Name: Un método para cuantificar procesamiento de la información visual en niños El uso de Eye Tracking (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 47 s
Description: Aprende a cuantificar el procesamiento visual en niños mediante eye tracking y movimientos oculares reflejos. Este método permite evaluaciones clínicas objetivas desde los seis meses de edad.

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Los autores agradecen a las guarderías (Wasko, Alblasserwaard) por su apoyo en el reclutamiento del grupo de control, y a Mark Vonk por su ayuda en la recopilación de datos en el grupo de control. Los autores también agradecen a los niños del grupo de control y a los niños que son clientes de Royal Dutch Visio por su participación en el estudio. Los autores agradecen a los niños y a sus padres por participar en el video.
El desarrollo del método fue apoyado por una subvención de la Fundación Novum: una organización sin fines de lucro que brinda apoyo financiero a proyectos (de investigación) que mejoran la calidad de vida de las personas con discapacidad visual (www.stichtingnovum.org). El apoyo financiero para el presente estudio fue proporcionado por 'ZonMw Inzicht' (Organización Holandesa para la Investigación y el Desarrollo de la Salud-Insight Society), número de subvención: 60-00635-98-10.

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<li>Jäkel, F., Wichmann, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+four-alternative+forced-choice+method+is+the+preferred+psychophysical+method+for+naive+observers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vision%22%5BJournal%5D)">Spatial four-alternative forced-choice method is the preferred psychophysical method for naive observers.</a> J. Vision. 6 (11), 1307-1322 (2006).</li>
<li>Pel, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orienting+responses+to+various+visual+stimuli+in+children+with+visual+processing+impairments+or+infantile+nystagmus+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Orienting responses to various visual stimuli in children with visual processing impairments or infantile nystagmus syndrome.</a> J. Child Neurol. 29 (12), 1632-1637 (2013).</li>
<li>Kooiker, M. J., van der Steen, J., Pel, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+visual+orienting+response+measures+in+children+with+and+without+visual+impairments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Meth%22%5BJournal%5D)">Reliability of visual orienting response measures in children with and without visual impairments.</a> J. Neurosci. Meth. 233, 54-62 (2014).</li>
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<li>Oliveira, L. F., Simpson, D. M., Nadal, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calculation+of+area+of+stabilometric+signals+using+principal+component+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Meas%22%5BJournal%5D)">Calculation of area of stabilometric signals using principal component analysis.</a> Physiol. Meas. 17 (4), 305-312 (1996).</li>
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<li>Kooiker, M. J., Pel, J. J., van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+visual+orienting+responses+and+clinical+characteristics+in+children+attending+special+education+for+the+visually+impaired%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">The relationship between visual orienting responses and clinical characteristics in children attending special education for the visually impaired.</a> J. Child Neurol. 30 (6), 690-697 (2014).</li>
<li>Ricci, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+assessment+of+visual+function+in+full+term+newborns%5BTitle%5D)+AND+%22Early+Hum.+Dev%22%5BJournal%5D)">Early assessment of visual function in full term newborns.</a> Early Hum. Dev. 84 (2), 107-113 (2008).</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen ningún interés financiero contrapuesto.

