Presupposti ed esami

Prevenzione della sindrome RSI in seguito ad alternanza di dispositivi d entrata per il computer - Una ricerca dell Università Tecnica di Darmstadt prende la tavoletta della penna in esame quale alternativa ergonomica rispetto al computer mouse - Introduzione Chi lavora al computer spesso soffre di dolorosi problemi di salute che colpiscono organi di movimento e di supporto. Nella maggior parte dei casi si tratta di sofferenze fisiche durante i movimenti che non hanno alcuna riconoscibile origine organica. Ciò comporta la possibilità dell insorgere di una sindrome cronica di dolore subordinata a movimenti, cosa che porta impedimento allo svolgimento del flusso de lavoro del paziente anche quando l effettiva microlesione è già guarita. Terapia e prevenzione della cosiddetta sindrome RSI (Repetitive Strain Injury Syndrom, detta anche braccio da mouse ) si sono rivelate alquanto difficili poiché il problema basilare, vale a dire la frequente ripetizione di movimenti pressoché uguali, è una delle caratteristiche che accompagna le prestazioni dei posti di lavoro al computer. Nella maggior parte dei casi il danno potenziale non può essere diminuito senza provvedere a maggiori spese per l acquisizione di un arredamento ergonomico per ufficio (mobili ovvero hardware). Nel corso degli anni passati venne riscontrato dai medici un incremento dei disturbi RSI nel caso di impiegati che lavoravano quotidianamente molte ore al computer. In tale contesto, sotto la direzione del Prof. Dr. Hardo Sorgatz, psicologo clinico presso l Università Tecnica di Darmstadt (Germania), venne svolto un esame allo scopo di constatare se le proprietà ergonomiche della tavoletta della penna possano presentare una possibile alternativa al mouse per il lavoro al computer e se la penna da possa contribuire a diminuire oppure prevenire disturbi RSI. 1

Presupposti ed esami In generale per una posizione riposante si può affermare: gli arti devono assumere una posizione possibilmente neutrale, vale a dire una posizione eretta con le braccia lateralmente penzolanti lateralmente al corpo rilassato e con il palmo delle mani rivolto verso l interno cioè contrapposti l uno all altro. Durante il lavoro al computer la posizione delle braccia non è quella di detta posizione neutrale: l avambraccio può essere sottoposto a torsione oppure il polso può assumere una posizione angolata. Oltre a ciò le dita possono essere distese, ricurve e divaricate lateralmente ovvero il gomito e la spalla possono essere sottoposti a torsione. Per le ragioni qui sopra esposte sarebbe ideale un dispositivo d entrata che permetta uno scostamento minore possibile dalla posizione neutrale. In 2003 un team di scienziati (Ullman et al.) si occuparono dello sviluppo di un dispositivo d entrata di costruzione la piú ergonomica possibile. Le esigenze poste a detto dispositivo risultavano dai reperti derivanti dalle ricerche sul tema RSI. L obiettivo mirato era lo sviluppo di un ottimale dispositivo biomeccanico d entrata che doveva corrispondere ai punti seguenti: Evitare il più possibile posizioni estreme come estensione del polso, pronazione (rotazione verso l interno) e differenza dalla posizione neutrale. Svolgere compiti richiedenti precisione senza coinvolgimento della muscolatura del braccio e della spalla, vale a dire il braccio deve poggiare sulla superficie di lavoro. Per il cliccare devono essere coinvolti anche altri muscoli flessori oltre a quelli dell indice allo scopo di diminuire la forza da esercitare per ogni singolo muscolo. Il cliccare deve essere possibile anche senza stendere il dito per diminuire la tensione statica sui muscoli flessori. L utilizzo dovrebbe essere armonizzato alle abitudini acquisite in precedenza allo scopo di diminuire possibilmente la durata della fase di apprendimento. Il dispositivo d entrata dovrebbe di per sé richiedere un basso sforzo mentale, cioè richiedere un apprendimento intuitivo, si possibile. 2

