En automatisert metode for å vurdere synsstyrken hos spedbarn og småbarn ved hjelp av et øyesporingssystem

Summary

I dette papiret presenterer vi en ny automatisert metode for å vurdere synsstyrken hos spedbarn og småbarn ved hjelp av et øyesporingssystem.

Abstract

Visuell skarphetsmåling er en viktig visuell funksjonstest for å utføre i barndom og barndom. Imidlertid er nøyaktig synsskarphetsmåling hos spedbarn vanskelig på grunn av mangler i kommunikasjonsevnen. Dette papiret presenterer en ny automatisert metode for å vurdere synsstyrken hos barn (5-36 måneder gammel). Denne metoden, den automatiserte skarphetskortprosedyren (AACP), bruker et webkamera for øyesporing og gjenkjenner barns seeratferd automatisk. En to-valgs fortrinnstest utføres når det testede barnet ser på de visuelle stimuliene som vises på en høyoppløselig digital skjerm. Når det testede barnet ser på stimuliene, blir ansiktsbildene deres registrert av webkameraet. Disse bildene brukes av det angitte dataprogrammet til å analysere deres seeratferd. Med denne prosedyren måles barnets øyebevegelsesresponser på forskjellige stimuli, og deres synsstyrke vurderes uten kommunikasjon. Ved å sammenligne resultatene med gitterskarphet oppnådd av Teller Acuity Cards (TAC), anses AACP-ytelse som sammenlignbar med TAC.

Introduction

Den infantile perioden er en kritisk periode for visuell utvikling. Visuelle problemer som oppstår tidlig i livet kan ha en betydelig innvirkning på et barns utvikling. Det er viktig å kunne utføre en kvantitativ visuell vurdering hos spedbarn, noe som kan bidra til å oppdage tidlige synsproblemer. Men fordi spedbarn ikke er kognitivt utviklet eller uttrykksfulle nok til å gjenkjenne visuelle skarphetskartsymboler, for eksempel bokstaver eller grafer, er det vanskelig å måle synsstyrken. Den nåværende gullstandarden for spedbarnssynsvurdering er skarphetskortprosedyren¹ basert på den foretrukne utseende testen². Men fordi denne metoden krever erfarne testere til å bedømme synsstyrken ved å observere barnets øyebevegelser 3,4,5,6, er det begrenset av opplevelsen av testerne ^4,5. Derfor forblir skarphetskortprosedyrer, for eksempel Teller Acuity Cards (TACs)^5,6, en subjektiv metode. Det er derfor behov for en metode som kvantitativt kan måle synsskarphet hos spedbarn og små barn, som kan brukes uten behov for verbal kommunikasjon, og som ikke er begrenset ved å kreve erfarne testere.

Oppfinnelsen og bruken av den eksterne eye trackeren gjorde det mulig å utvikle et automatisert skarphetsmålesystem. I tidligere studier har øyesporingsmetoder blitt brukt som et verktøy for visuell funksjonsevaluering hos barn 7,8,9,10. En ekstern eye tracker kan brukes til blikksporing og er en erstatning for en testers observasjon av et barns øyebevegelser. ACTIVE prosedyre⁷ og AVAT prosedyre¹⁰ er helautomatiske synsskarphetstester med en ekstern øyesporing; de har gitt sammenlignbare synsskarphetsresultater til Keeler Acuity Cards-testen hos friske spedbarn og små barn. I motsetning til andre nyere studier brukte vi et webkamera i stedet for en ekstern øyesporing for å fange barnets blikk. Vi oppfant en automatisk innsamlingsmetode for øyebevegelsesdata basert på datasyn. Prosedyren kombinerte øyebevegelsesoppkjøpsmetoden med den foretrukne teknikken for å vurdere visuell funksjon hos barn.

Dette papiret tar sikte på å presentere en ny automatisert metode, som kan evaluere synsstyrken hos små barn, kalt den automatiserte skarphetskortprosedyren (AACP). Denne prosedyren er spesielt nyttig for spedbarn og yngre barn som ennå ikke har fått tilstrekkelige kommunikasjonsevner. Det viktigste aspektet er at visuelle responser kan kvantifiseres for å gi gitterskarphet hos spedbarn og små barn. Måling av gitterskarphet muliggjør påvisning av visuelle patologier og spiller en viktig rolle i etterfølgende medisinsk behandling.

Protocol

Protokollen beskrevet her ble godkjent av den etiske komiteen ved Peking University First Hospital (PKUFH 2018-223). Prosedyrene fulgte prinsippene i Helsinkideklarasjonen for forskning som involverer mennesker. Studieformatet ble beskrevet, og informert samtykke ble innhentet fra foreldrene til deltakerne. 1. Forberedelse av apparatet MERK: AACP-komponentene ble satt opp i et mildt opplyst testrom. Gardiner ble trukket i rommet for å unngå forstyrr…

Representative Results

AACP ble brukt på en gruppe barn11: 155 normalt utviklende spedbarn og småbarn (5 til 36 måneder, basert på svangerskapsalder). I en tidligere publisert studie ble gitterskarphetsresultatene oppnådd av AACP sammenlignet med de som ble oppnådd av TACII. Resultatene oppnådd ved disse to prosedyrene er signifikant korrelert (r153 = 0, 83, p < 0, 001). Bare 10,32% (16 av 155) av barnas resultater varierte med mer enn en oktav. Blant dem var åtte barn 5-7 måneder gamle. Av …

Discussion

Flere studier 7,8,9,10 basert på øyesporingsmetoden har vist verdien av denne metoden i evaluering av spedbarn og små barn som har problemer med verbal kommunikasjon. Antall deltakere i tidligere studier er imidlertid relativt lite. Bare 30 spedbarn under 12 måneder ble testet av ACTIVE-prosedyren, som ble utviklet av Jones et ^al.7. AVAT-prosedyren, som ble utviklet …

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