مقالة منهجية

طريقة آلية لتقييم حدة البصر عند الرضع والأطفال الصغار باستخدام نظام تتبع العين

DOI:

10.3791/65274

⸱

مارس 17, 2023

 ,  ,  ,  , 
1Department of Pediatric Ophthalmology, Peking University First Hospital, Peking University Children Vison Institute, Peking University, 2School of Intelligence Science and Technology, Peking University, 3School of Psychological and Cognitive Sciences and Beijing Key Laboratory of Behavior and Mental Health, Peking University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الورقة ، نقدم طريقة آلية جديدة لتقييم حدة البصر عند الرضع والأطفال الصغار باستخدام نظام تتبع العين.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد قياس حدة البصر اختبارا مهما للوظائف البصرية يجب إجراؤه في مرحلة الرضاعة والطفولة. ومع ذلك ، فإن القياس الدقيق لحدة البصر عند الرضع أمر صعب بسبب أوجه القصور في قدرتهم على التواصل. تقدم هذه الورقة طريقة آلية جديدة لتقييم حدة البصر لدى الأطفال (5-36 شهرا). تستخدم هذه الطريقة ، إجراء بطاقة الحدة الآلي (AACP) ، كاميرا ويب لتتبع العين وتتعرف على سلوكيات مشاهدة الأطفال تلقائيا. يتم إجراء اختبار ذو مظهر تفضيلي ثنائي الخيارات عندما يشاهد الطفل الذي تم اختباره المحفزات البصرية المعروضة على شاشة عرض رقمية عالية الدقة. عندما يشاهد الطفل الذي تم اختباره المنبهات ، يتم تسجيل صور وجهه بواسطة كاميرا الويب. يتم استخدام هذه الصور بواسطة برنامج الكمبيوتر المحدد لتحليل سلوك المشاهدة الخاص بهم. مع هذا الإجراء ، يتم قياس استجابات حركة عين الطفل للمنبهات المختلفة ، ويتم تقييم حدة البصر دون اتصال. من خلال مقارنة النتائج مع حدة صريف التي تم الحصول عليها بواسطة بطاقات الصراف حدة (TACs) ، يعتبر أداء AACP مشابها لأداء TACs.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الفترة الطفولية هي فترة حرجة للتطور البصري. يمكن أن يكون للمشاكل البصرية التي تنشأ في وقت مبكر من الحياة تأثير كبير على نمو الطفل. من المهم أن تكون قادرا على إجراء تقييم بصري كمي عند الرضع ، والذي يمكن أن يساعد في اكتشاف مشاكل الرؤية المبكرة. ومع ذلك ، نظرا لأن الرضع ليسوا متطورين إدراكيا أو معبرين بما يكفي للتعرف على رموز مخطط حدة البصر ، مثل الحروف أو الرسوم البيانية ، فإن قياس حدة البصر لديهم أمر صعب. المعيار الذهبي الحالي لتقييم رؤية الرضع هو إجراء بطاقة الحدة1 بناء على اختبار المظهر التفضيلي2. ومع ذلك ، نظرا لأن هذه الطريقة تتطلب مختبرين ذوي خبرة للحكم على حدة البصر من خلال مراقبة حركات عين الطفل3،4،5،6 ، فهي محدودة بتجربة المختبرين 4,5. لذلك ، تظل إجراءات بطاقة الحدة ، مثل بطاقات الصراف (TACs)5,6 ، طريقة ذاتية. وبالتالي ، هناك حاجة إلى طريقة يمكنها قياس حدة البصر كميا عند الرضع والأطفال الصغار ، والتي يمكن استخدامها دون الحاجة إلى التواصل اللفظي والتي لا تقتصر على الحاجة إلى مختبرين ذوي خبرة.

