Name: Eye Tracking kleine Kinder mit Autismus (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-03-27T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 3 s
Description: Lernen Sie Eye-Tracking-Methoden für Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen. Dieses Protokoll zeigt optimale Versuchsbedingungen, Positionierungstechniken und Datenanalyse zur Untersuchung visueller Aufmerksamkeitsmuster.

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<html> Wir danken allen Kindern und Betreuern, die in unserer Eye-Tracking-Studien an der Callier Center for Communication Disorders der Universität Texas in Dallas teil, und an der UNC-Carolina-Institut für Entwicklungsbiologie Behinderungen. N. Sasson wurde von Grant Number UL1RR024982, betitelt, &quot;North and Central Texas Clinical and Translational Science Initiative&quot; (Milton Packer, MD, PI) vom National Center for Research Resources (NCRR), eine Komponente des National Institutes of Health unterstützt (NIH) und NIH-Roadmap for Medical Research, und ihr Inhalt sind allein in der Verantwortung der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des NCRR oder NIH. Informationen über NCRR ist verfügbar unter <a href="http://www.ncrr.nih.gov/">http://www.ncrr.nih.gov/</a> . Informationen über Re-Engineering der Klinischen Forschergruppe Unternehmen erhalten Sie vonranslational.asp &quot;&gt; http://nihroadmap.nih.gov/clinicalresearch/overview-translational.asp. J. Elison wurde von einem NRSA Auszeichnung (5-T32-HD007376) aus NICHD der Carolina-Konsortium über die menschliche Entwicklung am Center for Developmental Science, UNC unterstützt.

