SensoGrip - een drukgevoelig schrijfsysteem (SensoGrip)

Achtergrond

De ontwikkeling van schrijfvaardigheid is niet alleen belangrijk voor het versterken van het zelfvertrouwen van een kind, maar wordt ook gezien als een essentiële hoeksteen voor schoolsucces (Sassoon, 1990; Stewart, 1992) en academisch succes (Kruse, 1999).

Uit een onderzoek uit 2015 in Duitsland onder 2000 leraren die op basis- en middelbare scholen werken, bleek dat meer dan 60% van de kinderen niet in staat is om volhardend te schrijven (Diaz Mayer et al., 2017). Als belangrijkste oorzaken noemden docenten handkrampen (73%) en een verkeerde penhouding (68%). In een longitudinaal onderzoek in Noorwegen bleek dat 27% van de kinderen van de eerste klas problemen heeft met schrijven (Karlsdottir & Stefansson, 2002). In de Verenigde Staten en Canada zijn schrijfproblemen een van de meest voorkomende redenen voor verwijzing naar ergotherapie op school (Hoy et al., 2011; Schneck & Case-Smith, 2015). In een onderzoek in Oostenrijk gaf 73% van de ergotherapeuten aan dat kinderen met een omschreven ontwikkelingscoördinatiestoornis (DCD) met een verwijzingsdiagnose "problemen in fijne en/of grafomotorische vaardigheden" ergotherapie krijgen (Dolezal & Schönthaler, 2018). Internationaal wordt aangenomen dat de prevalentie van kinderen met DCD varieert van 2% tot 20% (Blank & Vinçon, 2020), waarvan de meest voorkomende opkomende spreiding in de literatuur 5% - 6% is (Gaines et al., 2008; Blank et al., 2012; American Psychiatric Association, 2013).

Het perceptueel-motorische vermogen van handschrift is gebaseerd op een complexe verwerkingsconstructie die input omvat van visueel-motorische coördinatieve vaardigheden, motorische planning, cognitieve en perceptuele vaardigheden, evenals tactiele en kinesthetische percepties (Maeland, 1992). Handschrift vereist dus een zeer fijne motoriek; een exacte dosering van de vingerdruk op het potlood en de mijndruk op het papier zijn essentiële onderdelen van het schrijven. Het doel van het verwerven van schrijfvaardigheid is om leesbaar, vloeiend, moeiteloos, efficiënt en geïndividualiseerd handschrift te produceren (Diaz Mayer et al, 2017). Lin et al (2017) merkten op dat kinderen moeite hebben met het doseren van uitgeoefende druk. Om passende interventies uit te voeren om de motorische controle te verbeteren, is het daarom noodzakelijk om alle gegevens die relevant zijn voor druk te verzamelen en te integreren. Momenteel is er geen hulpmiddel voor ergotherapie dat de druk op de potloodpunt en op het vasthoudoppervlak meet. Het doel van dit project is de interdisciplinaire ontwikkeling van een drukgevoelige pen en bijbehorende tablet-app als bijdrage aan digitalisering in de zorg. Beide delen van het systeem zijn het onderwerp van de studie, zijn daarom in verdere ontwikkeling en niet in de handel verkrijgbaar.

Beschrijving van de gebruikte technologie

Het systeem vraagt ​​niet om persoonsgegevens en is bedoeld om kinderen die moeite hebben met drukdoseren te ondersteunen bij het verbeteren van hun grafische motoriek door middel van feedback. De werkwijze is als volgt:

• De instellingen van de pen (drukbereik, feedbackopties: kleur, feedbackgedrag) kunnen via de app worden geconfigureerd en gewijzigd.
• Druksensoren in de pen en op het gripoppervlak van de pen meten de kracht van de druk en de vingerdruk.
• Verzamelde gegevens worden naar de app overgebracht, weergegeven en opgeslagen.
• Op basis van de uitgevoerde peninstellingen wordt feedback gegeven via een feedbackfunctie die aan de penpunt is bevestigd (afhankelijk van de druk varieert de verlichting van een ring achter de penpunt) in het geval van individueel geschikte drukomstandigheden.
• Tijdens het schrijven geregistreerde drukgeschiedenissen worden beschikbaar gesteld voor therapeutische besluitvorming via de tablet-app.

