Un método automatizado para evaluar la agudeza visual en bebés y niños pequeños utilizando un sistema de seguimiento ocular
Summary
En este documento, presentamos un nuevo método automatizado para evaluar la agudeza visual en bebés y niños pequeños mediante el uso de un sistema de seguimiento ocular.
Abstract
La medición de la agudeza visual es una prueba importante de la función visual para realizar en la infancia y la niñez. Sin embargo, la medición precisa de la agudeza visual en los lactantes es difícil debido a las deficiencias en su capacidad de comunicación. Este artículo presenta un nuevo método automatizado para evaluar la agudeza visual en niños (5-36 meses de edad). Este método, el procedimiento automatizado de tarjeta de agudeza (AACP), utiliza una cámara web para el seguimiento ocular y reconoce automáticamente los comportamientos de observación de los niños. Se realiza una prueba de aspecto preferencial de dos opciones cuando el niño examinado observa los estímulos visuales que se muestran en una pantalla digital de alta resolución. Cuando el niño examinado observa los estímulos, sus imágenes faciales son grabadas por la cámara web. Estas imágenes son utilizadas por el programa de computadora establecido para analizar su comportamiento de observación. Con este procedimiento, se miden las respuestas del movimiento ocular del niño a diferentes estímulos y se evalúa su agudeza visual sin comunicación. Al comparar los resultados con la agudeza de rejilla obtenida por las tarjetas de agudeza de cajero (TAC), el rendimiento de AACP se considera comparable al de los TAC.
Introduction
El período infantil es un período crítico para el desarrollo visual. Los problemas visuales que surgen temprano en la vida pueden tener un impacto significativo en el desarrollo de un niño. Es importante poder realizar una evaluación visual cuantitativa en los bebés, que puede ayudar a detectar problemas de visión tempranos. Sin embargo, debido a que los bebés no están lo suficientemente desarrollados cognitivamente o expresivos como para reconocer los símbolos de la tabla de agudeza visual, como letras o gráficos, medir su agudeza visual es difícil. El estándar de oro actual para la evaluación de la visión infantil es el procedimiento de tarjeta de agudeza1 basado en la prueba de aspecto preferencial2. Sin embargo, debido a que este método requiere probadores experimentados para juzgar la agudeza visual mediante la observación de los movimientos oculares del niño 3,4,5,6, está limitado por la experiencia de los evaluadores 4,5. Por lo tanto, los procedimientos de las tarjetas de agudeza, como las tarjetas de agudeza de cajero (TAC)5,6, siguen siendo un método subjetivo. Por lo tanto, existe la necesidad de un método que pueda medir cuantitativamente la agudeza visual en bebés y niños pequeños, que pueda usarse sin la necesidad de comunicación verbal y que no esté limitado por requerir probadores experimentados.
La invención y el uso del rastreador ocular remoto permitieron desarrollar un sistema automatizado de medición de agudeza. En estudios previos, los métodos de seguimiento ocular han sido utilizados como una herramienta para la evaluación de la función visual en niños 7,8,9,10. Un rastreador ocular remoto se puede usar para el seguimiento de la mirada y es un sustituto de la observación de un probador de los movimientos oculares de un niño. El procedimiento ACTIVE7 y el procedimiento AVAT10 son pruebas de agudeza visual totalmente automatizadas con un rastreador ocular remoto; han arrojado resultados de agudeza visual comparables a la prueba Keeler Acuity Cards en bebés y niños pequeños sanos. A diferencia de otros estudios recientes, utilizamos una cámara web en lugar de un rastreador ocular remoto para capturar la mirada del niño. Inventamos un método de adquisición automática de datos de movimiento ocular basado en la visión artificial. El procedimiento combinó el método de adquisición del movimiento ocular con la técnica de mirada preferencial para evaluar la función visual en los niños.