1. Eye-Tracking Ausrüstung Obwohl eine Vielzahl von Eye-Tracking-Systeme im Handel erhältlich sind, solche, die es am ehesten zur Prüfung kleinen Kindern mit ASD folgende gemeinsame Merkmale sind: <ol><li> In erster Linie muss der Eye-Tracker zur Berücksichtigung Kopfbewegung, die, wenn nicht korrigiert, kann die Integrität der Daten erworben Blick zu kompromittieren. Während viele ältere Systeme gewährleistet eine genaue Überwachung durch den Kopf Stabilisierung durch die Verwendung eines Kinn-Rest oder Head-Mounted-Systeme (siehe Abbildung 1), sind diese Optionen nicht ideal Eye-Tracking-Lösungen für kleine Kinder, die Bemühungen um die Kopfbewegung einschränken widerstehen kann, oder Ausrüstung haben, die ihnen gestellt. Zum Glück verwenden die meisten modernen kommerziellen Infrarot-Video-Eye-Tracking-Systeme ein Bezugssystem zum Hornhaut-Reflexionen, die widerstandsfähiger gegen kleinere Kopfbewegungen beruhen. Eye-Tracking-Systeme, die entweder anbieten oder integrierte Remote-Head-Tracking-Lösungen bevorzugt und sind nun breitly verfügbar. </li><li> Unauffällig Eye-Tracking-Systeme, die nicht mit dem Test-Session nicht stören, werden zur Prüfung von Kindern mit ASD empfohlen. , Oder Table-Top-Versionen (zB Tobii Technology TX300, X120; Applied Science Laboratories Modell D6 Optics; Diese können Modelle, die innerhalb einer Display-Monitor (SensoMotoric Instruments Modell RED500 zB Tobii Technology Modelle TX300, T60XL oder T120) integriert sind ; SR Research Modell EyeLink 1000) platziert sich unauffällig in die Reichweite des Teilnehmers. Als Tisch-Versionen nicht in eine bestimmte Bildschirmgröße gesperrt sind, bieten sie erhöhte methodische Flexibilität sind aber weniger automatisiert und kann mehr manuelle Einstellung erfordern. </li><li> Forscher sollten auch wählen Sie eine Eye-Tracking-System mit einer Sampling-Rate für die Adressierung geeigneter ihre Forschungsfragen. Die meisten Hornreflex Eye-Tracking-Systeme haben eine minimale Abtastrate von 50 Hz (dh 50 Datenpunkte pro Sekunde), die für die Prüfung ausreichend kleinen Kindern die Wahrnehmungs-Patt istErns während ihres visuellen Abtasten von statischen Bildern 13 und 10 dynamische Videos. Doch Forscher in subtilen okulomotorischen Verhalten 14 (z. B. smooth pursuit, Verstärkung und / oder Express-Sakkaden) interessiert sind, werden wollen, in einem System mit einer höheren Abtastrate (dh ≥ 250 Hz) zu investieren. Seien Sie sich bewusst, dass in manchen Systemen, die für mehrere Abtastrate Optionen ermöglichen es, höhere Abtastraten werden oft auf Kosten der Bewegungsfreiheit des Kopfes ermöglicht, wodurch es schwieriger ist, ein Kind in kinetische Eye-Tracking-Bereich zu halten. Höhere Bildraten erfordern höhere Abtastraten und Verarbeitung von Videodaten, die typischerweise durch Beschneiden des Bildes von der Kamera erhalten wird erreicht. Dies führt zu einer Reduktion des eingesetzten Sichtfeld, was zu einer Senkung der Bereich der zulässigen Kopfbewegung. Forscher, die Systeme, die verschiedene Optionen bieten Abtastrate verwenden sollten Sie eine, die hoch genug, um ihre Forschungsergebnisse Frage zu beantworten, aber niedrig genug, um für erwartete Niveau zu ermöglichen istder Kopfbewegung. </li></ol> 2. Testumgebung und Anregungen <ol><li> Sparse Raumausschmückung zur unmittelbaren Eye-Tracking-Umgebung empfohlen, um die Chancen, dass die Aufmerksamkeit des Kindes außerhalb des Displays gezogen zu minimieren. Ebenso hilft einem schwach beleuchteten Raum reduzieren die herausragende Rolle der konkurrierenden nicht-Display Reize. </li><li> Da jedoch einige kleine Kinder mit ASD kann es zu visuellen und / oder auditive Überempfindlichkeiten, Forschern sollten es vermeiden, testet in einem völlig abgedunkelten Raum, der die Helligkeit des Displays oder auch übermäßig laut oder Erschütterungen Sound-Effekte in ihren Präsentationen erhöht, da diese aversive sein kann bei einigen Kindern mit ASD und führen zu einer verminderten Compliance-Tests. Abgedunkelten Umgebungen können ebenfalls den Pupillenerweiterung die zu der Schüler schwieriger zu verfolgen können, wenn dies in Abhängigkeit von der Eye-Tracking-Geräten verwendet werden. Für den meisten Fällen wird Standard-Office-Beleuchtung empfohlen. </li><li> Um further die Chancen des Kindes wird vom Bildschirm weg abgelenkt, sollte der Experimentator nicht sichtbar sein, an die teilnehmenden Kind. Dies kann durch Platzieren einer Trennwand zwischen dem Eye-Tracking-Station und dem Experimentator-bemannten Host-Computer oder durch einfaches Positionieren der Experimentator aus der Ansicht von der Teilnehmer erreicht werden. Eine zweite Kamera kann helfen, der Experimentator behalten einen Blick auf die Teilnehmer in dieser Situation. In der Tat, integrieren einige kommerzielle eye-tracker eine Kamera innerhalb des Displays, so dass Video des Teilnehmers in Echtzeit auf dem Host-Computer für Experimentator Überwachung weitergeleitet wird. </li></ol> 3. Die Verfahren <ol><li> Kleine Kinder, insbesondere solche mit einem ASD, vielleicht besorgt, erlebt eine neuartige Testumgebung. Während vor Vertrautheit mit der Prüfung Raum und / oder Experimentator kann helfen, diese Gefühle zu besänftigen, ist dies nicht immer möglich. Als Minimum sollten besorgt Kinder von einem Elternteil begleitet werden oder familiar Erwachsenen während der Test-Session. In einigen Fällen sollten die Forscher bereit, geduldig zu sein, während das Kind untergebracht wird an die neue Umgebung werden. </li><li> Bevor der Test-Session beginnt, kann der Experimentator dafür entscheiden, ein Kinderbecken Video oder Cartoon-Spielen auf dem Display-Monitor haben. Dies hilft oft, das Kind fühlen sich wohler, unter gleichzeitiger Gewährleistung Augenmerk wird