel dosaggio della pressione applicata. Pertanto, al fine di effettuare opportuni interventi per migliorare il controllo motorio, è necessario raccogliere e integrare tutti i dati relativi alla pressione. Attualmente non esiste uno strumento di terapia occupazionale che misuri la pressione sulla punta della matita e sulla superficie di presa. Lo scopo di questo progetto è lo sviluppo interdisciplinare di una penna sensibile alla pressione e di un'app per tablet associata come contributo alla digitalizzazione nel settore sanitario. Entrambe le parti del sistema sono oggetto di studio, sono pertanto in ulteriore sviluppo e non sono disponibili in commercio.

Descrizione della tecnologia utilizzata

Il sistema non richiede dati personali e intende supportare i bambini che hanno difficoltà nel dosaggio della pressione a migliorare le proprie capacità motorie grafiche attraverso il feedback. La procedura è la seguente:

• Le impostazioni della penna (intervallo di pressione, opzioni di feedback: colore, comportamento del feedback) possono essere configurate e modificate tramite l'app.
• I sensori di pressione nella penna e sulla superficie dell'impugnatura della penna misurano la forza della pressione e la pressione delle dita.
• I dati raccolti vengono trasferiti all'app, visualizzati e salvati.
• Sulla base delle impostazioni della penna effettuate, il feedback viene fornito tramite una funzione di feedback collegata alla punta della penna (a seconda della pressione, l'illuminazione di un anello dietro la punta della penna varia) in caso di condizioni di pressione appropriate individualmente.
• Le storie di pressione registrate durante la scrittura sono rese disponibili per il processo decisionale terapeutico tramite l'app per tablet.

Panoramica dello studio

Al fine di ottenere informazioni sull'esperienza dell'utente e sull'accettazione da parte dell'utente, nonché sugli effetti del sistema sviluppato, in questo studio viene seguito un approccio a metodi misti.

Un processo iniziale di progettazione e sviluppo partecipativo basato sui gruppi di utenti rilevanti (terapisti occupazionali, bambini) e un processo di valutazione basato su tutti i gruppi di utenti (terapisti occupazionali, bambini, tutori legali) assicurano l'usabilità e l'accettazione del risultato del progetto.

I dati quantitativi saranno generati misurando i dati di pressione durante il processo di scrittura. Inoltre, i fattori di accettazione vengono raccolti quantitativamente mediante questionari basati sul "Questionario di utilità, soddisfazione e facilità d'uso" (USE) e sulla "Teoria unificata dell'accettazione e dell'uso della tecnologia 2" (UTAUT2). Sebbene la durata dello studio sia di tre mesi, i dati di scrittura per bambino partecipante saranno raccolti per una durata di otto sessioni di terapia, di solito entro otto settimane, a causa di una procedura di reclutamento a rotazione. All'inizio della fase di intervento, le pressioni della penna e della mina di ogni bambino partecipante saranno raccolte come baseline, senza l'attivazione del sistema di feedback integrato nella penna, in quattro punti temporali ciascuno. A tale scopo viene utilizzato un foglio con moduli standard per il primo punto di misurazione per i bambini di 1a elementare. Per i bambini dalla 2a elementare in su, viene applicata la procedura di test "Valutazione sistematica dei disturbi motori della scrittura" (SEMS). Per i successivi punti temporali di misurazione viene utilizzata una frase standard del SEMS. I dati quantitativi di scrittura raccolti all'interno delle sessioni regolari di terapia occupazionale consistono - a seconda del livello scolastico - nella raccolta di moduli standard o di una frase standard, che vengono registrati all'inizio e alla fine della sessione di terapia con e senza feedback a penna. La familiarità con il sistema è garantita da una durata minima di utilizzo del sistema SensoGrip (10 minuti per sessione). Le informazioni qualitative saranno ottenute e valutate tramite interviste e focus group con terapisti occupazionali e bambini dopo la fase di intervento.

Obiettivi di studio e domande di ricerca

Lo studio si propone di ottenere i seguenti effetti:

• Il feedback della penna aiuta il bambino ad acquisire migliori capacità grafomotorie
• Il sistema supporta la documentazione oggettivando le misurazioni e aumentando la trasparenza
• Miglioramento della competenza di scrittura del gruppo target primario
• Aumento della motivazione e dell'aderenza alle sedute di terapia

Le seguenti domande di ricerca servono a valutare le prestazioni, così come la funzionalità del sistema complessivo, la sua accettazione e i suoi effetti. Le sotto-domande sono elencate come esempi utilizzando elenchi puntati.