مكن اختراع واستخدام جهاز تعقب العين عن بعد من تطوير نظام آلي لقياس حدة العين. في الدراسات السابقة ، تم استخدام طرق تتبع العين كأداة لتقييم الوظيفة البصرية لدى الأطفال7،8،9،10. يمكن استخدام جهاز تعقب العين عن بعد لتتبع النظرة وهو بديل عن مراقبة المختبر لحركات عين الطفل. الإجراء ACTIVE7 و AVATالإجراء 10 عبارة عن اختبارات حدة بصر مؤتمتة بالكامل مع جهاز تعقب العين عن بعد. لقد أسفرت عن نتائج حدة بصر مماثلة لاختبار Keeler Acuity Cards عند الرضع والأطفال الصغار الأصحاء. على عكس الدراسات الحديثة الأخرى ، استخدمنا كاميرا ويب بدلا من متتبع العين عن بعد لالتقاط نظرة الطفل. اخترعنا طريقة الاكتساب التلقائي لبيانات حركة العين بناء على رؤية الكمبيوتر. جمع الإجراء بين طريقة اكتساب حركة العين وتقنية المظهر التفضيلي في تقييم الوظيفة البصرية عند الأطفال.

تهدف هذه الورقة إلى تقديم طريقة آلية جديدة ، يمكنها تقييم حدة البصر لدى الأطفال الصغار ، تسمى إجراء بطاقة الحدة الآلي (AACP). هذا الإجراء مفيد بشكل خاص للرضع والأطفال الأصغر سنا الذين لم يكتسبوا بعد مهارات اتصال كافية. الجانب الرئيسي هو أنه يمكن قياس الاستجابات البصرية كميا لتحقيق حدة صريف عند الرضع والأطفال الصغار. يتيح قياس حدة صريف الكشف عن الأمراض البصرية ويلعب دورا هاما في الإدارة الطبية اللاحقة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على البروتوكول الموصوف هنا من قبل اللجنة الأخلاقية لمستشفى جامعة بكين الأول (PKUFH 2018-223). التزمت الإجراءات بمبادئ إعلان هلسنكي للبحوث التي تشمل البشر. تم وصف شكل الدراسة ، وتم الحصول على موافقة مستنيرة من أولياء أمور المشاركين.

1. تحضير الجهاز

ملاحظة: تم إعداد مكونات AACP في غرفة اختبار مضاءة بشكل معتدل. تم سحب الستائر في الغرفة لتجنب التداخل من أشعة الشمس. كان نظام العرض ونظام التسجيل ونظام التحليل هي المكونات الثلاثة ل AACP (الشكل 1).

  1. قم بإعداد نظام عرض ، شاشة عرض بلورية سائلة مقاس 28 بوصة (شاشة 62.208 سم × 34.992 سم ، 3840 بكسل × 2160 بكسل ، 0.162 مم / بكسل ، معدل إطارات 30 هرتز). ضع شاشة العرض على طاولة يمكن رفعها. خطي إضاءة الشاشة بواسطة جدول بحث 8 بت. اضبط النصوع على 1 شمعة/م2، 200 شمعة/م2، و400 شمعة/م2 للأسود، الرمادي المتوسط، والأبيض، على التوالي.
  2. ضع لوحين جانبيين على جانبي الشاشة لتقليل عوامل التشتيت للأطفال الذين يتم اختبارهم.
  3. قم بإعداد نظام تسجيل ، كاميرا ويب احترافية عالية الدقة بدقة 1080 بكسل / 30 إطارا في الثانية.
    ملاحظة: تسجل كاميرا الويب تسلسلات صور لسلوكيات المختبرين ، يتم اقتصاص كل منها بدقة 1280 بكسل × 720 بكسل. أثناء اختبار حدة الحدة الآلي ، يتم الحصول على صورة كاميرا ويب واحدة مختومة زمنيا كل 200 مللي ثانية للمزامنة.
  4. قم بتوصيل شاشة العرض وكاميرا الويب بجهاز كمبيوتر ، نظام التحليل. تأكد من أن كاميرا الويب موجودة في المنتصف ، أسفل الشاشة مباشرة ، ويمكن ضبطها حسب الحاجة.
    ملاحظة: الشاشة وكاميرا الويب إما مدمجتان مع الكمبيوتر (كمبيوتر محمول أو كمبيوتر مكتبي) أو هما جهازان منفصلان يتم توصيلهما بعد ذلك بجهاز كمبيوتر.
  5. قم بتثبيت برنامج إجراء AACP على الكمبيوتر لعرض المحفزات وتحليل حركات العين. يشتمل برنامج إجراء AACP (براءات الاختراع الوطنية الصينية ، رقم 201910865074.4 ورقم 201510919621.4) على وحدة عرض التحفيز ، ووحدة اختبار الرؤية ، ووحدة معالجة نتائج الاختبار.
  6. اضبط المحفزات البصرية على شكل شبكة موجة مربعة 12 سم × 12 سم مع ترددات مكانية مختلفة للفترة / الدرجة (cpd) ونسبة تباين تبلغ 1.00. تأكد من عرض المثير بشكل عشوائي في وسط الجزء الأيسر أو الأيمن من الشاشة ، وأن بقية الشاشة تعرض منطقة رمادية مطابقة للنصوع مشابهة ل TACII.
    ملاحظة: على مسافة الكشف 55 سم (وهو ما يتوافق مع TACII) ، كانت المحفزات هي نفسها تقريبا (بسبب قيود حجم البكسل) مثل تلك الموجودة على بطاقات TACII المطبوعة (16 بطاقة ، 1/2 أوكتاف).

