Computer aided training of executive functions for elementary school-aged children

Abstract

Das Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätssyndrom (ADHS) gilt als eine sehr weit verbreitete psychische Störung, deren Ausprägungen oft bereits im Kindesalter erkennbar sind. Neben den typischen Symptomen wie Aufmerksamkeitsschwäche, Impulsivität und Hyperaktivität, weisen Patienten mit ADHS in vielen Fällen auch Defizite in ein oder mehreren Exekutivfunktionen auf. Auswirkungen dieser Erkrankung können sich unter anderem im schulischen und familiären Bereich bemerkbar machen.<br />Bedauerlicherweise sind viele ADHS-Therapieansätze für Erwachsene ausgerichtet und deshalb nur eingeschränkt für Kinder anwendbar.<br />Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist das computerunterstützte Trainingsprogramm JATEF(Java Applet based Training of Executive Functions) entstanden, welches speziell zur Defizitskompensation für Kinder im Volksschulalter ausgerichtet ist. Als Grundlage der in JATEF implementieren Übungsaufgaben diente ein Therapiebuch, wobei maßgebende Anpassungen von Nöten waren um die Kindertauglichkeit zu gewährleisten.<br />Die Aufgaben wurden in Zusammenarbeit mit Therapeuten der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie des AKH Wiens ausgewählt und gestaltet. Die herausfordernde Aufgabe neben der Implementiterung selbst, war ein ansprechendes Design für Kinder zu finden wobei gleichzeitig die Grundidee beibehalten werden sollte.<br />Die beiden Hauptziele dieser Arbeit bestanden aus der Implementierung der angepassten Aufgaben und der Ermittlung, ob die Änderungen ausreichend für einen realen Therapieeinsatz sind. Bei der Implementierung wurde nach dem Softwareentwicklungsmodell Evolutionäres Prototyping vorgegangen, um bereits in der frühen Designphase wichtiges Feedback zu erhalten.<br />Durch kurze Entwicklungszyklen mit abschließenden Meetings konnten die einzelnen Aufgaben stetig erweitert und verbessert werden.<br />Nach Fertigstellung des endgültigen Prototypens, wurde eine Nutzerstudie mit Experten durchgeführt. Diese hat ergeben, dass sowohl das Design der Aufgaben als auch die vielseitige Einsetzbarkeit gut umgesetzt wurden.<br />Die einzelnen Aufgaben betreffend, kann gesagt werden, dass diese leicht verständlich, einfach in der Handhabung und vor allem geeignet für den Einsatz mit Kindern ist.<br />

Symptoms of the Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD), a very common and widespread mental health disease, are often recognizable at early age in childhood. Besides inattention, impulsivity and hyperactivity in many cases, patients diagnosed with ADHD also suffer from deficits in executive functions (EFs). Consequences such as academic performance problems or bad emotional and family functioning are often related to these deficits. Unfortunately, ADHD interventions are often designed for adults and are therefore only restrictedly applicable to children.<br />Motivated by the insufficient therapy possibilities, the computerized training program JATEF (Java applet based Training of Executive Functions), which was developed within this master thesis, has its goal in helping elementary-school aged children by improving certain EFs.<br />JATEF consists of several different tasks (templates existed in a pen and paper version for adults), which were jointly picked and adapted in cooperation with the Department for Child and Adolescent Psychiatry at the Medical University of Vienna. On the one hand, it is of great importance to maintain the basic idea behind each task throughout the adaption process, but on the other hand, the children's acceptance of the design has to be ensured.<br />This work has the following two main objectives: Firstly, modifying the tasks for the needs of children and secondly, exploring whether the modifications are sufficient for a use in child therapy. JATEF was developed in accordance to the principles of the software development model known as Evolutionary Prototyping. Thus, prototypes of the tasks enabled the possibility of obtaining user feedback early-on in the design phase. In addition, short development cycles, with conclusive meetings, lead to permanent upgrades and improvements.<br />After completion of the final prototype, a user study with mental health professionals was conducted. The evaluation of this study revealed that the participants were pleased with the modern design and the universal applicability. Every task of JATEF proved to be easily understandable, simple to operate and, most importantly, suitable for children.