auf die Test-Display geleitet. Der Versuchsleiter kann dann profitieren Sie von der kindlichen Aufmerksamkeit gefangen genommen, um das Kind innerhalb von Eye-Tracking-Bereich und Übergang direkt in die Kalibrierungssequenz positionieren. </li><li> Sitzmöbel für das Kind muss für die vertikale Einstellung zu ermöglichen, um sicherzustellen, dass alle Kinder unabhängig von der Höhe und Haltung, in Eye-Tracking-Bereich positioniert werden kann. Während der Abstand des Stuhls aus der Anzeige von der Größe des Bildschirms und der gewünschten Blickwinkel abhängt, muss die Höhe des Stuhls auf der Grundlage des Kindes Statur so eingestellt werden, diese Zeile von sight ist standardisiert für alle Teilnehmer. Da nicht alle Kinder auf dem Stuhl sitzen in genau der gleichen Weise ist es auch oft notwendig, passen Sie die Teilnehmer-zu-Display Abstand, um sicherzustellen, dass jedes Kind in der optimalen Entfernung von der Leinwand wird für den Erwerb von qualitativ hochwertigen Daten positioniert . Dieser Abstand wird von der Eye-Tracking-Hersteller angegeben werden, und am einfachsten unter Verwendung eines mobilen Stuhl erreicht. </li><li> Experimentatoren kann zunächst versuchen, das Kind zu haben, wenn klein genug, sitzen allein in einem Auto-Kindersitz angeschnallt auf einem verstellbaren Aufzug oder in einem tragbaren Hochstuhl, der höhenverstellbare Drehstuhl beimisst. Wir hatten auch Erfolg mit einem Rifton Stuhl, besonders mit Kindern, die es benutzt haben zuvor im Klassenzimmer oder zu Hause Einstellungen, da sie leicht zu positionieren ist und hilft, die Mobilität einschränken zu einem Datenverlust führen kann. </li><li> Kinder, die nur konforme bleiben beim Sitzen auf dem Schoß der Betreuer oder die der Körper unterstützen das Pflegepersonal benötigen ca.n bereitzustellen, kann auch mit Pflegeperson sitzen in einem Bürostuhl, angehoben oder abgesenkt werden kann, um das Kind in den standardisierten Entfernungsparameter Position aufgenommen werden. Siehe Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für dieses Set-up. Statistik der Runde gegen Stuhl sollte immer für die Analyse möglicher verwechselt Einzelhandel verkauft werden. Um sicherzustellen, dass nur die Augen des Kindes durch den Eye-Tracker erworben werden, können Forscher haben Betreuer tragen Infrarot-Blockierung oder undurchsichtige Sonnenbrille, oder einfach anweisen, ihre Augen während der Prüfung zu schließen. Pflegepersonen sollten angewiesen werden, auch noch sein und davon absehen, verbal oder nonverbal kommuniziert mit dem Kind während des Testverfahrens werden. </li></ol><img alt="1" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig1.jpg" /> 1. Am Kopf angebrachte Eye-Tracking-System. <img alt="2" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig2.jpg" /> Abbildung 2. </strong&gt; Ein Kind kann auf dem Schoß der Bezugsperson sitzen, wenn das Kind erfordert körperliche Unterstützung im Sitzen, oder wenn es notwendig ist für die Aufrechterhaltung der Compliance. <ol start="6"><li> Für Eye-Tracking-Systeme, die den Experimentator stellen mit einem Fenster, um den Teilnehmer in die Augen in den Bereich der erlaubten Kopfbewegung, sollte den Augen des Kindes in der Mitte des Fensters positioniert werden, um die Chancen zu erhöhen, dass der Eye-Tracker wird ein Bild behalten des Auges selbst wenn das Kind sitzt krumm, begradigt oder schwankt während des Testens. </li><li> Einmal richtig positioniert ist, sollte der Experimentator beginnt die Kalibrierung. Wie kleine Kinder mit ASD können unfähig oder nicht willens verbale Anweisungen folgen, um an bestimmten Stellen auf dem Bildschirm (wie es typisch für viele Kalibriersequenzen) aussehen, kann die Verwendung von dynamischen Reize, vertont effektiver einfangen Aufmerksamkeit und somit zu zu genaueren Blick Daten. Typischerweise ist eine 5-Punkt-Sequenz kurz genug zu haltendie Aufmerksamkeit des Kindes, während auch die Bereitstellung einer genauen Kalibrierung. Eye-Tracking-Studien mit Kleinkindern oft beschäftigen nur eine 2-Punkt-Kalibrierung, während ein 9-Punkt-Kalibrierung ist typisch für Untersuchungen mit Jugendlichen und Erwachsenen. </li><li> Experimentatoren kann das Kind die visuelle Aufmerksamkeit auf das Display während des Tests zu maximieren, indem es eine übersichtliche und ansprechende Aufgabe, die Aufgabe minimale Anforderungen (z. B. eine passive Sehaufgabe) hat. Des Weiteren kann auch ein Inter-Stimulus-Animation mit einem begleitenden Sound-Effekt (vielleicht ähnlich wie bei der Kalibrierung Sequenz verwendet) helfen redirect auf die Anzeige für Kinder, deren Aufmerksamkeit abgelaufen ist. Zusätzlich kann die Positionierung dieses Inter-Stimulus-Animation in einer vordefinierten Stelle sicher, dass alle visuellen Scanning-Muster an der gleichen Stelle für alle Teilnehmer beginnen. </li><li> Wenn die Aufgabe der Forschung ist langwierig, so kann der Experimentator diese Inter-Stimulus-Animation als &quot;Anker&quot; zu ermitteln, ob Kalibrierungsabweichung auftritt verwenden. Typically, wenn Drift mehr als 3 Grad Sehwinkel, sollten Re-Kalibrierung verabreicht werden. Darüber hinaus, wenn mehrere Aufgaben oder Studien enthalten sind, wird Neukalibrierung zwischen jeder um eine Drift im Laufe der Prüfung zu beseitigen empfohlen. </li></ol> 4. Analyse <ol><li> Die meisten Eye-Tracking-Systeme liefern Rohdaten-Dateien, die zählen, auf ein Minimum, einen Zeitstempel, X und Y Koordinaten des Punktes der Bezug (manchmal für beide Augen), die Entfernung von der Anzeige oder Reiz, zusammen mit einem Index, ein kennzeichnet Ereignis oder eine Änderung in Stimulus-Präsentation. Einige Software-Programme auch Rückschlüsse auf die Pupillendurchmesser und Fixierung Metriken. </li><li> Wie man die große Menge