La medida presentada configuración combinada con el análisis cuantitativo del movimiento del ojo proporciona una caracterización clara de las funciones de procesamiento visual en diversos grupos de niños con discapacidad visual y motor ocular común. La característica clave de este paradigma es que el rendimiento se basa en las respuestas de movimiento del ojo a los estímulos visuales que se activan de manera reflexiva. No hay instrucciones verbales específicos se dan y que no hay necesidad para que los niños responden verbalmente. El RTF parámetros, GFA y FD mostró diferencias significativas entre los grupos de niños típicamente en desarrollo -y con discapacidad visual, a pesar de la limitada extensión de los valores de los parámetros que hay en cada grupo (Figuras 4 - 6). Por lo tanto, dependiendo del parámetro evaluado, algunos niños con desarrollo normal pueden mostrar un rendimiento irregular, mientras que algunos niños con discapacidad visual muestran un rendimiento &quot;normal&quot;. En última instancia, múltiples medidas de resultado en respuesta a la visualización de múltiplesmodalidades deben ser considerados en un nivel individual. Un resumen de todas las medidas de resultado proporciona una caracterización única de capacidades de procesamiento de información visual, que pueden convertirse en un perfil visual en niños de 6 meses de edad. Varios estudios han demostrado el valor de seguimiento de los ojos a distancia en las poblaciones vulnerables de niños, para inferir atencional o capacidades psicológicas 9,12,18. Considerando que la mayoría de los estudios se basan en observaciones de comportamiento y el uso de instrucciones, una característica distintiva del paradigma actual es el enfoque no verbal, cuantitativo. Los pasos críticos en el protocolo incluyen por tanto los estímulos que se basan en mirada preferencial, la medición de telefonía móvil puesta a punto, y el software de calibración y análisis personalizado. La extensión de los resultados presentados a base de observación con los métodos de análisis elaborados proporciona resultados estandarizados y detallados sobre las funciones de procesamiento visual. Esto está en línea con el trabajo sobre la evaluación deagudeza visual infantil con un rastreador ocular 14, y el trabajo de control de la mirada en diversos trastornos 7. El método es flexible y permite la evaluación móvil que es indispensable la realización de tests clínicos en niños pequeños o niños con discapacidades múltiples. Por lo tanto, es adecuado para medir oculomotor y las capacidades de procesamiento de gráficos en prácticamente todos los niños que son capaces de ver un monitor. La importancia de este método con respecto a los métodos de diagnóstico visuales existentes (es decir, validez) se ha estudiado como un primer paso hacia la aplicación clínica. El paradigma actual se combinó con la evaluación visual utilizado actualmente la función (VFA) en niños. Las observaciones de funciones oculomotores y visuales que se basan en grabaciones de movimiento de los ojos eran comparables con las observaciones de comportamiento estándar de estas funciones. Por otra parte, los parámetros de seguimiento de los ojos, por ejemplo, la duración de la fijación y dirección sacádicos, siempre advalor condicional en la caracterización de motor ocular común y el rendimiento visual en niños durante el VFA (Kooiker MJG et. al., 2015, presentado). La principal ganancia del método presentado radica en la posibilidad de evaluar más funciones visuales que se hace actualmente en las evaluaciones de la función visual a una edad temprana, y para evaluar de una manera cuantitativa 26. Una limitación con respecto a los métodos existentes es que, sin adaptaciones, todavía no es posible evaluar a fondo la agudeza visual o campo visual con la presente batería de pruebas 14. Aunque nos limitamos a la presentación de los resultados de los estímulos de dibujos animados, en futuras aplicaciones diferentes modalidades visuales se pueden probar usando otros estímulos (por ejemplo, formas distintas, movimiento, color y contraste de información) 22,20,25. De esa manera, las áreas de procesamiento visual específicas más allá de las vías visuales primarias son específicas, tales como las áreas de asociación visual en la corteza temporal o parietal.Una limitación de este método es que las presentes estímulos visuales simplemente activan la detección de la información visual, e invocan la etapa inicial del procesamiento visual. Estos estímulos no se dirigen a funciones de orden superior que se vuelven relevantes después de la detección de estímulos y que normalmente se mide con pruebas de percepción visual. Aunque su ejecución sin el uso de la comunicación es un reto, un paradigma basado en el seguimiento de los ojos es un formato futuro prometedor para la detección de la información relacionada con la percepción, por ejemplo, búsqueda visual, -memoria atención o selectivo. En suma, las respuestas detalladas del movimiento del ojo a diferentes tipos de estimulación visual proporcionan una completa caracterización de las funciones de procesamiento de la información visual, temprano en el desarrollo. En consecuencia, para cada niño se puede crear un perfil visual individuo en términos de funciones intactas y con discapacidad. un perfil de este tipo puede proporcionar información detallada acerca de las fortalezas y debilidades de motor ocular y visualfunción. Se puede utilizar como punto de partida para la ayuda en la vida diaria, y para el profesor y la educación de los cuidadores. La información cuantitativa que se ha dispuesto con este método puede ser ventajoso para el desarrollo siguiente visual con el tiempo, y para el seguimiento de las intervenciones visuales y programas de rehabilitación.

