שיטה אוטומטית להערכת חדות ראייה אצל תינוקות ופעוטות באמצעות מערכת מעקב עיניים
Summary
במאמר זה אנו מציגים שיטה אוטומטית חדשנית להערכת חדות הראייה אצל תינוקות ופעוטות באמצעות מערכת מעקב עיניים.
Abstract
מדידת חדות ראייה היא בדיקת תפקוד ראייה חשובה לביצוע בינקות ובילדות. עם זאת, מדידת חדות ראייה מדויקת אצל תינוקות קשה בגלל ליקויים ביכולת התקשורת שלהם. מאמר זה מציג שיטה אוטומטית חדשנית להערכת חדות הראייה אצל ילדים (בני 5-36 חודשים). שיטה זו, הליך כרטיס החדות האוטומטי (AACP), משתמשת במצלמת אינטרנט למעקב אחר העיניים ומזהה התנהגויות צפייה של ילדים באופן אוטומטי. מבחן דו-ברירה מועדף למראה מתבצע כאשר הילד הנבדק צופה בגירויים החזותיים המוצגים על מסך תצוגה דיגיטלי ברזולוציה גבוהה. כאשר הילד הנבדק צופה בגירויים, תמונות הפנים שלו נרשמות על ידי מצלמת האינטרנט. תמונות אלה משמשות את תוכנית המחשב כדי לנתח את התנהגות הצפייה שלהם. בהליך זה נמדדות תגובות תנועת העיניים של הילד לגירויים שונים, וחדות הראייה שלהם מוערכת ללא תקשורת. על ידי השוואת התוצאות עם חדות סורג המתקבלת על ידי כרטיסי חדות טלר (TACs), ביצועי AACP נחשבים דומים לאלה של TACs.
Introduction
התקופה האינפנטילית היא תקופה קריטית להתפתחות הראייה. לבעיות ראייה המתעוררות בשלב מוקדם בחיים יכולה להיות השפעה משמעותית על התפתחות הילד. חשוב להיות מסוגל לבצע הערכה חזותית כמותית אצל תינוקות, אשר יכול לעזור לזהות בעיות ראייה מוקדמת. עם זאת, מכיוון שתינוקות אינם מפותחים קוגניטיבית או אקספרסיביים מספיק כדי לזהות סמלים של תרשים חדות הראייה, כגון אותיות או גרפים, מדידת חדות הראייה שלהם קשה. תקן הזהב הנוכחי להערכת ראיית תינוקות הוא הליך כרטיס חדות1 המבוסס על מבחן המראה המועדף2. עם זאת, מכיוון ששיטה זו דורשת מהבודקים המנוסים לשפוט את חדות הראייה על ידי התבוננות בתנועות העיניים של הילד 3,4,5,6, היא מוגבלת על ידי הניסיון של הבודקים 4,5. לכן, הליכי כרטיס חדות, כגון כרטיסי חדות טלר (TACs)5,6, נשארים שיטה סובייקטיבית. לפיכך, יש צורך בשיטה שתוכל למדוד כמותית את חדות הראייה אצל תינוקות וילדים צעירים, שניתן להשתמש בה ללא צורך בתקשורת מילולית ושאינה מוגבלת על ידי דרישת בודקים מנוסים.
המצאת עוקב העיניים מרחוק והשימוש בו אפשרו פיתוח של מערכת אוטומטית למדידת חדות. במחקרים קודמים, שיטות מעקב עיניים שימשו ככלי להערכת תפקוד חזותי בקרב ילדיםבני 7,8,9,10. מעקב עיניים מרחוק יכול לשמש למעקב אחר מבטים והוא מהווה תחליף לתצפית של בודק על תנועות העיניים של הילד. ACTIVE procedure7 ו-AVAT procedure10 הן בדיקות חדות ראייה אוטומטיות לחלוטין עם מעקב עיניים מרחוק; הם הניבו תוצאות חדות ראייה דומות למבחן Keeler Acuity Cards בתינוקות בריאים וילדים צעירים. בניגוד למחקרים אחרים שנעשו לאחרונה, השתמשנו במצלמת אינטרנט במקום במעקב עיניים מרחוק כדי ללכוד את מבטו של הילד. המצאנו שיטת רכישה אוטומטית של נתוני תנועות עיניים המבוססת על ראייה ממוחשבת. ההליך שילב את שיטת רכישת תנועות העיניים עם טכניקת המראה המועדף בהערכת תפקוד הראייה אצל ילדים.
מאמר זה נועד להציג שיטה אוטומטית חדשנית, אשר יכולה להעריך חדות ראייה אצל ילדים צעירים, הנקראת הליך כרטיס חדות אוטומטי (AACP). הליך זה שימושי במיוחד עבור תינוקות וילדים צעירים יותר שעדיין לא רכשו מיומנויות תקשורת מספיקות. ההיבט העיקרי הוא שניתן לכמת תגובות חזותיות כדי להניב חדות גרידה אצל תינוקות וילדים צעירים. מדידת חדות הגרירה מאפשרת זיהוי פתולוגיות חזותיות וממלאת תפקיד חשוב בניהול הרפואי לאחר מכן.
Protocol
Representative Results
Discussion
מספר מחקרים 7,8,9,10 המבוססים על שיטת מעקב העיניים הראו את ערכה של שיטה זו בהערכת תינוקות וילדים צעירים המתקשים בתקשורת מילולית. עם זאת, מספר המשתתפים במחקרים קודמים קטן יחסית. רק 30 תינוקות מתחת לגיל 12 חודשים נבדקו על ידי ה?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי הקרן לשיפור הבריאות והמחקר של קפיטל (מס ‘2018-2Z-4076) וקרנות המחקר SEED של בית החולים הראשון של אוניברסיטת פקין (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).