Oltre a ciò la ricerca Ullman dimostrò che il lavoro con la penna, per il comando di un computer, richiede una minore attività dei muscoli rispetto al lavoro con il mouse. In particolare nel caso delle persone sottoposte ai test, che lavoravano quotidianamente con il mouse, risultò una estrema riduzione della tensione dei muscoli in seguito all utilizzo della penna digitale. Pure nell anno 2003 Kotani & Horii controllarono, oltre alla tensione muscolare, anche i valori prestazionali inerenti il lavoro con la penna e con il mouse. Per la verifica dell esecuzione delle varie funzioni da eseguire comparativamente con la penna e con il mouse vennero sviluppati due compiti diversi che le persone sottoposte ai test avrebbero dovuto eseguire cinque giorni di seguito rispettivamente con ambedue i dispositivi d entrata. Uno dei compiti rispecchiava il tipico uso del mouse (frequente cliccare, drag & drop), l altro invece un uso consono alla penna (seguire i contorni di poligoni, movimenti di precisione). Già dal primo giorno i valori inerenti quest ultimo compito erano palesemente migliori di quelli ottenuti con il mouse. I valori ottenuti per gli altri compiti, vale a dire per quelli tipicamente più adeguati per mouse, erano nettamente migliori il primo giorno delle prove, ma già a partire dal secondo giorno i valori ottenuti con la penna divennero migliori di quelli ottenuti con il mouse cosa dovuta soprattutto alla minore quota di errori nell uso della penna. Secondo gli autori, il rapido apprendimento dell uso della penna venne interpretato dal fatto che la capacità di scrivere supporta molto il lavoro con la tavoletta della penna. Strutturazione delle prove Sulla base degli esami precedenti, sopra descritti, l Università Tecnica Darmstadt svolse una nuova ricerca sotto la direzione del Prof. Dr. Hardo Sorgatz. Con tale ricerca durante un periodo di tempo di tre mesi 60 studenti vennero sottoposti ad esami in merito al cambiamento dal mouse alla tavoletta della penna quale dispositivo d entrata al PC per l esecuzione normali lavori d ufficio. Le persone eseguenti i test avevano rispettivamente ca. 10 anni di esperienza sull utilizzo di un mouse, però nessuna esperienza nell uso di una tavoletta munita di penna senza cavo e batterie quale dispositivo d entrata per il computer. 3

In seguito a ciò, all inizio delle prove di cui sopra l uso della penna doveva innanzitutto essere posto in pratica e perciò non venne atteso che le prestazioni di lavoro con l uso del mouse e della penna potessero essere completamente pareggiate nel corso di poche ore di addestramento. La prova principale venne preceduta da circa 2 ore di addestramento; fra il periodo di addestramento e la prova principale i partecipanti non ebbero occasione alcuna di poter esercitarsi ulteriormente con la penna. Già nel corso dell addestramento (Fig. 1) i valori prestazionali inerenti i compiti di addestramento da eseguire con penna e tavoletta ottennero un incremento di circa il 300%. A differenza di quanto registrato all inizio del periodo di addestramento, alla fine di tale periodo i partecipanti fecero solo circa un terzo degli errori nel portare a termine compiti di navigazione. Alla fine dell addestramento le prestazioni totali eseguite con la penna arrivarono a circa il 90 percento delle prestazioni eseguite con il mouse. Fig. 1 Sala adibita ad addestramento con persone eseguenti i test Più tardi, nel corso della prova principale, l effetto ottenuto con l addestramento si rivelò altamente stabile. Per fare un esempio, la prestazioni con ottenute con la penna, in comparativi compiti di drag & drop, raggiunsero l 84% delle prestazioni ottenute con il mouse e ciò senza che i partecipanti avessero avuto occasione di lavorare con la penna durante le quattro settimane di un periodo di tempo intermedio di riposo. 4

Allo scopo di sottoporre ad esame le proprietà prestazionali e gli effetti sulla muscolatura, nel corso della prova principale vennero proposti diversi compiti comparativi che dovevano essere svolti sia con il mouse sia con penna. Oltre a ciò vennero simulati dei disturbi auditivi e visivi (Fig. 2), consueti del lavoro quotidiano in ufficio. Una incentivazione del rendimento venne ottenuta proponendo compiti da eseguire a cottimo. Ciò era inteso anche allo scopo di controllare se degli ulteriori elementi di distrazione potessero influire in maniera diversa sulla stabilità dei risultati ottenuti con penna e mouse. Fig. 2 Elementi visivi di deconcentrazione: sei proiettori e un lampeggiatore In totale vennero proposti tre compiti diversi che dovevano essere eseguiti al PC dai partecipanti, rispettivamente con un normale mouse e con una tavoletta della penna Wacom. Di ogni compito dovevano essere eseguite sei ripetizioni senza intercalare pause: 1. Tracciamento (Tracking): una linea rossa doveva essere ridisegnata in nero in maniera possibilmente esatta con il tasto della penna e del mouse azionati; nel risultato ideale, dopo l esecuzione del compito, avrebbe dovuto essere visibile solo una linea nera. 2. Cliccare: delle icone (Smiley) che apparivano sullo schermo dovevano essere cliccate per farle scomparire, per ogni singola esecuzione dovevano essere cliccati 40 Smiley. 3. Drag & drop: delle icone (Smiley) che apparivano sullo schermo dovevano essere trasportate e deposte su una superficie presente al centro dello schermo (borsa); anche in questo caso per ogni singola esecuzione dovevano essere spostati 40 Smiley. 5