La prevalencia de los problemas visuales relacionados con daño cerebral en los niños ha aumentado. Debido a problemas visuales pueden tener un gran impacto en el desarrollo de un niño, la detección temprana en los niños pequeños y niños en situación de riesgo es muy importante. En la actualidad, las pruebas de función visual para evaluar las funciones sensoriales visuales, tales como la agudeza visual y la sensibilidad al contraste (por ejemplo, pruebas de optotipos) son aplicables en niños de 1-2 años de edad de 1 año. En los niños más pequeños estas pruebas se basan en observaciones estructuradas de comportamiento de los pequeños televidentes a la información visual. La interpretación de este tipo de comportamiento, es decir, mirando los movimientos de los ojos de un niño, puede verse obstaculizada por oculomotor o disfunciones atencionales del niño, o incluso por la percepción del comportamiento del observador. Funciones visuales mediadas cerebralmente como la memoria visuoespacial y el reconocimiento de objetos son evaluados con pruebas de percepción visual (por ejemplo, DTVP 2). Estas pruebas requieren complementos verbalestrucciones y la comunicación y se pueden utilizar de 4-5 años de edad. En vista del desarrollo postnatal del sistema visual y para aprovechar el alto nivel de plasticidad temprano en la vida, es conveniente establecer la presencia y extensión de las deficiencias en el procesamiento de la información visual tan pronto como sea posible. De esta manera, los niños con (cerebrales) impedimentos visuales pueden beneficiarse al máximo de la intervención temprana, estimulación visual, o estrategias de apoyo. En consecuencia, hay una necesidad de un método de evaluación de procesamiento de la información visual que se puede utilizar sin la comunicación verbal en los niños y que se basa en resultados cuantitativos. Los movimientos oculares son un buen modelo para estudiar el comportamiento de orientación guiada visualmente a los estímulos 3,4, y las funciones perceptivas y cognitivas relacionadas 5. Los movimientos oculares indican el foco de atención visual en las escenas, y se sabe que son consecuencia sea de abajo hacia arriba (reflexiva, impulsada por la prominencia) o desde arriba hacia abajo (intentional, cognitiva) procesa 6. Los movimientos oculares se utilizan para dirigir la fóvea, es decir, la nitidez de la visión, a los nuevos objetos. El contenido visual de un objeto de interés se procesa a través de vías que se extienden desde la retina a través del núcleo geniculado lateral a la corteza visual primaria (V1), y que se distribuyen a través de las áreas de procesamiento cerebrales (por ejemplo, que participan en la atención, orientación espacial, el reconocimiento, la memoria y las emociones). Los movimientos oculares son tanto un requisito previo para, y una secuela de procesamiento de la información visual. Los avances en la medición de los movimientos oculares con seguidores de ojos infrarrojos dan la posibilidad de obtener parámetros cuantitativos del motor ocular común y la función visual. rastreadores oculares automatizados son hoy en día omnipresente en la investigación médica y psicológica que involucran a poblaciones sanas y clínicos. Su objetivo es no sólo para estudiar la función oculomotora y la asignación de atención 7, sino también para responder a las preguntas abomecanismos psicológicos y de comportamiento ut 8,9. Con el auge de los sistemas de seguimiento ocular accesibles y comerciales, que son cada vez más utilizada para probar las poblaciones vulnerables de los lactantes y niños de 10-12, sin condiciones restrictivas, instrucciones complejas, o la cooperación activa 12,13. Debido a la estrecha acoplamiento del oculomotor y el sistema visual en un ocular y el nivel cerebral, métodos basados ​​en el seguimiento de los ojos son preeminentemente adecuado para evaluar las capacidades visuales. Hasta ahora, además de la medición de la agudeza visual 14, el uso de la técnica en la evaluación de la función visual en niños ha recibido relativamente poca atención. Nuestro grupo ha combinado las mediciones del movimiento del ojo con un paradigma de la mirada preferente 13. Mirada preferencial es la preferencia para fijar superficies modeladas sobre los homogéneos 15. Este principio se aplica mediante el uso de estímulos visuales con un área de destino en uno de los cuatro cuadrantes, que DIFFer del fondo en función de una característica visual específica, por ejemplo, forma coherente, movimiento coherente, contraste y color. Se sabe que estas características visuales para ser procesado por vías visuales periféricos y centrales separados. Por ejemplo, la información sobre forma es procesada por vías ventrales, de V1 a la corteza temporal. Información sobre el movimiento es procesado por vías dorsales, de V1 a posterior corteza parietal 16. Por lo tanto, estímulos específicos se utilizan para activar el procesamiento de la información visual en áreas distintas del