Studie Overzicht

Om informatie te verkrijgen over zowel de gebruikerservaring en gebruikersacceptatie als de effecten van het ontwikkelde systeem, wordt in dit onderzoek een mixed-methods aanpak gevolgd.

Een initieel participatief ontwerp- en ontwikkelingsproces op basis van de relevante gebruikersgroepen (ergotherapeuten, kinderen) en een evaluatieproces op basis van alle gebruikersgroepen (ergotherapeuten, kinderen, wettelijke voogden) zorgen voor de bruikbaarheid en acceptatie van het projectresultaat.

Kwantitatieve gegevens worden gegenereerd door de drukgegevens tijdens het schrijfproces te meten. Daarnaast worden acceptatiefactoren kwantitatief verzameld door middel van vragenlijsten op basis van de "Usefulness, Satisfaction, and Ease of Use Questionnaire" (USE) en de "Unified Theory of Acceptance and Use of Technology 2" (UTAUT2). Hoewel de studieduur drie maanden is, zullen schrijfgegevens per deelnemend kind worden verzameld over een periode van acht therapiesessies, meestal binnen acht weken, als gevolg van een voortschrijdende wervingsprocedure. Aan het begin van de interventiefase wordt de pen- en mijndruk van elk deelnemend kind verzameld als basislijn, zonder activering van het in de pen geïntegreerde feedbacksysteem, elk op vier tijdstippen. Hiervoor wordt een blad met standaardformulieren gebruikt voor het eerste meetpunt voor kinderen in het 1e leerjaar. Voor kinderen in het 2e leerjaar en hoger wordt de testprocedure "Systematische beoordeling van motorische schrijfstoornissen" (SEMS) toegepast. Voor de latere meetmomenten wordt een standaardzin uit het SEMS gebruikt. De kwantitatieve schrijfgegevens die binnen de reguliere ergotherapiesessies worden verzameld, bestaan ​​- afhankelijk van het schoolniveau - uit het verzamelen van standaardformulieren of een standaardzin, die aan het begin en einde van de therapiesessie met en zonder penfeedback worden opgenomen. De vertrouwdheid met het systeem wordt gewaarborgd door een minimale gebruiksduur van het SensoGrip-System (10 minuten per sessie). Kwalitatieve informatie wordt verkregen en geëvalueerd via interviews en focusgroepen met ergotherapeuten en kinderen na de interventiefase.

Studiedoelen en onderzoeksvragen

Het onderzoek beoogt de volgende effecten te bereiken:

• Feedback van de pen ondersteunt het kind om betere grafomotorische vaardigheden te verwerven
• Het systeem ondersteunt de documentatie door de metingen te objectiveren en de transparantie te vergroten
• Verbetering van de schrijfvaardigheid van de primaire doelgroep
• Toename van motivatie en therapietrouw

De volgende onderzoeksvragen dienen om zowel de prestaties als de functionaliteit van het totale systeem en de acceptatie en effecten ervan te evalueren. Subvragen worden als voorbeelden weergegeven met behulp van opsommingstekens.

Technische prestatie en functionaliteit van het systeem

1.1: Welke technische prestaties levert het systeem op in het dagelijks leven van de doelgroepen?

Bruikbaarheid van het systeem

2.1 Hoe wordt gebruiksvriendelijkheid beschreven? Welke belemmeringen bestaan ​​er bij het werkelijke gebruik van de afzonderlijke componenten?

Acceptatie van het systeem

3.1 Hoe worden op basis van het UTAUT2-model acceptatiefactoren van het systeem door de doelgroepen beoordeeld?

Effecten van het systeem

4.1: Wat zijn de bedoelde en onbedoelde effecten van het systeem voor kinderen, ergotherapeuten en wettelijke voogden?

• Verbetert de biofeedback het drukgedrag van het kind (vingerdruk of mijndruk)?
• Heeft het systeem een ​​positieve invloed op de motivatie en therapietrouw van de kinderen?
• Verbetert het systeem de grafische motoriek of het handschrift van het kind op basis van de SEMS?
• Verhoogt het systeem de efficiëntie van de therapie (bijv. door het elimineren van documentatietaken)?

Ontwerp ontwerpen

Het onderzoek maakt gebruik van een mixed-methods design. Om de effectiviteit kwantitatief te beoordelen, gebruikt het onderzoek een Single Case Experimental Design (SCED) (Krasny-Pacini & Evans, 2018). In vergelijking met het aantal deelnemers aan bestaande SCED-onderzoeken is de groepsgrootte van n=15 (alleen kinderen) voldoende groot.

Het aantal deelnemers voor de kwalitatieve dataverzameling is n=15 per doelgroep (ergotherapeuten, kinderen en wettelijke voogden). Door de bewust beperkte reikwijdte van de inclusiecriteria kan worden uitgegaan van een zekere homogeniteit van de individuele deelnemersgroepen op basis van hun ervaringen (Guest, Bunce & Johnson, 2006). Romney, Batchelder en Weller (1986) benadrukken dat kleine steekproeven voldoende kunnen zijn om volledige en nauwkeurige informatie te verschaffen in een bepaalde context, zolang de deelnemers een bepaald niveau van expertise hebben op het onderzoeksgebied. Bovendien suggereren Guest, Bunce en Johnson (2006) dat als de homogeniteit van de bestudeerde groepen aanwezig is, een deelnemersaantal van 12 voldoende verzadiging kan genereren.

methoden

De reeds genoemde onderzoeksvragen worden gebruikt voor evaluatie. In het volgende overzicht van methoden worden de gebruikte evaluatiefactoren vergeleken met de respectieve methoden. Verder wordt weergegeven welke gebruikers bijdragen aan de evaluatie van welke vragen in welke studiefase.

Evaluatie van prestatie, bruikbaarheid en acceptatie in het veld Prestatie, bruikbaarheid en acceptatie in het veld zullen enerzijds worden bepaald via gebruiksdagboeken en eindgesprekken, anderzijds via vragenlijsten op basis van de USE-vragenlijst en de UTAUT2.

i. Kinderen (primaire doelgroep) dragen bij aan de vakinhoudelijke kennisverwerving

• door twee korte kindvriendelijke vragenlijsten in te vullen
• en door deel te nemen aan het eindgesprek.

ii. Ergotherapeuten (secundaire doelgroep) dragen bij aan de vakinhoudelijke kennisopbouw door

• het documenteren van eventuele fouten en afwijkingen bij het gebruik van het SensoGrip-System in therapie,
• het invullen van de op USE en UTAUT2 gebaseerde vragenlijst na de interventiefase
• deelnemen aan het eindgesprek

iii. Wettelijke voogden (tertiaire doelgroep) dragen bij door

• het invullen van de pre-enquête en
• invullen van de navragenlijst (als de SensoGrip-Pen thuis is meegegeven).

Evaluatie van effecten in het veld

Er werd gekozen voor een Single Case Experimental Design (SCED) om de effectiviteit van de interventie met het SensoGrip-systeem intrapersoonlijk of bij een klein aantal individuen te onderzoeken. Bij deze aanpak worden gegevens van deelnemende kinderen prospectief en intensief bestudeerd. De uitkomst wordt herhaaldelijk en meerdere keren gemeten in alle fasen van het onderzoek (Krasny-Pacini & Evans, 2018). De herhaalde metingen maken het mogelijk om effecten bij individuen of groepen van individuen te detecteren; de proefpersonen vertegenwoordigen dus hun eigen controlegroep. Het ontwerp is met name geschikt wanneer studies worden uitgevoerd in natuurlijke praktijksituaties (Romeiser et al., 2017).

De exacte structuur van het ontwerp dat in deze studie is gebruikt, is als volgt:

Het onderzoek is verdeeld in twee fasen (A/B):

Fase A - Basismetingen

• Tijdstip 0: kinderen worden in het onderzoek opgenomen als de in- en uitsluitingscriteria zijn gescreend door de ergotherapeut en de geïnformeerde toestemming is ondertekend door een wettelijke voogd en het deelnemende kind of het kind mondeling geïnformeerde toestemming heeft gegeven. Daarnaast worden op tijdstip 0 de voorvragenlijst van de wettelijke voogd en het gegevensblad van het kind ingevuld.