an Rohdaten verdichten wählt wird von der Fragestellung bestimmt. In den meisten Fällen ist das Ziel, Metriken der Fixierung Dichte und / oder okulomotorischen Dynamik zu charakterisieren. Sobald jedoch diese Konstrukte gekennzeichnet sind, können übergeordnete Konstrukte wie Aufmerksamkeit und Gedächtnis unter spec untersucht werdenIFIC Design Bedingungen. </li><li> Fixation Dichte: Während viele verschiedene Algorithmen, dass charakterisieren Fixierung 15 Dichte vorhanden sind, analysieren alle zwei Hauptkomponenten: zeitliche und räumliche Informationen. Zum Beispiel kann eine Fixierung als Ausgangspunkt Bezug restlichen innerhalb eines Durchmessers von 1 ° Blickwinkel von mindestens 100 Millisekunden festgelegt werden, wenn diese Parameter oft durch die Fragestellung verankert sind. Gemeinsame abhängigen Variablen beinhalten Anzahl der Fixationen, durchschnittliche Dauer der Fixierung und totale Fixierung Zeit, und die räumliche Anordnung und / oder Folge von einzelnen Fixierungen (dh Scan-Pfade) 16. </li><li> Fixation Analysen werden häufig innerhalb vordefinierter &quot;Areas of Interest&quot; (AOI) durchgeführt. Die Forscher interessieren könnten, ob Kinder mit und ohne ASD in ihrer Fixierung auf bestimmte Zeit unterscheiden AOIs (wie die Augen auf einer Seite), deren Latenz zum ersten fixate AOIs, oder in den Mustern der ihren Blick verschiebt sich zwischen AOIs. Zusätzlich aufgeführt sind die Metrikenin 4,3 kann auch an AOI-Analysen angewendet werden. </li><li> Kindern mit ASD, insbesondere solche mit Beeinträchtigungen in der Aufrechterhaltung von Aufmerksamkeit, zeigen oft mehr fehlende Blick Daten als die Kontrollen. Dies kann aufgrund weniger visuelle Reize die Aufmerksamkeit auf dem Bildschirm auftreten oder durch übermäßige blinkt (manchmal durch eine zu helle Display oder einem zu dunkel Testumgebung produziert). Um auf fehlende Daten Unterschiede zwischen den Gruppen zu steuern, kann Forscher wollen Analyse als Anteil an der Zeit den Blick auf dem Bildschirm statt in absoluten Werten, die durch fehlende Daten verwechselt werden können, befragen. Weitere, um gegen unzuverlässige Daten durch unzureichende Probenahmen verursacht zu schützen, sollten die Forscher voraus, dass alle Teilnehmer, die in der letzten Probe enthalten sind, eine &quot;minimale Zeit&quot; abgeschnitten passieren. Die Spezifität dieser Cut-off wird durch die Studie, aber im Allgemeinen Teilnehmer mit mehr als vermisst aufgezeichneten Daten in Betracht gezogen werden verdächtige variieren. </li><li> Im Gegensatz zur Fixierung Analyse, integrieren Geschwindigkeit-basierte Algorithmen die CHAnge in euklidische Abstand zwischen aufeinander folgenden Aufnahmen und konzentrieren uns hauptsächlich auf Sakkaden. Eine Sakkade wird angezeigt, wenn die Geschwindigkeit (Weg / Zeit) einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn gleichzeitige Aufnahmen nicht überschreiten diese Geschwindigkeit Schwelle für eine bestimmte Zeit, wird eine Fixierung angegeben. </li><li> Oculomotorius Dynamics: Charakterisierung okulomotorischen Dynamik erfordert eine hohe Sampling-Eye-Tracking-System, das empfindlich genug ist, um subtile Veränderungen in Augenposition und Augenbewegung ist. Obwohl viele abhängigen Variablen innerhalb des Umfangs der Fahrdynamik, sowie okulomotorischen Sakkaden, okulare Drift und Verfolgung, alle Indizes Rest von der Geschwindigkeit der Augenbewegung untersucht werden. Die Charakterisierung dieser Geschwindigkeit basiert auf zwei Eigenschaften (dh Entfernung und Zeit) basiert und ermöglicht somit für die Untersuchung von anderen Eigenschaften der okulomotorischen Dynamik, einschließlich der Verteilung oder das Muster der Sakkade Geschwindigkeiten, die Verteilung oder das Muster der Sakkade Amplitude, die Verteilung oder das Muster der Sakkade DURATIonen sowie die Latenz der Sakkade und Genauigkeit der Beendigung Sakkade (dh Verstärkung). Paradigmen sind visuell geführte Sakkaden Aufgaben, Antisakkaden Aufgaben, Prozesse subsummiert, Aufgaben und prädiktive Sakkaden Aufgaben. 7, 17 Die vorhandene Literatur enthält eine große Anzahl von Studien auf, die Sakkade Dynamik profitieren interessierte Forscher konnten 18-20. </li></ol> 5. Repräsentative Ergebnisse <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig3.jpg" /> Abbildung 3. Abbildung 3 stellt eine Fixierung Karte in der Forschung von unserer Gruppe erzeugt. Sehen Sie hier die einzelnen Fixierungen, durch violette Kreise dargestellt, von einem einzigen Kind mit ASD während der Anzeige eines statischen Bildes. Fixierungen aus dieser und ähnlichen Aufgaben werden analysiert, über die Teilnehmer zu bestimmen, ob Kinder mit und ohne ASD in ihre visuelle Aufmerksamkeit zu unterscheiden verschiedene AOI. <img alt="Abbildung 4"src = &quot;/ files/ftp_upload/3675/3675fig4.jpg&quot; /&gt; . 4 4 stellt ein Beispiel eines Endprodukts, die viele der oben beschriebenen Schritte umfasst, einschließlich: 1) Aufbringen einer Fixierung Filter rohen Blick Daten, 2) Zuordnen Aufzeichnungen genauer AOI, und 3) Kondensieren und Vergleichen der Muster Fixierungen auf eine Gruppe von normal entwickelten (TD) Kinder und eine Gruppe von Kindern mit ASD. Genauer gesagt, zeigt diese Zahl, dass innerhalb einer visuellen Exploration Paradigma, Kindern mit ASD (dh, befestigen) erkunden weniger soziale Bilder TD Kinder, wenn &quot;High Autismus-Interest&quot; (HAI) Objekte werden gleichzeitig angezeigt. Beim &quot;Low Interest Autismus&quot; (LAI) Objekte mit sozialer Reize präsentiert werden, jedoch keine Exploration von sozialen Bildern nicht signifikant zwischen den Gruppen, was darauf hindeutet, dass die soziale Aufmerksamkeit in ASD moduliert wird basierend auf der relativen Salienz von konkurrierenden Reizen. 21