Prestazioni tecniche e funzionalità del sistema

1.1: Quali prestazioni tecniche raggiunge il sistema nella vita quotidiana dei gruppi target?

Usabilità del sistema

2.1 Come viene descritta l'usabilità? Quali barriere esistono nell'uso reale dei singoli componenti?

Accettazione del sistema

3.1 Sulla base del modello UTAUT2, come vengono valutati i fattori di accettazione del sistema dai gruppi target?

Effetti del sistema

4.1: Quali sono gli effetti previsti e non previsti del sistema per bambini, terapisti occupazionali e tutori legali?

• Il biofeedback migliora il comportamento di pressione del bambino (pressione del dito o pressione del mio)?
• Il sistema influenza positivamente la motivazione e l'adesione dei bambini?
• Il sistema migliora le capacità motorie grafiche o la scrittura a mano del bambino in base al SEMS?
• Il sistema aumenta l'efficienza della terapia (ad esempio eliminando le attività di documentazione)?

Progettazione dello studio

Lo studio utilizza un disegno a metodi misti. Per valutare quantitativamente l'efficacia, lo studio utilizza un Single Case Experimental Design (SCED) (Krasny-Pacini & Evans, 2018). Rispetto al numero di partecipanti agli studi SCED esistenti, la dimensione del gruppo di n=15 (solo bambini) è sufficientemente ampia.

Il numero di partecipanti per la raccolta di dati qualitativi è n=15 per gruppo target (terapisti occupazionali, bambini e tutori legali). A causa della portata volutamente ristretta dei criteri di inclusione, si può presumere una certa omogeneità dei singoli gruppi di partecipanti, basata sulle loro esperienze (Guest, Bunce & Johnson, 2006). Romney, Batchelder e Weller (1986) sottolineano che piccoli campioni possono essere sufficienti per fornire informazioni complete e accurate in un dato contesto, purché i partecipanti abbiano un certo livello di esperienza nell'area di indagine. Inoltre, Guest, Bunce e Johnson (2006) suggeriscono che se è presente l'omogeneità dei gruppi studiati, un numero di partecipanti pari a 12 può generare una saturazione sufficiente.

Metodi

Le domande di ricerca già citate servono per la valutazione. La seguente panoramica dei metodi confronta i fattori di valutazione utilizzati con i rispettivi metodi. Inoltre, illustra quali utenti contribuiscono alla valutazione di quali domande in quale fase di studio.

Valutazione delle prestazioni, dell'usabilità e dell'accettazione sul campo Le prestazioni, l'usabilità e l'accettazione sul campo saranno determinate da un lato tramite diari di utilizzo e interviste finali, e dall'altro tramite questionari basati sul questionario USE e sull'UTAUT2.

io. I bambini (gruppo target primario) contribuiscono all'acquisizione di conoscenze specifiche sull'argomento

• compilando due brevi questionari a misura di bambino
• nonché partecipando al colloquio finale.

ii. I terapisti occupazionali (gruppo target secondario) contribuiscono all'acquisizione di conoscenze specifiche sull'argomento

• documentare eventuali errori e anomalie nell'uso del sistema SensoGrip in terapia,
• compilazione del questionario basato su USE e UTAUT2 dopo la fase di intervento
• partecipare al colloquio finale

iii. I tutori legali (gruppo target terziario) contribuiscono a mezzo di

• compilazione del pre-questionario e
• compilando il post-questionario (se SensoGrip-Pen gli è stato consegnato a casa).

Valutazione degli effetti sul campo

È stato scelto un Single Case Experimental Design (SCED), per indagare l'efficacia dell'intervento con il SensoGrip-System intrapersonalmente o su un piccolo numero di individui. In questo approccio, i dati dei bambini partecipanti saranno studiati in modo prospettico e intensivo. Il risultato viene misurato ripetutamente e più volte durante tutte le fasi dello studio (Krasny-Pacini & Evans, 2018). Le misurazioni ripetute consentono di rilevare effetti su individui o gruppi di individui; quindi, i soggetti rappresentano il proprio gruppo di controllo. Il design è particolarmente adatto quando gli studi sono condotti in contesti di pratica naturale (Romeiser et al., 2017).

La struttura esatta del disegno utilizzato in questo studio è la seguente:

Lo studio si articola in due fasi (A/B):

Fase A - Misure di riferimento

• Punto temporale 0: i bambini sono inclusi nello studio se i criteri di inclusione ed esclusione sono stati vagliati dal terapista occupazionale e il consenso informato è stato firmato da un tutore legale e il bambino partecipante o il bambino ha dato il consenso informato orale. Oltre a ciò, al punto 0 verrà compilato il pre-questionario del tutore legale e la scheda anagrafica del minore.

