En automatiseret metode til vurdering af synsstyrken hos spædbørn og småbørn ved hjælp af et øjensporingssystem

Summary

I dette papir præsenterer vi en ny automatiseret metode til vurdering af synsstyrke hos spædbørn og småbørn ved hjælp af et øjensporingssystem.

Abstract

Måling af synsstyrke er en vigtig visuel funktionstest at udføre i barndommen og barndommen. Imidlertid er nøjagtig måling af synsstyrke hos spædbørn vanskelig på grund af mangler i deres kommunikationsevne. Dette papir præsenterer en ny automatiseret metode til vurdering af synsskarphed hos børn (5-36 måneder gamle). Denne metode, den automatiserede skarphedskortprocedure (AACP), bruger et webcam til øjensporing og genkender automatisk børns seeradfærd. En to-valgs foretrukken test udføres, når det testede barn ser de visuelle stimuli, der vises på en digital skærm med høj opløsning. Når det testede barn ser stimuli, optages deres ansigtsbilleder af webkameraet. Disse billeder bruges af det indstillede computerprogram til at analysere deres seeradfærd. Med denne procedure måles barnets øjenbevægelsesrespons på forskellige stimuli, og deres synsstyrke vurderes uden kommunikation. Ved at sammenligne resultaterne med gitterskarphed opnået med Teller Acuity Cards (TAC’er) anses AACP-ydeevnen for at være sammenlignelig med TAC’ernes.

Introduction

Den infantile periode er en kritisk periode for visuel udvikling. Visuelle problemer, der opstår tidligt i livet, kan have en betydelig indvirkning på et barns udvikling. Det er vigtigt at kunne udføre en kvantitativ visuel vurdering hos spædbørn, som kan hjælpe med at opdage tidlige synsproblemer. Men fordi spædbørn ikke er kognitivt udviklede eller udtryksfulde nok til at genkende synsstyrkediagramsymboler, såsom bogstaver eller grafer, er det vanskeligt at måle deres synsstyrke. Den nuværende guldstandard for vurdering af spædbarns syn er skarphedskortproceduren¹ baseret på den foretrukne udseende test². Men fordi denne metode kræver, at erfarne testere bedømmer synsstyrken ved at observere barnets øjenbevægelser 3,4,5,6, er den begrænset af testernes erfaring ^4,5. Derfor forbliver akuitetskortprocedurer, såsom Teller Acuity Cards (TACs)^5,6, en subjektiv metode. Der er således behov for en metode, der kvantitativt kan måle synsstyrken hos spædbørn og småbørn, som kan bruges uden behov for verbal kommunikation, og som ikke begrænses af at kræve erfarne testere.

Opfindelsen og brugen af den fjernbetjente øjentracker gjorde det muligt at udvikle et automatiseret skarphedsmålesystem. I tidligere undersøgelser er eye-tracking metoder blevet brugt som et værktøj til visuel funktionsevaluering hos børn 7,8,9,10. En fjernbetjent øjentracker kan bruges til bliksporing og er en erstatning for en testers observation af et barns øjenbevægelser. ACTIVE-procedure⁷ og AVAT-procedure¹⁰ er fuldautomatiske synsstyrketest med en fjernbetjent øjentracker; de har givet sammenlignelige synsskarphedsresultater med Keeler Acuity Cards-testen hos raske spædbørn og småbørn. I modsætning til andre nyere undersøgelser brugte vi et webcam i stedet for en fjernbetjent øjentracker til at fange barnets blik. Vi opfandt en metode til automatisk indsamling af øjenbevægelsesdata baseret på computersyn. Proceduren kombinerede øjenbevægelsesmetoden med den foretrukne udseendeteknik til vurdering af synsfunktion hos børn.

Dette papir har til formål at præsentere en ny automatiseret metode, som kan evaluere synsstyrken hos små børn, kaldet den automatiserede skarphedskortprocedure (AACP). Denne procedure er især nyttig for spædbørn og yngre børn, der endnu ikke har erhvervet tilstrækkelige kommunikationsevner. Det centrale aspekt er, at visuelle reaktioner kan kvantificeres for at give gitterskarphed hos spædbørn og småbørn. Måling af gitterskarphed muliggør påvisning af visuelle patologier og spiller en vigtig rolle i efterfølgende medicinsk behandling.

Protocol

Protokollen beskrevet her blev godkendt af det etiske udvalg for Peking University First Hospital (PKUFH 2018-223). Procedurerne fulgte principperne i Helsingfors-erklæringen for forskning, der involverer mennesker. Undersøgelsesformatet blev beskrevet, og informeret samtykke blev indhentet fra deltagernes forældre. 1. Klargøring af apparatet BEMÆRK: AACP-komponenterne blev opstillet i et let oplyst testrum. Gardiner blev trukket i rummet for at …

Representative Results

AACP blev anvendt på en gruppe børn11: 155 normalt udviklende spædbørn og småbørn (5 til 36 måneder gamle, baseret på svangerskabsalder). I en tidligere offentliggjort undersøgelse blev gitterskarphedsresultaterne opnået af AACP sammenlignet med dem, der blev opnået af TACII. Resultaterne opnået ved disse to procedurer er signifikant korrelerede (r153 = 0, 83, p < 0, 001). Kun 10,32% (16 ud af 155) af børnenes resultater adskilte sig med mere end en oktav. Blandt d…

Discussion

Flere undersøgelser 7,8,9,10 baseret på eye-tracking-metoden har vist værdien af denne metode til evaluering af spædbørn og småbørn^, der har svært ved verbal kommunikation. Antallet af deltagere i tidligere undersøgelser er dog relativt lille. Kun 30 spædbørn under 12 måneder blev testet ved ACTIVE-proceduren, som blev udviklet af Jones et ^al.7. AVAT-procedu…

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