2. معايرة تتبع العين

  1. الحصول على موافقة مستنيرة من الوالدين ، ووصف شكل الدراسة لهم.
  2. ضع الطفل على مسافة 55 سم من شاشة العرض. دع الطفل يجلس بمفرده على كرسي أو ، ويفضل ، على حضن الوالدين. إذا كان الطفل يجلس بمفرده ، دع الوالد يجلس إلى جانب الطفل.
  3. اضبط موضع طاولة الرفع وضعها مع الشاشة. رتب الشاشة بشكل عمودي على عيون الطفل.
  4. اضبط موضع كاميرا الويب للتأكد من أن وجه الطفل مرئي في نظام التسجيل ولتجنب التقاط وجوه أخرى غير وجه الطفل.
  5. قبل البدء في الإجراء ، أبلغ الطفل أنه سيشاهد الشاشة. اطلب من الوالد مطالبة الطفل بالنظر إلى الشاشة عندما لا ينتبه الطفل. لا توجد تعليمات محددة ضرورية أثناء الاختبار.
  6. افتح برنامج إجراء AACP. اكتب معلومات الطفل في البرنامج (الاسم والجنس والعمر).
  7. انقر فوق الزر "ابدأ ". يبدأ البرنامج إجراء المعايرة. تظهر صورة بتنسيق تبادل الرسومات (GIF) (2.0736 سم × 2.0736 سم ، 128 × 128 بكسل) على خلفية بيضاء في وسط الشاشة (الشكل 2). تظهر الصورة وموسيقى الخلفية في وقت واحد. يتم تقديم هذا التحفيز لمدة 3 ثوان على الأقل. يحدد نظام التحليل في وقت واحد ما إذا كان خط رؤية الطفل مثبتا على الصورة. إذا لم تتوفر بيانات نظرة في غضون 1 دقيقة أثناء هذا العرض التقديمي ، فستعرض الشاشة صورة GIF كرتونية أخرى. عندما يتم الكشف عن إحداثيات النظرة داخل هذه المنطقة ، يبدأ إجراء الاختبار دون إجراءات المختبر ويعمل تلقائيا.

