Um método automatizado para avaliar a acuidade visual em bebês e crianças pequenas usando um sistema de rastreamento ocular
Summary
Neste artigo, apresentamos um novo método automatizado para avaliar a acuidade visual em bebês e crianças pequenas usando um sistema de rastreamento ocular.
Abstract
A medida da acuidade visual é um importante teste de função visual para ser realizado na infância. No entanto, a medida precisa da acuidade visual em lactentes é difícil devido a deficiências em sua capacidade de comunicação. Este trabalho apresenta um novo método automatizado para avaliar a acuidade visual em crianças (5-36 meses de idade). Este método, o procedimento automatizado do cartão de acuidade (AACP), usa uma webcam para rastreamento ocular e reconhece os comportamentos de observação das crianças automaticamente. Um teste de aparência preferencial de duas escolhas é realizado quando a criança testada observa os estímulos visuais mostrados em uma tela digital de alta resolução. Quando a criança testada observa os estímulos, suas fotos faciais são gravadas pela webcam. Essas imagens são usadas pelo programa de computador definido para analisar seu comportamento de observação. Com esse procedimento, as respostas dos movimentos oculares da criança a diferentes estímulos são medidas e sua acuidade visual é avaliada sem comunicação. Ao comparar os resultados com a acuidade da grade obtida pelos TACs (Teller Acuity Cards), o desempenho do AACP é considerado comparável ao dos TACs.
Introduction
O período infantil é um período crítico para o desenvolvimento visual. Problemas visuais que surgem no início da vida podem ter um impacto significativo no desenvolvimento de uma criança. É importante ser capaz de realizar uma avaliação visual quantitativa em bebês, o que pode ajudar a detectar precocemente problemas de visão. No entanto, como os bebês não são cognitivamente desenvolvidos ou expressivos o suficiente para reconhecer símbolos de gráficos de acuidade visual, como letras ou gráficos, medir sua acuidade visual é difícil. O padrão-ouro atual para avaliação da visão infantil é o procedimento do cartão de acuidade 1 baseado no testede aparência preferencial2. No entanto, por exigir testadores experientes para julgar a acuidade visual observando os movimentos oculares da criança 3,4,5,6, ele é limitado pela experiência dos testadores 4,5. Portanto, os procedimentos com cartões de acuidade, como os cartões de acuidade de Teller (TACs)5,6, permanecem como um método subjetivo. Assim, há necessidade de um método que possa medir quantitativamente a acuidade visual em lactentes e crianças pequenas, que possa ser utilizado sem a necessidade de comunicação verbal e que não se limite pela necessidade de testadores experientes.
A invenção e o uso do rastreador ocular remoto permitiram o desenvolvimento de um sistema automatizado de medição de acuidade. Em estudos anteriores, métodos de rastreamento ocular foram utilizados como ferramenta para avaliação da função visual em crianças 7,8,9,10. Um rastreador ocular remoto pode ser usado para rastreamento do olhar e é um substituto para a observação de um testador dos movimentos oculares de uma criança. O procedimento ACTIVE7 e o procedimento AVAT10 são testes de acuidade visual totalmente automatizados com rastreador ocular remoto; eles produziram resultados de acuidade visual comparáveis ao teste Keeler Acuity Cards em bebês saudáveis e crianças pequenas. Ao contrário de outros estudos recentes, usamos uma webcam em vez de um rastreador ocular remoto para capturar o olhar da criança. Inventamos um método de aquisição automática de dados de movimento ocular baseado em visão computacional. O procedimento combinou o método de aquisição dos movimentos oculares com a técnica do olhar preferencial na avaliação da função visual em crianças.
Este trabalho tem como objetivo apresentar um novo método automatizado, que pode avaliar a acuidade visual em crianças pequenas, denominado procedimento automatizado do cartão de acuidade (AACP). Este procedimento é particularmente útil para lactentes e crianças mais novas que ainda não adquiriram habilidades de comunicação suficientes. O aspecto chave é que as respostas visuais podem ser quantificadas para produzir acuidade de grade em bebês e crianças pequenas. A medida da acuidade da grade permite a detecção de patologias visuais e desempenha um papel importante no tratamento médico subsequente.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vários estudos7,8,9,10 baseados no método eye-tracking têm mostrado o valor desse método na avaliação de lactentes e crianças pequenas com dificuldade de comunicação verbal. No entanto, o número de participantes em estudos anteriores é relativamente pequeno. Apenas 30 lactentes menores de 12 meses foram testados pelo procedimento ACTIVE, desenvolvido por Jones et al…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado pelo Fundo da Capital para Melhoria da Saúde e Pesquisa (No. 2018-2Z-4076) e pelos Fundos de Pesquisa SEED do Primeiro Hospital da Universidade de Pequim (2019SF31).
Materials
| AACP procedure software | In-house | In-house | The AACP procedure software (China National Invention Patents, No. 201910865074.4 and No. 201510919621.4) comprises a stimulus displaying module, a vision testing module, and a testing result processing module. |
| Computer processor | Intel Corporation, Santa Clara, CA, USA | Intel CORE i7-6500U processor | Analysis system |
| Display monitor | InnoLux Co., Ltd., China | InnoLux M280DGJ-L30 | Display system |
| Webcam | Logitech International S.A., Lausanne, Switzerland | Logitech C920 high-definition pro webcam | Recording system |
References
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