sistema visual. Si un niño es capaz de ver la información visual específico que se presenta, que la información será atraer la atención visual en forma de movimientos oculares. Estas respuestas movimiento de los ojos reflexivos a los estímulos visuales son registradas con un rastreador ocular a distancia por infrarrojos. De esta manera, las medidas del movimiento del ojo proporciona una evaluación libre de la comunicación de la calidad de los diversos aspectos del procesamiento de la información visual 13. Los movimientos oculares proporcionar no sólo los datos de observación del comportamiento de visión de un niño 11, pero también se pueden usar para medidas de resultado más objetivo. En combinación con un paradigma de prueba cuidadosamente diseñada, los movimientos oculares pueden dar información precisa y objetiva sobre el procesamiento de la información visual. Esta información se obtiene mediante el cálculo de parámetros cuantitativos basados ​​en las propiedades temporales y espaciales de las respuestas de movimiento de los ojos. Ejemplos de tales parámetros son el tiempo de reacción 13, tiempo de fijación 17, métricas sacadas 7 o la asignación de atención acumulado 18. La disponibilidad de estos parámetros es nuevo en el campo de la evaluación visual en niños en fase de desarrollo temprana. El objetivo de este trabajo es presentar un método basado en el seguimiento de los ojos para medir el procesamiento de la información visual en los niños desde la edad de 6 meses. La configuración de la medición y el procedimiento (es decir, el paradigma verbal, después de la calibración, y mobility) se aplican específicamente a la utilización de este método en los niños en situación de riesgo. Un aspecto crucial es el análisis de parámetros cuantitativos visuales de respuesta, tiempo de reacción, es decir, la duración de la fijación, y la precisión de la fijación. Estos parámetros se utilizan para proporcionar superficies de referencia de las respuestas guiadas visual en niños de desarrollo típico, para caracterizar procesamiento de la información visual en los grupos de riesgo de niños con impedimentos visuales.

<table><tbody><tr><td>Tobii T60 XL</td><td>Tecnología Tobii: http://www.tobii.com&nbsp;</td><td>http://www.tobii.com/en/eye-tracking-research/global/products/hardware/tobii-t60xl-eye-tracker/</td> <td>Rastreador ocular infrarrojo remoto&nbsp;</td></tr><tr><td>Tobii Studio</td><td>Tecnología Tobii: http://www.tobii.com&nbsp;</td><td>http://www.tobii.com/en/eye-tracking-research/global/products/software/tobii-studio-analysis-software/</td> <td>software de seguimiento ocular</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks Inc</td><td>http://nl.mathworks.com/products/matlab/</td> <td>software de análisis de datos</td></tr></tbody></table>

un método para cuantificar procesamiento de la información visual en niños el uso de eye tracking

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

Los problemas visuales que ocurren temprano en la vida pueden tener un gran impacto en el desarrollo de un niño. Sin comunicación verbal y solo basada en métodos de observación, es difícil hacer una evaluación cuantitativa de los problemas visuales de un niño. Esto limita los diagnósticos precisos en niños menores de 4 años y en niños con discapacidades intelectuales. Aquí describimos un método cuantitativo que supera estos problemas. El método utiliza un rastreador ocular remoto y un paradigma de mirada preferencial de cuatro opciones para medir las respuestas de movimiento ocular a diferentes estímulos visuales. El niño se sienta sin apoyo para la cabeza frente a un monitor con cámaras infrarrojas integradas. En uno de los cuatro cuadrantes de monitores se presenta un estímulo visual. Cada estímulo tiene una modalidad visual específica con respecto al fondo, por ejemplo, forma, movimiento, contraste o color. A partir de las respuestas reflexivas del movimiento ocular a estas modalidades visuales específicas, se calculan parámetros de salida como los tiempos de reacción, la precisión de la fijación y la duración de la fijación para cuantificar el comportamiento visual de un niño. Con este enfoque, se puede evaluar la calidad del procesamiento de la información visual sin el uso de la comunicación. Al comparar los resultados con los valores de referencia obtenidos en niños con desarrollo típico de 0 a 12 años, el método proporciona una caracterización del procesamiento de la información visual en niños con discapacidad visual. La información cuantitativa proporcionada por este método puede ser ventajosa para el campo de la evaluación visual clínica y la rehabilitación de múltiples maneras. Los valores de los parámetros proporcionan una buena base para: (i) caracterizar las capacidades visuales tempranas y, en consecuencia, permitir intervenciones tempranas; (ii) comparar grupos de riesgo y seguir el desarrollo visual a lo largo del tiempo; y (iii) construir un perfil visual individual para cada niño.