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Die Autoren haben nichts zu veröffentlichen und frei von Interessenkonflikten.

Die Entstehung von Eye-Tracking als eine objektive und zugängliches Werkzeug für die Prüfung Wahrnehmungsmerkmale von psychiatrischen Erkrankungen hat sich die Forschung in den abnormen visuelle Aufmerksamkeit und okulomotorischen Mustern, die an klinischen Merkmale der ASD beitragen erleichtert. Eine besonders vielversprechende Anwendung dieser Arbeit war es, kleinen Kindern mit ASD zu studieren, um frühzeitig entwickelnden Entwicklungsmechanismen der Erkrankung zu erfassen. Während Untersuchungen mit dieser Altersgruppe zur Beleuchtung der kritischen frühen Verlauf und Besonderheiten der ASD, dabei mit traditionellen Verhaltensparadigmen sind wurde schon oft eine Herausforderung angesichts der sozialen und kommunikativen Beeinträchtigungen, die in dieser Population existieren. Eye-Tracking können einige dieser Aufgabe Anforderungen durch die Bereitstellung einer direkten und quantifizierbaren Maß für visuelle Vorlieben zu lindern und Blickverhalten. Letztlich kann dieser Ansatz helfen enthüllen wichtige Informationen während einer kritischen Phase in der Entwicklung von ASD, ein Prozess, that wiederum könnte zu informieren Früherkennung und Frühintervention Bemühungen. Trotz dieser Vorteile ist Eye-Tracking kleinen Kindern mit ASD durch eine Reihe von methodischen Herausforderungen kompliziert. Die aktuellen Protokolls Details Leitlinien zur Durchführung der Eye-Tracking mit dieser Population. Während die hier skizzierten Vorschläge sind gängige und kommerziell erhältliche Hornhaut-Reflex-Eye-Tracking-Systeme, insbesondere solche, die nicht einschränken Teilnehmer Bewegung und kann für Kopfbewegung zu korrigieren begrenzt, sie sind entworfen, um allgemeine Anweisung für interessierte Forscher bieten. Optimales Design wird oft studieren spezifische, aber allgemeine Empfehlungen beinhalten Wahl der Geräte und die Schaffung einer Testumgebung, die förderlich für das Studium dieser Population, die Verfahren beschreiben, die Hindernisse und potenzielle Ablenkungen zu minimieren, verfolgt und entsprechende analytische Strategien sind. Der Erlass solcher Praktiken können zu beschleunigen Eye-Tracking-ForschungRichtet sich an der Prüfung frühes Symptom Manifestationen der ASD, sie können aber auch zu Arbeitsgruppen interessiert beziehen Eye-Tracking kleinen Kindern im weiteren Sinne, einschließlich Säuglingen 22, sowie Kinder mit Entwicklungsstörungen andere als Autismus. Ferner können Forscher wollen auf diese Empfehlungen durch den Einbau von Eye-Tracking mit anderen physiologischen Maßnahmen, wie zB EEG, galvanische Hautleitfähigkeit und Herzfrequenz-Überwachung, um eine umfassendere Profil von psychobiologische Antwort geben zu bauen. Die zunehmende Verfügbarkeit von mobilen Eye-Tracking-Systeme verbessert auch die Möglichkeit, das Studium der Blickverhalten im ASD in ökologisch-gültig Kontexten, darunter Live-soziale Interaktion zu erweitern. Diese innovativen Designs wird erwartet, dass in der Popularität in den kommenden Jahren steigen.