3. إجراء الاختبار

  1. تقديم صريف الأولي. تتراوح الترددات المكانية للحواجز الشبكية من 0.33-30.0 cpd في خطوات 1/2 أوكتاف. حدد الشبكة الأولية حسب عمر الطفل ، كما هو الحال في اختبار TACII.
  2. قدم الشبكة الأولية ل 1,000 مللي ثانية ، وهي مدة التجربة. ثم قدم شاشة فارغة لمدة 200 مللي ثانية. قدم نفس الحافز مرة أخرى ، متبوعا بشاشة فارغة مرة أخرى. قدم صريف نفس التردد المكاني المحدد ثلاث مرات.
  3. أثناء تنفيذ الإجراء ، دع كاميرا الويب تسجل صور وجه الطفل. يستخدم البرنامج هذه الصور لتحليل سلوك المشاهدة الخاص بهم. يتحقق برنامج اختبار الرؤية من استجابات حركة العين بالمعايير المذكورة في الجدول 1 لتحديد ما إذا كان التحفيز قد شوهد (الشكل 3).
  4. دع برنامج معالجة نتائج الاختبار يقدم التحفيز اللاحق ، وفقا للبروتوكول الموضح في الشكل 411.
  5. بعد كل ثلاث تجارب ، قدم صورة GIF (مع موسيقى خلفية) كمكافأة بصرية للحفاظ على اهتمام الطفل. إذا لم تكن هناك بيانات نظرة قابلة للاستخدام (على سبيل المثال ، إذا استدار الطفل أو أغمض عينيه) في غضون 1 دقيقة من عرض صورة GIF ، فقم بإيقاف الاختبار. لا ينتج عن هذا الاختبار أي نتيجة.
  6. بعد تنفيذ الخطوتين 3.4 و 3.5 ، قم بتحليل نتائج حدة صريف للطفل الناتج عن البرامج.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تطبيق AACP على مجموعة واحدة من الأطفالالذين تتراوح أعمارهم بين 11: 155 من الرضع والأطفال الصغار الذين يتطورون بشكل طبيعي (من 5 إلى 36 شهرا ، بناء على عمر الحمل). في دراسة نشرت سابقا ، تمت مقارنة نتائج حدة صريف التي حصلت عليها AACP مع تلك التي حصلت عليها TACII. ترتبط النتائج التي تم الحصول عليها من خلال هذين الإجراءين ارتباطا كبيرا (r153 = 0.83 ، p < 0.001). فقط 10.32٪ (16 من 155) من نتائج الأطفال اختلفت بأكثر من أوكتاف واحد. من بينهم ثمانية أطفال تتراوح أعمارهم بين 5-7 أش...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أظهرت العديد من الدراسات7،8،9،10 بناء على طريقة تتبع العين قيمة هذه الطريقة في تقييم الرضع والأطفال الصغار الذين يجدون صعوبة في التواصل اللفظي. ومع ذلك ، فإن عدد المشاركين في الدراسات السابقة صغير نسبيا. تم اختبار 30 رضيعا فقط تقل أعمارهم عن 12 شهرا من خلال إجراء ACTIVE ، الذي طوره Jones et al.7. اختبر إجراء AVAT ، الذي طوره Vrabic et al.10 ، 35 ر...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد كشف المؤلفون عن البيانات التالية: BK.Y., XQ.L., JS.C., and L.W.: براءة الاختراع الوطنية الصينية "طريقة ونظام للكشف عن الوجه وتحديد موقع التلميذ في إطارات الفيديو المستمرة" (CN201910865074.4)؛ XQ.L., BK.Y., JS.C., و L.W.: براءة الاختراع الوطنية الصينية "نظام الاختبار التلقائي للرؤية" (رقم 201510919621.4).

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذه الدراسة من قبل صندوق كابيتال لتحسين الصحة والبحوث (رقم 2018-2Z-4076) وصناديق أبحاث SEED للمستشفى الأول بجامعة بكين (2019SF31).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
برنامج إجراء AACPداخليداخلي يشتمل برنامج إجراء AACP (براءات اختراع الصين الوطنية ، رقم 201910865074.4 ورقم 201510919621.4) على وحدة عرض التحفيز ، ووحدة اختبار الرؤية ، ووحدة معالجة نتائج الاختبار.
معالج الكمبيوترIntel Corporation ، سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية   ؛Intel CORE i7-6500Uنظام
تحليل شاشة العرضInnoLux Co., Ltd., ChinaInnoLux M280DGJ-L30 نظام العرض
كاميرا الويبLogitech International S.A., Lausanne, Switzerland نظام تسجيل كاميرا الويب الاحترافية عالية الوضوح Logitech C920
معالج

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Robinson, J., Moseley, M., Fielder, A. Grating acuity cards-spurious resolution and the edge artifact. Clinical Vision Sciences. 3 (4), 285-288 (1988).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة