一种使用眼动追踪系统评估婴幼儿视力的自动化方法
Summary
在本文中，我们提出了一种通过使用眼动追踪系统评估婴幼儿视力的新型自动化方法。
Abstract
视力测量是在婴儿期和儿童期进行的一项重要视觉功能测试。然而，由于婴儿沟通能力的不足，很难准确测量他们的视力。本文提出了一种评估儿童（5-36个月大）视力的新型自动化方法。这种方法，即自动敏锐卡程序（AACP），使用网络摄像头进行眼动追踪，并自动识别儿童的观看行为。当被测儿童观看高分辨率数字显示屏上显示的视觉刺激时，进行双选优先外观测试。当被测试的孩子观看刺激时，他们的面部图片会被网络摄像头记录下来。这些图片被设置的计算机程序用来分析他们的观看行为。通过这个程序，测量孩子对不同刺激的眼动反应，并在没有交流的情况下评估他们的视力。通过将结果与柜员敏锐度卡（TAC）获得的光栅敏锐度进行比较，AACP性能被认为与TAC相当。
Introduction
婴儿期是视觉发育的关键时期。生命早期出现的视觉问题会对孩子的发育产生重大影响。能够对婴儿进行定量视觉评估很重要，这有助于发现早期视力问题。然而，由于婴儿的认知发育或表达能力不足以识别视力表符号，如字母或图形，因此很难测量他们的视力。目前婴儿视力评估的黄金标准是基于优先视力测试2的视力卡程序1。但是，由于这种方法需要有经验的测试人员通过观察孩子的眼球运动来判断视力3，4，5，6，因此受到测试人员经验的限制4，5。因此，敏锐卡程序，如柜员敏锐卡（TAC）5，6，仍然是一种主观方法。因此，需要一种可以定量测量婴幼儿视力的方法，该方法无需口头交流即可使用，并且不受需要经验丰富的测试人员的限制。
远程眼动仪的发明和使用使自动敏锐度测量系统得以开发。在以前的研究中，眼动追踪方法已被用作儿童视觉功能评估的工具7，8，9，10。远程眼动仪可用于凝视跟踪，可以替代测试人员对儿童眼球运动的观察。ACTIVE程序7和AVAT程序10是使用远程眼动仪进行的全自动视力测试;他们在健康婴幼儿中产生了与基勒敏锐度卡测试相当的视力结果。与最近的其他研究相反，我们使用网络摄像头而不是远程眼动仪来捕捉孩子的目光。我们发明了一种基于计算机视觉的眼动数据自动获取方法。该程序将眼动获取方法与优先看技术相结合，以评估儿童的视觉功能。
本文旨在提出一种新型的自动化方法，该方法可以评估幼儿的视力，称为自动敏锐度卡程序（AACP）。该程序对尚未获得足够沟通技巧的婴幼儿特别有用。关键方面是可以量化视觉反应以产生婴幼儿的光栅敏锐度。光栅敏锐度测量能够检测视觉病理，并在后续医疗管理中发挥重要作用。
Protocol
Representative Results
Discussion
基于眼动追踪方法的几项研究7，8，9，10表明该方法在评估语言交流困难的婴幼儿方面具有价值。然而，以前研究的参与者人数相对较少。只有30名12个月以下的婴儿通过Jones等人开发的ACTIVE程序进行了测试7。由Vrabic等人开发的AVAT程序10对35名婴幼儿进行了类似的测?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
本研究得到了首都健康改善与研究基金（编号：2018-2Z-4076）和北京大学第一医院SEED研究基金（2019SF31）的支持。
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 |
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