Este artículo tiene como objetivo presentar un nuevo método automatizado, que puede evaluar la agudeza visual en niños pequeños, llamado procedimiento de tarjeta de agudeza automatizada (AACP). Este procedimiento es particularmente útil para bebés y niños más pequeños que aún no han adquirido suficientes habilidades de comunicación. El aspecto clave es que las respuestas visuales se pueden cuantificar para producir agudeza de rejilla en bebés y niños pequeños. La medición de la agudeza de rejilla permite la detección de patologías visuales y juega un papel importante en el manejo médico posterior.
Protocol
Representative Results
Discussion
Varios estudios 7,8,9,10 basados en el método de seguimiento ocular han demostrado el valor de este método en la evaluación de lactantes y niños pequeños que tienen dificultad en la comunicación verbal. Sin embargo, el número de participantes en estudios previos es relativamente pequeño. Solo 30 bebés menores de 12 meses de edad fueron evaluados por el procedimiento ACTIVE, desarrollad…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por el Fondo de Capital para la Mejora de la Salud y la Investigación (No. 2018-2Z-4076) y los Fondos de Investigación SEED del Primer Hospital de la Universidad de Pekín (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
- Teller, D. Y., McDonald, M. A., Preston, K., Sebris, S. L., Dobson, V. Assessment of visual acuity in infants and children: the acuity card procedure. Developmental Medicine and Child Neurology. 28 (6), 779-789 (1986).
- Teller, D. Y. The forced-choice preferential looking procedure: a psychophysical technique for use with human infants. Infant Behavior and Development. 2, 135-153 (1979).
- Preston, K. L., McDonald, M., Sebris, S. L., Dobson, V., Teller, D. Y. Validation of the acuity card procedure for assessment of infants with ocular disorders. Ophthalmology. 94 (6), 644-653 (1987).
- Mohn, G., vanHof-van Duin, J., Fetter, W. P., de Groot, L., Hage, M. Acuity assessment of non-verbal infants and children: clinical experience with the acuity card procedure. Developmental Medicine and Child Neurology. 30 (2), 232-244 (1988).
- Cavallini, A., et al. Visual acuity in the first two years of life in healthy term newborns: an experience with the teller acuity cards. Functional Neurology. 17 (2), 87-92 (2002).
- Clifford, C. E., Haynes, B. M., Dobson, V. Are norms based on the original teller acuity cards appropriate for use with the new teller acuity cards II. Journal of American Association for Pediatric Ophthalmology and Strabismus. 9 (5), 475-479 (2005).
- Jones, P. R., Kalwarowsky, S., Atkinson, J., Braddick, O. J., Nardini, M. Automated measurement of resolution acuity in infants using remote eye-tracking. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (12), 8102-8110 (2014).
- Hathibelagal, A. R., Leat, S. J., Irving, E. L., Nandakumar, K., Eizenman, M. Measuring infant visual acuity with gaze tracker monitored visual fixation. Optometry and Vision Science. 92 (7), 823-833 (2015).
- Barsingerhorn, A. D., Boonstra, F. N., Goossens, J. Saccade latencies during a preferential looking task and objective scoring of grating acuity in children with and without visual impairments. Acta Ophthalmologica. 97 (6), 616-625 (2019).
- Vrabič, N., Juroš, B., Tekavčič Pompe, M. Automated visual acuity evaluation based on preferential looking technique and controlled with remote eye tracking. Ophthalmic Research. 64 (3), 389-397 (2021).
- Wen, J., Yang, B., Li, X., Cui, J., Wang, L. Automated assessment of grating acuity in infants and toddlers using an eye-tracking system. Journal of Vision. 22 (12), 8 (2022).
- Leone, J. F., Mitchell, P., Kifley, A., Rose, K. A. Normative visual acuity in infants and preschool-aged children in Sydney. Acta Ophthalmologica. 92 (7), e521-e529 (2014).
- Clifford-Donaldson, C. E., Haynes, B. M., Dobson, V. Teller Acuity Card norms with and without use of a testing stage. Journal of AAPOS. 10 (6), 547-551 (2006).
- Robinson, J., Moseley, M., Fielder, A. Grating acuity cards-spurious resolution and the edge artifact. Clinical Vision Sciences. 3 (4), 285-288 (1988).