<table border="1"><tbody><tr><td> Material Name </td><td> Typ </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentar </td></tr><tr><td> Eye-Tracker </td><td> Ein Stand-Alone Hornreflex basiertes System. Eye-Tracker ist in 24 &quot;-TFT-Breitbild-Monitor. Aufzeichnungen bei 60Hz integriert. </td><td> Tobii </td><td> Tobii 60XL </td><td> In Abbildung 2 dargestellt. Dies ist eines von mehreren Systemen, die für Kopfbewegung ermöglicht (in diesem Fall, innerhalb eines kubischen Raum von 40x20x27cm aus einer Entfernung von 60cm, unter Beibehaltung einer durchschnittlichen Genauigkeit von ~ 0,5 ° Sehwinkel). </td></tr><tr><td> Eye-Tracker Control Software </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Studio v. 2.1.14 </td><td></td></tr><tr><td> Fixation Analysis Program </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Studio v. 2.1.14 </td><td> Fixierenation Analyse in Abbildung 3 erzeugt mit diesem Programm. Ausgabe in Abbildung 4 in externe Software generiert. </td></tr></tbody></table>

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Eye Tracking Young Children with Autism

Der Aufstieg des kommerziellen zugänglich Eye-Tracking-Systeme hat einen rasanten Anstieg in ihrer Verwendung in der psychologischen und psychiatrischen Forschung angeheizt. Durch die Bereitstellung einer direkten, detaillierte und objektive Maß für Blickverhalten, hat Eye-Tracking zu einem wertvollen Werkzeug für die Prüfung abnorme Wahrnehmungs-Strategien in der klinischen Populationen und wurde genutzt, um Unordnung-spezifischen Eigenschaften 1 zu identifizieren, zu fördern Früherkennung 2, 3 und Behandlung informieren . Insbesondere haben die Ermittler von Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) aus der Integration von Eye-Tracking in ihre Forschung Paradigmen 7.4 profitiert. Eye-Tracking hat sich weitgehend in diesen Studien verwendet worden, um Mechanismen der gestörten Aufgabe Leistung 8 und 9 abnormale Gehirnfunktion zeigen, insbesondere bei der Verarbeitung von sozialen Informationen 1,10-11. Während ältere Kinder und Erwachsene mit ASD umfassen das Übergewicht der Forschung in diesem Bereich, Eye-Trackingkann besonders nützlich sein für das Studium kleinen Kindern mit der Störung, da sie eine nicht-invasive Tool zur Bewertung und Quantifizierung früh entwickelnden Entwicklungsstörungen 2,12-13 bietet. Implementieren von Eye-Tracking mit kleinen Kindern mit ASD wird jedoch mit einer Reihe von einzigartigen Herausforderungen, einschließlich Fragen mit konformes Verhalten, die sich aus spezifischen Aufgabenstellungen und Unordnung psychosozialen Überlegungen verbunden. In diesem Protokoll näher wir methodische Überlegungen zur Optimierung von Forschung Design, Datenerfassung und psychometrischen Analyse, während Eye-Tracking kleinen Kindern mit ASD. Die zur Verfügung gestellten Empfehlungen sind darauf ausgelegt, mehr breit anwendbar für Eye-Tracking-Kinder mit anderen Entwicklungsstörungen sein. Durch das Angebot Richtlinien für Best Practices in diesen Bereichen auf Lehren aus unserer eigenen Arbeit abgeleitet wurden, hoffen wir, zu helfen, andere Forscher fundierte Forschung Design und Analyse Entscheidungen unter Vermeidung häufigsten Fallstricke die Daten gefährden könnenErwerb, während Eye-Tracking kleinen Kindern mit ASD oder andere Entwicklungsstörungen.

Eye Tracking ist seit langem verwendet, um Muster in den Blick typisch entwickelnden Individuen zu studieren, aber die jüngsten technologischen Fortschritte haben seine Verwendung mit klinischen Populationen, einschließlich Autismus, eher möglich gemacht. Während Eye-Tracking junge Kinder mit Autismus können Einblick in frühe Symptom Erscheinungsformen bieten, handelt es sich methodische Herausforderungen. Vorschläge für die Best Practices zur Verfügung.

Eye Tracking kleine Kinder mit Autismus

Die Zunahme zugänglicher kommerzieller Eye-Tracking-Systeme hat zu einem rapiden Anstieg ihres Einsatzes in der psychologischen und psychiatrischen Forschung geführt. Durch die Bereitstellung einer ...