El método presentado se ha aplicado en dos poblaciones de niños: un grupo control de 337 niños sin impedimentos visuales (edad media (SD) = 4,8 (3,3) años), y un grupo de 119 niños con impedimentos visuales (edad media (SD) = 8.10 (2.96) años) que fueron reclutados en un centro de rehabilitación visual (Royal Dutch Visio, los Países Bajos). De estos niños, 74 tenían deficiencia visual ocular y 45 tenían impedimentos visuales cerebrales. Los resultados de todos los niños de control se visualizan en las figuras 4 - 6, por separado para el tiempo de reacción, la duración de la fijación, y la zona de fijación de la mirada. Límites de referencia (indicados por líneas negras) se construyeron mediante el ajuste de una función logarítmica de los datos de control basadas en la edad. Estas cifras sirven como base para la caracterización de las funciones de procesamiento visual en niños con discapacidad visual, en términos de función deteriorada o intactos. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; El tiempo de reacción de la fijación de parámetros (RTF) diferencia entre los niños con- y sin discapacidad visual, y entre los distintos tipos de discapacidad visual. RTF es una medida para el tiempo que se necesita para procesar la información visual y ejecutar un movimiento de los ojos (para los cálculos se refieren a un estudio previo 13). Cuanto menor sea el valor RTF, más rápida será la respuesta del movimiento de los ojos. La buena repetibilidad de RTF se ha demostrado en un grupo de niños con desarrollo normal de 0-12 años 13,21,22, y en niños con diversos tipos de discapacidad visual 21. La figura 4 muestra RTF promedio al estímulo de la historieta dinámico sobre la edad, por control de los niños, los niños con discapacidad visual cerebral (IVC) y niños con discapacidad visual ocular (OVI). RTF valores son significativamente más altos en los niños con- comparación con los niños sin impedimentos visuales (diferencia media = 85 ms; t = -13.91, p &lt;0,001, d de Cohen = 1.32) y en children con CVI en comparación con OVI (diferencia media = 99 ms; t = -6,90, p &lt;0,001, d de Cohen = 1,25). Estos resultados confirman los hallazgos publicados anteriormente en formato RTF en los subgrupos de la presente conjunto de datos 20,24,25. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54031/54031fig4.jpg" /> Figura 4. RTF media en niños con- y sin discapacidad visual. Los valores promedio RTF en ms (eje y) por niño, más de edad (eje x). Los valores se muestran por separado para los niños del grupo control (círculos abiertos), los niños con OVI (círculos negros), y los niños con CVI (cruces). La línea de color negro representa el límite superior de referencia de RTF en el grupo control. RTF valores por encima de esta línea son considerados como desviados, es decir, tiempos de reacción más largos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54031/54031fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <p class="jove_content"fo: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; duración de la fijación es la cantidad total de tiempo que mirada estaba fijada dentro del área objetivo. FD es una medida de la atención visual sostenida, y es dependiente de tiempo de presentación de estímulo, que es 4 seg en el presente ejemplo. La duración de parámetros de fijación (FD) también diferencia entre los niños con y sin diferentes tipos de discapacidad visual. La figura 5 muestra la media FD sobre la edad, de forma separada para los niños de control, los niños con CVI, y los niños con OVI. FD es significativamente menor en los niños que en con- niños