• Tijdstip 1: In de eerste reguliere therapiesessie na inclusie vindt de start van het nulmeting plaats. Voorafgaand aan de start van de reguliere therapie wordt bij kinderen vanaf groep 2 het meetinstrument voor systematische evaluatie van schrijfmotorische stoornissen (SEMS) afgenomen en bij kinderen uit groep 1 een standaardformulier. De basislijnmeting wordt geregistreerd met SensoGrip zonder feedback. Daarna volgt de reguliere therapiesessie. In de laatste vijf minuten van de therapie wordt met de SensoGrip een standaardzin (uit SEMS) of de standaardformulieren gekopieerd zonder feedback, maar met dataregistratie. Om aan de pen te wennen wordt er met de pen getekend voordat de proefzin wordt opgeschreven.

• Tijdstip 2: Aan het begin en aan het einde van de sessie wordt de gekozen standaardset eenmalig opgeschreven met SensoGrip zonder geactiveerde feedback. Om aan de pen te wennen, wordt de testset met de pen getekend voordat deze wordt opgeschreven.

Ergotherapeuten bepalen de eerst mogelijke drempelwaarden uit de basisgegevens, die worden gebruikt in de volgende sessies.

Fase B - Interventiefase

• Tijdstip 3 - 7: Vanaf de derde therapiesessie krijgt het kind uitleg over de werking van SensoGrip en feedback via een lichtring aan de punt van de SensoGrip-pen. Therapeuten krijgen nu ook de schrijfwaardering van het kind. Per sessie dient minimaal 10 minuten besteed te worden aan het werken met SensoGrip. Er worden mogelijke voorbeeldoefeningen gegeven, maar therapeuten kunnen SensoGrip ook gebruiken voor andere casusspecifieke oefeningen gericht op het verbeteren van de druk. Therapeuten documenteren welke oefeningen zijn gedaan en welke aanpassingen zijn gedaan of geprobeerd. Aan het einde van elke sessie wordt de standaardset twee keer gekopieerd - één keer met en één keer zonder feedback. De volgorde verandert elke keer om mogelijke vertekening door de volgorde en dus gewenning aan het schrijven met de pen te minimaliseren. In beide vormen worden gegevens vastgelegd. Gekozen instellingen worden genoteerd en geselecteerd zoals de therapeut geschikt acht.

Optioneel kan het kind vanaf de vierde sessie de SensoGrip mee naar huis nemen en vrij gebruiken in het dagelijks leven, terwijl de tablet bij de therapeut blijft.

• Tijdstip 8: In de laatste sessie worden SEMS of de standaardformulieren opnieuw geëvalueerd. Schrijven gebeurt met de SensoGrip zonder feedback, maar met dataregistratie.

Na afronding van de interventie wordt met de deelnemende kinderen en de deelnemende ergotherapeuten individueel een gesprek gevoerd volgens de gespreksrichtlijn.

Ouders of wettelijke voogden krijgen na afloop van fase B pas een tweede vragenlijst als de SensoGrip-pen mee naar huis is genomen en daar is gebruikt.

Beoogde resultaten van het onderzoek

De beoogde uitkomsten zijn gericht op de volgende domeinen:

• Verbeteren van de schrijfvaardigheid van de primaire doelgroep Het SensoGrip-System biedt feedbackmogelijkheid voor het trainen van fijne motoriek, visuomotoriek en kinesthesie. Het is bedoeld om het vasthouden van de pen met de juiste druk te ondersteunen en om losjes / zonder spanning te schrijven. Het systeem heeft tot doel de motivatie en therapietrouw te vergroten door middel van directe feedback. Als de therapie succesvol is, kunnen vervolgens ook de prestaties van patiënten op school worden verbeterd. Ook het gevoel van eigenwaarde van patiënten speelt een belangrijke rol, wat positief zou kunnen worden beïnvloed door de verbetering van de schrijfvaardigheid.
• Verbetering van de therapeutische mogelijkheden Afhankelijk van de noden van de patiënt is er een nieuwe tool beschikbaar die de motivatie en therapietrouw bij grafomotorische oefeningen kan verhogen. Bovendien zal na succesvolle afronding van het project een tool beschikbaar zijn die gestandaardiseerde diagnostiek van grafomotorische problemen en visualisatie van therapeutische vooruitgang mogelijk maakt. Door deze verbeterde mogelijkheden om therapeutische processen te monitoren kan de voortgang van de behandeling beter meetbaar worden gemaakt en daarmee ook door middel van concrete cijfers worden gerapporteerd aan zorgverzekeraars.