Das Ziel des folgenden Protokolls ist es, methodische Empfehlungen bereitzustellen, die die Forschung, das Studiendesign, die Datenerhebung und die psychometrische Analyse bei der Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus-Spektrum-Störungen oder anderen Entwicklungsstörungen optimieren. Dies wird erreicht, indem zunächst geeignete Augeverfolgungsausrüstung ausgewählt und eine geeignete Testumgebung geschaffen wird, die die mit der Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus verbundenen Schwierigkeiten verringert. Als zweiter Schritt ist die korrekte Positionierung des Kindes für eine optimale Blickverfolgung unter gleichzeitiger Sicherstellung des Interesses und der Kooperationsbereitschaft des Kindes entscheidend, um Daten von hoher Qualität zu erhalten.Anschließend werden Eye-Tracking-Daten analysiert, um Metriken der Fixationsmuster zu charakterisieren oder okulomotorische Eigenschaften zu untersuchen. Die Ergebnisse können zeigen, ob sich Kinder mit und ohne Autismus-Spektrum-Störungen in ihren Mustern der visuellen Aufmerksamkeit unterscheiden. Eine solche Bestimmung basiert typischerweise auf der Analyse von Fixationen in interessierenden Bereichen oder der Untersuchung der Sakkadendynamik.Im Allgemeinen haben Personen, die neu in dieser Methode sind, häufig Schwierigkeiten, da die Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus besondere Herausforderungen mit sich bringt, die bei der Blickverfolgung bei typisch entwickelten älteren Kindern oder Erwachsenen nicht auftreten. Bei der Untersuchung kleiner Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen ist es am besten, ein Blickverfolgungssystem auszuwählen, das Kopfbewegungen berücksichtigt, den Kopf jedoch nicht einschränkt oder nur minimale Kopfbewegungen erfordert. Systeme mit einer Abtastrate von mindestens 50 Hertz sind ausreichend, um Scanningmuster zu untersuchen.Es wird jedoch eine höhere Abtastrate von mindestens 250 Hertz empfohlen, um subtile okulomotorische Verhaltensweisen zu untersuchen. Eine sparsame Raumausstattung wird empfohlen, um Ablenkungen zu minimieren. Ebenso trägt eine schwach beleuchtete Umgebung zur besseren Wahrnehmbarkeit der Darstellung bei, allerdings sollte die Untersuchung nicht in einem vollständig abgedunkelten Raum durchgeführt werden.Da kleine Kinder mit einer Wahrnehmungshyperempfindlichkeit (SD) möglicherweise visuelle und/oder auditive Überempfindlichkeiten erleben, können vollständig abgedunkelte Umgebungen zudem eine Pupillenerweiterung hervorrufen, wodurch die Pupille schwerer zu verfolgen ist; dies dient dazu, Ablenkungen weiter zu minimieren. Stellen Sie sicher, dass der Versuchsleiter während des Experiments nicht sichtbar ist, indem Sie eine Trennwand zwischen der Eye-Tracking-Station und dem Computer des Versuchsleiters platzieren oder den Versuchsleiter einfach außerhalb des Sichtfelds des Teilnehmers positionieren. Wenn möglich, ist es am besten, dem teilnehmenden Kind vor der Untersuchung Gelegenheit zu geben, sich mit dem Untersuchungsraum und dem Versuchsleiter vertraut zu machen, um die Beklommenheit gegenüber der neuen Umgebung zu verringern.Zumindest sollte ein ängstliches Kind während der gesamten Testphase von einem Elternteil oder einer vertrauten erwachsenen Bezugsperson begleitet werden. Platzieren Sie nun das Kind zur Erfassung der Augenverfolgungsdaten; während einige Kinder gut allein auf einem Autositz sitzen, verbleiben viele andere nur kooperativ, wenn sie auf dem Schoß der Betreuungsperson sitzen, die auf einem Bürostuhl sitzen sollte, der leicht in der Höhe verstellbar ist. Spielen Sie ein Video oder einen Zeichentrickfilm auf dem Bildschirmmonito ab, um dem Kind ein Gefühl der Entspannung zu vermitteln und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Aufmerksamkeit auf das Display gerichtet bleibt.Nutzen Sie die Zeit, in der das Kind auf den Bildschirm achtet, um sowohl die Sitzhöhe entsprechend der Körpergröße des Kindes als auch den Abstand zum Display so einzustellen, dass sich das Kind im optimalen Blickverfolgungsbereich befindet. Zu diesem Zeitpunkt sollten die Blickrichtung und der Sehwinkel bei allen Teilnehmern standardisiert sein. Weisen Sie die Betreuungspersonen an, ihre Augen zu schließen und während der Untersuchung nicht mit dem Kind zu kommunizieren, um Beeinflussungen der Ergebnisse zu vermeiden.Bei Software, die die Augen des Probanden innerhalb eines akzeptablen Bereichs der Kopfbewegung anzeigt, sollte sichergestellt werden, dass die Augen in der Mitte dieses Fensters erscheinen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Eye-Tracker ein Bild des Auges beibehält, selbst wenn das Kind während der Untersuchung zusammensackt, sich aufrichtet oder schwankt. Sobald die korrekte Positionierung erreicht ist, beginnen Sie den Kalibrierungsprozess.Kinder mit einer Wahrnehmungsstörung (SD) sind möglicherweise nicht willens oder nicht in der Lage, mündlichen Anweisungen zu folgen. Verwenden Sie daher dynamische Reize in Kombination mit Tönen, um die Aufmerksamkeit des Kindes auf jeden Kalibrierungspunkt zu lenken. In der Regel ist eine Fünf-Punkt-Sequenz kurz genug, um die Aufmerksamkeit des Kindes zu halten, und liefert gleichzeitig eine genaue Kalibrierung. Obwohl manchmal eine Zwei-Punkt-Kalibrierung bei Säuglingen angewendet wird, um die visuelle Aufmerksamkeit des Kindes während des Tests zu maximieren, sollten überzeugende Reize in einer prägnanten Aufgabe mit minimalem Aufgabenaufwand verwendet werden, beispielsweise eine passive Betrachtungsaufgabe, die eine Inter-Stimulus-Phase einschließt. Eine Animation mit begleitendem Soundeffekt kann helfen, die Aufmerksamkeit auf die Darstellung zu lenken, wenn die Aufmerksamkeit von Kindern nachlässt. Zudem kann die Positionierung dieser Inter-Stimulus-Animation an einer vordefinierten Stelle sicherstellen, dass alle visuellen Abtastmuster für alle Teilnehmer bei der hier gezeigten Aufgabe am selben Punkt beginnen. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass der Blick vor Beginn des Durchlaufs nicht bereits auf die Person oder das Objekt gelenkt ist. Verwenden Sie bei langen Aufgaben die Inter-Stimulus-Animationspause als Anker, um festzustellen, ob eine Kalibrierungsdrift auftritt. In der Regel sollte eine Neukalibrierung durchgeführt werden, wenn die Drift, wie hier gezeigt, drei Grad des Sehwinkels überschreitet und mehrere Aufgaben durchgeführt werden. Es wird empfohlen, zwischen jeder Aufgabe eine Neukalibrierung durchzuführen, um eine Drift im Verlauf der Tests zu vermeiden.Die meisten Eye-Tracking-Systeme liefern Rohdatendateien, die einen Zeitstempel, X- und Y-Koordinaten des Blickpunkts, den Abstand zur OR-Reizvorlage sowie einen Index enthalten, der ein Ereignis oder eine Änderung in der Reizpräsentation kennzeichnet, um fehlende Blickdaten zu kontrollieren. Die Analyse sollte als Anteil der Blickzeit auf dem Bildschirm und nicht in absoluten Werten erfolgen. Zur Analyse von Fixationsmustern wie hier dargestellt sind zeitliche und räumliche Komponenten erforderlich. Eine Fixation wird häufig definiert als der Punkt des Blicks, der mindestens 100 Millisekunden lang innerhalb eines Durchmessers von einem Grad Sehwinkel verbleibt.Zu den gängigen abhängigen Variablen in der Fixationsanalyse gehören die Anzahl der Fixationen, die durchschnittliche Dauer einer Fixation, die Gesamtfixationszeit sowie die räumliche Anordnung oder Abfolge einzelner Fixationen. Fixationsanalysen werden häufig innerhalb vordefinierter Interessenbereiche oder AOIs durchgeführt. Kinder mit und ohne Störung der Sprachentwicklung (SD) können sich hinsichtlich ihrer Fixationszeit auf bestimmte AOIs – beispielsweise die Augen in einem Gesicht –, ihrer Latenz bis zur ersten Fixation von AOIs oder hinsichtlich der Muster ihrer Blickwechsel zwischen AOIs unterscheiden. Die Charakterisierung der Geschwindigkeit von Augenbewegungen ermöglicht die Untersuchung weiterer Eigenschaften der okulomotorischen Dynamik, einschließlich der Verteilung oder des Musters der SEC-Geschwindigkeiten, der Verteilung oder des Musters der SEC-Amplitude, der Verteilung oder des Musters der SEC-Dauer sowie der Latenz der SEC und der Genauigkeit des SEC-Endes.Hier ist ein repräsentativer Fixationsplan dargestellt. Die Kreise zeigen einzelne Fixationen eines einzelnen Kindes mit einer WS an, während es ein statisches Bild betrachtet. Fixationen aus dieser und ähnlichen Aufgaben werden über alle Teilnehmer hinweg analysiert, um festzustellen, ob sich Kinder mit und ohne WS in ihrer visuellen Aufmerksamkeit gegenüber verschiedenen AOIs unterscheiden. Diese Abbildung zeigt, dass Kinder mit einer WS innerhalb eines visuellen Erkundungsparadigmas weniger soziale Bilder fixieren als Kinder mit typischer Entwicklung oder TD-Kinder.Wenn Objekte mit hohem Autismusinteresse (HAI) gleichzeitig präsentiert werden. Wenn jedoch Objekte mit geringem Autismusinteresse (LAI) zusammen mit sozialen Reizen dargeboten werden, unterscheidet sich die Erkundung sozialer Bilder zwischen den Gruppen nicht signifikant, was darauf hindeutet, dass die Aufmerksamkeit für soziale Reize in einer ST aufgrund der relativen Auffälligkeit konkurrierender Reize moduliert wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Kleinkinder mit Autismus effektiver mittels Eye-Tracking untersucht, indem man geeignete Ausrüstung auswählt und ein geeignetes Testumfeld schafft, das Kind korrekt positioniert und seine Aufmerksamkeit aufrechterhält, um qualitativ hochwertige Eye-Tracking-Daten zu erhalten; und indem Sie metrische Kenngrößen analysieren, die für Ihre Forschungsfrage relevant sind, sind Sie gut gerüstet, Eye-Tracking-Studien mit kleinen Kindern im Autismus-Spektrum durchzuführen.

Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Eine zuverlässige home-based Weg, um das Sprachverständnis von sehr jungen normal entwickelte Kinder, sowie Menschen mit Autismus, beschrieben zu beurteilen. Das Verfahren analysiert Kinderzimmer Blickbewegung beim Betrachten side-by-side Bilder, sondern hört eine Audio, die nur ein Bild übereinstimmt. Stimuli mit jungen Teilnehmer konzipiert.

Tragbare Intermodal Preferential Looking (IPL): Untersuchung Sprachverstehen bei normal entwickelten Babys und Kleinkinder mit Autismus

Es wird eine Methode beschrieben, um die Qualität der visuellen Informationsverarbeitung basierend auf reflexiven Augenbewegungen als Reaktion auf bestimmte visuelle Modalitäten zu quantifizieren. Reaktionszeiten und Fixationsausgabeparameter werden verwendet, um die Sehleistung bei Kindern mit und ohne Sehbehinderung ab einem Alter von 6 Monaten zu charakterisieren.

Eine Methode zur Quantifizierung von Visual Information Processing bei Kindern Eye-Tracking

Wir präsentieren Ihnen ein Protokoll, um die Verwendung von morphologischen Hinweise während der Echtzeit-Satz Verständnis von Kindern mit Autismus untersuchen.

Mit Hilfe der visuellen Welt Paradigma Satz Verständnis in Mandarin-sprachigen Kindern mit Autismus zu studieren

Kleinkinder nicht passiv beobachten die Welt, aber eher aktiv erforschen und mit ihrer Umwelt zu engagieren. Dieses Protokoll bietet Leitlinien und praktische Empfehlungen für die Verwendung von Head mounted Eye Tracker Säuglinge aufzeichnen und Kleinkinder dynamische visuelle Umgebungen und visuelle Aufmerksamkeit im Rahmen des natürlichen Verhaltens.

Blick in Aktion: Head-mounted Eyetracking Kinder-dynamische visuelle Aufmerksamkeit während der naturalistischen Verhalten

Dies ist eine qualitative vergleichende Fallstudie-Analyse von Eye-Tracking-Daten auf die ersten Momente des sozialen Videoszenen von drei Teilnehmern aus gesehen: eins mit Autismus-Spektrum-Störung, eine mit Appetenzstörung Aufmerksamkeits-Defizit-hyperaktiv-Syndrom und eine neurotypische Kontrolle.

Vergleich von Eyetracking-Daten von Kindern mit High-functioning Ass, Comorbid ADHD und eines Steuerelements sozialen Videos ansehen

Eye-Tracking-Studien mit einem bevorzugt aussehenden Paradigma können verwendet werden, um das aufkommende Verständnis und die Aufmerksamkeit von Säuglingen über ihre äußere visuelle Welt zu untersuchen.

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