sin discapacidad visual (diferencia media = 850 ms; t = 11,72, p &lt;0,001, d de Cohen = -1.12), y significativamente más corta en niños con CVI que en los niños con OVI (media diferencia = 325 ms; t = 2,44, p &lt;0,05, d de Cohen = -0.50). Esto confirma los resultados anteriores en los niños con-, en comparación con los niños sin impedimentos visuales (Kooiker MJG et al., Presentado). Figura 5. Media de FD en los niños con- y sin discapacidad visual. Los valores promedio alimenticios y bebidas en ms (eje y) por niño, más de edad (eje x). Los valores se muestran por separado para los niños del grupo control (círculos abiertos), los niños con OVI (círculos negros), y los niños con CVI (cruces). La línea de color negro representa el límite inferior de referencia de FD en el grupo control. FD valores por debajo de esta línea son considerados como desviados, es decir, la fijación de duración corta. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54031/54031fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> La zona de la fijación de parámetros mirada (GFA) es sensible para detectar alteraciones en el control motor ocular común, en particular, nistagmo. GFA representa el tamaño de la zona de la fijación en grados, y es una medida dela precisión de fijación (para los cálculos ver estudios previos 13,23). Una pequeña área de la fijación indica una alta precisión de la fijación. GFA depende del tamaño del estímulo y la zona de objetivo correspondiente (es decir, un radio de 6º en el presente ejemplo). La buena repetibilidad de GFA se ha demostrado en un grupo de niños con desarrollo normal de 0-12 años 13, 21 y en niños con diversos tipos de discapacidad visual 21. La figura 6 muestra significa GFA en respuesta al estímulo de dibujos animados sobre la edad, por separado para control de los niños, los niños con el nistagmo deterioro motor ocular común, y los niños con discapacidad visual, pero sin nistagmo. GFA valores son significativamente más grandes, es decir, menor precisión de la fijación, en los niños con- comparación con los niños sin discapacidad visual (diferencia media = 1.34º; t = -25.09, p &lt;0,001, d de Cohen = 2,37). Además, los niños con nistagmo tienen una menor precisión de la fijación de los niños wi<html> Thout nistagmo, pero con otro tipo de discapacidad visual (diferencia media = 0.71º; t = 5,03, p &lt;0,001; d de Cohen = 1,04). Esto es coherente con los resultados previamente publicados sobre GFA en subgrupos de la presente 20,24,25 conjunto de datos. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54031/54031fig6.jpg" /> Figura 6. Promedio GFA en niños con y sin discapacidad visual. Los valores promedio de GFA en grados (eje y) por niño, más de edad (eje x). Los valores se muestran por separado para los niños del grupo control (círculos abiertos), los niños con discapacidad visual y nistagmo (asterisco), y los niños con discapacidad visual y sin nistagmo (diamante negro). La línea de color negro representa el límite superior de referencia de GFA en el grupo control. GFA valores por encima de esta línea son considerados como desviados precisión de la fijación, es decir, baja.t = &quot;_ blank&quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Se describe un método para cuantificar la calidad del procesamiento de la información visual basado en movimientos oculares reflexivos en respuesta a modalidades visuales específicas. Los tiempos de reacción y los parámetros de salida de fijación se utilizan para caracterizar el rendimiento visual en niños con y sin discapacidad visual a partir de los 6 meses de edad.