Durante l esecuzione dei compiti venne registrata la rapidità d esecuzione ed anche, in parte, l esattezza del procedere. Nel caso dei compiti di click e di drag & drop venne registrato il tempo di elaborazione di ogni singola esecuzione, nel caso del compito di tracciamento (tracking) oltre al tempo di elaborazione venne ulteriormente eseguita e calcolata anche una valutazione degli errori di scostamento eseguiti nel ridisegnare la linea rossa. Prima dell inizio degli esami venne eseguito un EMG basilare (per la determinazione del carico al quale sono sottoposti i muscoli in riposo) con il braccio in tre diverse posizioni riposato sul tavolo, vale a dire: in una posizione con la mano (piana di riposo sulla superficie di un tavolo) che e racchiudeva rispettivamente il diverso dispositivo d entrata. A seconda delle condizioni d esecuzione delle prove vennero inseriti i relativi elementi di disturbo. Elementi visivi di distrazione vennero simulati mediante luci continuamente intermittenti e LED, pure a luce intermittente, posizionati sui bordi dello schermo. L elemento auditivo di deconcentrazione consisteva in un registratore a nastro magnetico che emetteva un parlato incomprensibile (riprodotto all inverso). Dopo l esecuzione dei tre gruppi di compiti qui sopra descritti venne eseguito per 30 secondi un EMG con il braccio rilassato e riposato sul tavolo e con nella mano la penna ovvero il mouse del PC. Oltre a ciò vennero determinate le condizioni generali dei partecipanti, prima e dopo l esecuzione delle prove, e ciò sulla base del NASA Task Load Index (TLX), uno strumento multidimensionale di valutazione che offre indicazioni sulle proprietà mentali fisiche e temporali, sulle livello delle prestazioni, di fatica e di frustrazione dal punto di vista dei partecipanti alle prove. I risultati vennero ulteriormente suddivisi in due gruppi, vale a dire un gruppo comprendente persone partecipanti alle prove che già avevano avuto problemi di RSI (anche in questo caso era stato compilato in precedenze un apposito indice) ed un altro gruppo comprendente persone che non avevano mai avuto sintomi della sindrome. 6

Risultati delle prove Indipendentemente dal dispositivo d entrata, dopo la prima e la seconda fase di ricerca (dunque rispettivamente dopo l esecuzione dei compiti con il rispettivo dispositivo d entrata) vennero registrati più elevati valori EMG in comparazione a quelli registrati in condizioni di riposo. Durante la completa esecuzione delle prove venne registrato un significativo incremento dei valori di condizione generale riguardanti formicolio dell avambraccio, formicolio e intorpidimento della nuca/spalla. Nella valutazione delle percezioni negative interessanti muscoli/scheletro (vale a dire sensazione di dolore nell esecuzione di movimenti) risultarono valori leggermente più elevati nel caso delle persone eseguenti i test con pericolo di subentro RSI (elevato indice RSI) per la zona nuca/spalla in merito all utilizzo del mouse in comparazione all uso della penna senza cavo e senza batterie (Fig. 3). Ciò significa che dal punto di vista soggettivo l utilizzo del mouse conduce a maggiori disturbi nella zona della nuca in comparazione all utilizzo della tavoletta della penna. Fig. 3 Percezioni negative: valori generali per l ambito nuca/spalla in subordinazione al dispositivo d entrata ed all indice RSI. Nel caso di soggetti poco esercitati nell utilizzo della penna, in comparazione all uso del mouse, all inizio insorsero valori di stress e di dolorosa percezione pari a quelli dell utilizzo del mouse. Ciò era prevedibile a causa dell inconsueto utilizzo della tavoletta della penna. Presumendo una riduzione delle percezioni negative in seguito all avanzare dell automatizzazione dei movimenti con la penna, la tavoletta può essere definita quale dispositivo d entrata richiedente meno esigenze. 7