• Punto temporale 1: nella prima sessione di terapia regolare dopo l'inclusione, ha luogo l'inizio dell'indagine di riferimento. Prima dell'inizio della terapia regolare, viene somministrato lo strumento di valutazione per la valutazione sistematica dei disturbi motori della scrittura (SEMS) ai bambini dalla 2a elementare e un foglio di moduli standard ai bambini della 1a elementare. La misurazione della linea di base viene registrata con SensoGrip senza feedback. Questo è seguito dalla normale sessione di terapia. Negli ultimi cinque minuti di terapia, una frase standard (da SEMS) o i moduli standard vengono copiati con SensoGrip senza feedback, ma con registrazione dei dati. Per abituarsi alla penna, si disegna con la penna prima di scrivere la frase del test.

• Timepoint 2: All'inizio e alla fine della sessione il set standard scelto viene annotato una volta con SensoGrip senza feedback attivato. Per abituarsi alla penna, il set di test viene disegnato con la penna prima di scriverlo.

I terapisti occupazionali determinano i primi possibili valori di soglia dai dati di riferimento, che vengono utilizzati nelle sessioni successive.

Fase B - Fase di intervento

• Punto temporale 3 - 7: dalla terza seduta di terapia in poi, il bambino riceve una spiegazione su come funziona SensoGrip e riceve un feedback tramite un anello luminoso sulla punta della penna SensoGrip. I terapeuti ora ricevono anche la valutazione della scrittura del bambino. Dovrebbero essere impiegati almeno 10 minuti per sessione lavorando con SensoGrip. Vengono forniti possibili esempi di esercizi, tuttavia i terapisti possono utilizzare SensoGrip per altri esercizi specifici del caso volti a migliorare la pressione. I terapisti documentano quali esercizi sono stati eseguiti e quali adattamenti sono stati apportati o provati. Alla fine di ogni sessione, il set standard viene copiato due volte: una volta con e una senza feedback. L'ordine cambia ogni volta per ridurre al minimo i possibili pregiudizi dovuti all'ordine e quindi l'abitudine a scrivere con la penna. I dati sono registrati in entrambe le forme. Le impostazioni scelte vengono annotate e selezionate come il terapeuta lo ritiene appropriato.

Facoltativamente, il bambino può portare a casa il SensoGrip a partire dalla quarta seduta e utilizzarlo liberamente nella vita di tutti i giorni, mentre il tablet rimane al terapista.

• Punto temporale 8: nell'ultima sessione SEMS oi moduli standard vengono rivalutati. La scrittura viene eseguita con SensoGrip senza feedback, ma con la registrazione dei dati.

Dopo il completamento dell'intervento, verrà condotto un colloquio individuale con i bambini partecipanti e i terapisti occupazionali partecipanti secondo le linee guida del colloquio.

I genitori o i tutori legali riceveranno un secondo questionario solo dopo la fine della fase B se la penna SensoGrip è stata portata a casa e utilizzata lì.

Risultati attesi dello studio

I risultati previsti si concentrano sui seguenti domini:

• Migliorare le capacità di scrittura del gruppo target primario Il sistema SensoGrip offre un'opportunità di feedback per allenare le capacità motorie fini, le capacità visuomotrici e la cinestesia. Ha lo scopo di sostenere la presa della penna con una pressione adeguata e scrivere liberamente / senza irrigidirsi. Il sistema mira ad aumentare la motivazione e l'adesione alle sessioni di terapia attraverso un feedback diretto. Successivamente, se la terapia ha successo, anche il rendimento scolastico dei pazienti potrebbe migliorare. Anche l'autostima dei pazienti gioca un ruolo importante, che potrebbe essere positivamente influenzato dal miglioramento della competenza di scrittura.
• Miglioramento delle possibilità terapeutiche A seconda delle esigenze del paziente, è disponibile un nuovo strumento che ha il potenziale per aumentare la motivazione e l'aderenza agli esercizi grafomotori. Inoltre, una volta completato con successo il progetto, sarà disponibile uno strumento che consentirà la diagnostica standardizzata delle difficoltà grafomotorie e la visualizzazione dei progressi terapeutici. Attraverso queste migliori possibilità di monitoraggio dei processi terapeutici, i progressi del trattamento possono essere resi più misurabili e quindi riportati anche alle compagnie di assicurazione sanitaria mediante cifre concrete.