Framework for the Creation of Serious Games to Support the Early Detection of ADHD in School Settings
Authors:   , Gabaldón Pérez Ana Marta 
Published: February 2025

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is currently recognised as one of the most prevalent neurodevelopmental disorders in children worldwide. With a multifactorial aetiological hypothesis, the presence of this disorder directly impacts the performance of an individuals Executive Functions (EFs), thereby compromising their ability to plan, organise, and regulate their behaviour. At present, the diagnostic process for this disorder is based on a clinical evaluation ideally conducted during childhood, aiming to detect the persistence of symptoms related to inattention, hyperactivity, and impulsivity. Generally, this diagnosis is carried out in a clinical setting and is largely based on the collection of opinions from various parties associated with the child under suspicion. Consequently, the current diagnostic process for ADHD lacks the inclusion of specific biomarkers, is subject to the subjectivity inherent in symptom evaluation, and requires the presence of the suspected child in environments that may be stressful for them. The coexistence of all these factors during the diagnostic process could lead to inaccurate diagnoses.

Currently, Information and Communication Technologies (ICTs) are integrated into numerous aspects of daily life: the workplace, the educational environment, the healthcare sector, and even the home. More specifically, within the realm of clinical practice, eHealth represents a subset of ICT-based tools aimed at enhancing the processes of monitoring, treating, and diagnosing various health conditions in individuals. Within this subset of tools are Serious Games (SGs). These solutions have demonstrated validity in bringing various health services closer to patients, collecting relevant information regarding the condition of interest, and minimising the monotony perceived by individuals during treatment and/or rehabilitation processes. Contrary to these positive assertions, there is currently limited research on the use of these solutions -SGs- to support professionals in cases of suspected ADHD.

This doctoral thesis aims to contribute to the advancement of procedures and tools for the diagnosis of childhood ADHD through the incorporation of ICTs. By developing a framework for creating SGs, this research intends to introduce objective screening tools for ADHD into the natural environment of children, thereby avoiding the stress and sense of evaluation they might experience in a clinical setting. To properly address this objective, results are provided at conceptual, technological, and experimental levels. Specially, a conceptualization of the framework is offered, which is then used as a guide for the creation of four serious videogames that are subsequently tested by the target audience.

The discussion of the obtained results suggests the potential of applying ICT-based screening tools in the natural environment of children, yielding clinical results comparable to those obtained with traditional diagnostic tests. Future lines of work include the need to incorporate the solution provided in this thesis into ongoing developments within research projects involving the author, optimising its characterisation in line with emerging standards.

RESUMEN

El Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH) se presenta actualmente como uno de los déficits del neurodesarrollo infantil con mayor prevalencia a nivel mundial. Con una hipótesis etiológica multifactorial, la presencia de dicho déficit afecta directamente al rendimiento de las funciones ejecutivas del individuo, comprometiendo así su capacidad para planificar, organizar y regular su comportamiento. Actualmente, el proceso diagnóstico de dicho trastorno se basa en una evaluación clínica realizada, deseablemente, en la etapa infantil y que trata de detectar la persistencia de síntomas relacionados con la inatención, la hiperactividad y la impulsividad. De forma general, dicho diagnóstico se lleva a cabo en un entorno clínico y se encuentra, mayoritariamente, basado en la recopilación de opiniones referidas por diferentes actores relacionados con el niño bajo sospecha. Así, el proceso diagnóstico actual del TDAH carece de la incorporación de biomarcadores específicos, se encuentra sujeto a la subjetividad en la evaluación de los síntomas y demanda la presencia del niño bajo sospecha en entornos estresantes para éste. La coexistencia de todos los factores anteriores durante dicho proceso diagnóstico podría conducir a diagnósticos inexactos.

Actualmente, las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) se encuentran incorporadas en múltiples espacios de la vida cotidiana de las personas: su entorno laboral, el entorno educativo, el ámbito sanitario e, incluso, su propio hogar. Más concretamente, centrado en el entorno de la práctica clínica, el eHealth representa un subconjunto de herramientas basadas en las TICs el cual trata de mejorar los procesos de monitorización, tratamiento y diagnóstico de diversas condiciones de salud en los individuos. Concretando aún más, dentro de este subconjunto de herramientas se encuentran los Juegos Serios (JS). Dichas soluciones poseen probada validez a la hora de acercar diversos servicios de salud a los pacientes, recolectando información relevante en relación a la condición de interés y minimizando la monotonía percibida por el individuo en procesos de tratamiento y/o rehabilitación. Contrariamente a las afirmaciones anteriores, actualmente existe escasa investigación en relación al uso de dichas soluciones -JS- para proporcionar apoyo a los profesionales en caso de sospecha de TDAH.

La presente tesis doctoral trata de colaborar en el avance de los procedimientos y herramientas para el diagnóstico de TDAH infantil mediante la incorporación de las TICs. A través de la generación de un marco de creación de juegos serios, esta investigación pretende acercar herramientas objetivas de cribado para TDAH a los entornos naturales del niño, evitando así el estrés y la sensación de evaluación que éstos pudieran percibir en el entorno clínico. Para abordar correctamente este objetivo, se proporcionan resultados a nivel conceptual, tecnológico y experimental. Más concretamente, se ofrece una conceptualización del marco, el cual es utilizado como guía para la generación de cuatro videojuegos serios que, posteriormente, se ponen a prueba mediante su uso por parte del público objetivo.

La discusión de los resultados obtenidos sugiere el potencial de la aplicación de herramientas de cribado basadas en las TICs en los entornos naturales del niño, arrojando resultados clínicos similares a los obtenidos con pruebas de diagnóstico tradicionales. Las líneas de trabajo futuras contemplan la necesidad de incorporar la solución proporcionada en esta tesis a desarrollos en curso, dentro de proyectos de investigación en los que participa la autora, optimizando su caracterización con los estándares emergentes.