Dopo un addestramento della durata di due ore con la tavoletta della penna le rilevazioni palesarono un incremento delle prestazioni del 300%. In comparazione alle prestazioni di navigazione eseguite con il mouse del PC, l eccedenza venne ridotta fino ad un 10 a 20 % in modo che i compiti di tracciamento (tracking) vennero eseguiti dalle persone eseguenti i test in pressoché il medesimo tempo con la tavoletta della penna come con il mouse, questo però con una quantità di errori molto minore. Nel caso di tracciamento (tracking) con l utilizzo del mouse la valutazione degli errori ed il valore di rapidità sono interdipendenti, ciò significa che i più lenti compiono anche il maggior numero di errori. Una tale correlazione non è presente nel caso delle prove con l utilizzo della penna. Ciò fa supporre che, in seguito ad un frequente utilizzo, è possibile ottenere un completo pareggiamento o anche maggiori prestazioni con la penna che con il mouse. Gli esperti utilizzatori del mouse padroneggiavano i tipici compiti di navigazione, click e drag & drop, e di conseguenza i tempi necessitati per l esecuzione dei compiti con il mouse erano notevolmente minori in comparazione all esecuzione con la tavoletta della penna. Qui è però necessario considerare che durante tali prove la funzione di click della punta della penna dovette essere disattivata, fra l altro per motivi di comparazione dei valori EMG. Con la punta della penna attivata sono prevedibili prestazioni molto più elevate di quelle ottenute nelle presenti prove con l utilizzo di un click tipico del mouse con la penna. Con i sopradescritti elementi visivi e auditivi di disturbo attivati non risultarono fondamentali differenze dei valori prestazionali fra i diversi dispositivi d entrata. Ulteriormente alla determinazione dei valori EMG basilari con il rispettivo dispositivo d entrata nella mano, terminata l esecuzione dei compiti vennero nuovamente determinati detti valori EMG per ambedue dispositivi d entrata (Fig. 4). Sulla base di tale registrazione EMG è stato possibile determinare che ambedue i dispositivi mouse e penna provocarono un incremento di tensione muscoli estensori, però in maniera notevolmente più elevata nel caso del mouse. In subordinazione al tipo di dispositivo utilizzato, la tensione dei muscoli flessori non ebbe differenza alcuna. La registrazione EMG in riposo, eseguita alla fine dell esecuzione delle prove, rivelò valori più elevati di sollecitazione della muscolatura nel caso del mouse in comparazione alla tavoletta della penna. 8

Fig. 4 Misurazioni EMG in riposo per penna e mouse (diagrammi superiori) e dopo 25 minuti di utilizzo di penna e mouse (diagrammi inferiori). Riepilogo In comparazione ad altri dispositivi d entrata, la tavoletta della penna presenta il vantaggio di un più rapido apprendimento nell esercizio di scrittura manuale e di molti altri movimenti in comparazione alla maggior parte dei mouse per PC in diverse variazioni. Se comparata con il mouse, la tavoletta della penna rivelò proprietà di maggiore ergonomia e, secondo le constatazioni ottenute, si offre quale alternativa più ergonomica per la navigazione. Già dopo un periodo di addestramento relativamente breve vennero ottenute prestazioni abbastanza buone che, dopo un utilizzo più lungo, con molta probabilità dovrebbero alquanto migliorare. Per la prevenzione di disturbi RSI è fondamentalmente consigliabile una frequente alternanza dei dispositivi d entrata. Un ulteriore elemento di prevenzione ovvero di riduzione del pericolo di disturbi RSI può essere ottenuto sostituendo il mouse con la tavoletta della penna e ciò in seguito alla notevole riduzione della tensione dei muscoli nel caso dell utilizzo della penna. 9

Riepilogando, la tavoletta della penna si è rivelata di maggiore ergonomia, in comparazione al mouse, sia al riguardo degli indicatori sia soggettivi sia oggettivi. I partecipanti alla ricerca ebbero la sensazione che la tavoletta della penna, quale dispositivo inconsueto, era meno esigente se confrontato con il consueto mouse. Secondo i risultati delle prove, ottenute in seguito a simulazione di una incentivazione del rendimento e di situazioni pressoché reali di lavoro d ufficio, agli utilizzatori del mouse con e senza tipici disturbi RSI è consigliabile un frequente cambiamento all utilizzo di una tavoletta della penna. 10