Un método para cuantificar procesamiento de la información visual en niños El uso de Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

El objetivo general de este Método de Observación Preferencial Basado en el Rastreo Ocular consiste en cuantificar la calidad del Procesamiento de la Información Visual en Niños, basándose en Respuestas Orientadoras Visuales Reflejas. Este método tendrá un valor significativo en el campo de las Evaluaciones Visuales Clínicas y la Rehabilitación en Niños a partir de los seis meses de edad. Asimismo, el método se basa en mediciones objetivas y en el análisis de las respuestas de movimiento ocular.Estas respuestas proporcionan información cuantitativa sobre el rendimiento visual y se pueden obtener sin comunicación verbal. Los parámetros cuantitativos del procesamiento visual, como los tiempos de reacción y la calidad de la fijación, tienen un valor adicional para caracterizar el rendimiento visual, especialmente en niños pequeños y en niños con discapacidades intelectuales. Las implicaciones de este asunto se extienden desde la caracterización del procesamiento visual y las funciones oculomotoras en niños sanos hasta la identificación del rendimiento visual anormal en niños con discapacidades visuales.Comience seleccionando un conjunto de estímulos visuales, como imágenes o películas, para enfocar el procesamiento de funciones motoras oculares básicas y funciones de procesamiento visual. Utilice estímulos visuales para evaluar funciones motoras oculares básicas, como fijaciones y sacadas, seguimiento suave y nistagmo optocinético. A continuación, utilice un conjunto de estímulos visuales basados en un paradigma de elección preferencial forzada de cuatro alternativas, de modo que cada una de las cuatro esquinas del estímulo represente una alternativa distinta o un área objetivo.Utilice estos estímulos visuales para evaluar funciones del procesamiento visual, como el procesamiento simultáneo, forma, contraste, color o movimiento. A continuación, diseñe una secuencia de prueba en el software del Eye-tracker seleccionando el tipo de estímulo que se agregará, ya sea una imagen o una película. Para hacerlo, seleccione el estímulo deseado desde la carpeta en la que se encuentra y haga clic en Agregar.Repita estos pasos hasta que todos los estímulos se hayan agregado a la línea de tiempo. Finalmente, coloque los diferentes tipos de estímulos visuales, en orden aleatorio, en la secuencia de prueba. Asegúrese de que la posición del área objetivo alterne de un ensayo a otro, con el fin de provocar movimientos oculares reflejos hacia el objetivo por parte del participante.Comience por elegir un sistema de seguimiento ocular adecuado para poblaciones pediátricas, por ejemplo, con luz infrarroja remota, y fije el monitor del rastreador ocular a una mesa sólida mediante un brazo LCD flexible. Elija un brazo que pueda moverse en tres dimensiones. Acompañe al niño a la sala de pruebas y colóquelo a aproximadamente 60 centímetros del monitor, para garantizar un seguimiento eficiente de la pupila de ambos ojos.A continuación, ajuste la posición del monitor para que sea perpendicular a los ojos del niño. Luego, confirme la calidad de la recepción de la pupila mediante la presencia de dos puntos blancos claramente visibles, que representan los ojos del niño en la pantalla. Inicie el procedimiento de calibración del software del Eye-tracker, que presenta puntos móviles en áreas predefinidas del monitor, para alinear las posiciones de la mirada.Verifique la calidad de esta calibración preestablecida para asegurar que se puedan realizar grabaciones. A continuación, active una ventana independiente llamada visor, que seleccione las respuestas del movimiento ocular del niño a los estímulos de prueba, superponiendo la señal de mirada en la grabación de video. Active una cámara web dirigida al niño para observar y registrar el comportamiento general del niño durante la prueba.Indique al niño que va a ver televisión. Luego, realice la prueba y observe el comportamiento físico del niño y sus respuestas de movimiento ocular. Después de ejecutar la prueba, reproduzca la grabación de la mirada fuera de línea y observe las respuestas de fijación visual ante los estímulos presentados, con el fin de obtener una caracterización cualitativa del comportamiento de orientación visual del niño.Finalmente, exporte y almacene los datos registrados y basados en el tiempo de cada sujeto sobre las características del movimiento ocular, como la distancia de visión y las posiciones de la mirada, y por separado la lista cronológica de los estímulos visuales presentados, como las posiciones de los estímulos. Aplique un procedimiento de post-calibración una vez finalizada la grabación, para evitar problemas derivados de una calibración previa deficiente causada por movimientos excesivos de la cabeza, falta de fijaciones adecuadas o una posición anormal de la mirada o de la cabeza. Para ello, abra el software de análisis y seleccione el estímulo para analizar los datos de mirada, escribiendo un número uno junto al estímulo de su elección.Pulse Ejecutar. En el menú emergente, seleccione la opción Postcalibrar los datos. A continuación, seleccione Datos de mirada para un sujeto, de la lista de archivos y pulse Abrir.En el siguiente menú emergente, seleccione qué ojos analizar: izquierdo, derecho o ambos, para generar un gráfico de dispersión con todas las posiciones registradas de la mirada y del objetivo durante el tiempo total de presentación del estímulo. A continuación, seleccione Sí o No, según si las posiciones de la mirada coinciden correctamente con las posiciones correspondientes del objetivo.Si la calibración no es correcta, elija No para realizar una recalibración. Traduzca los puntos de fijación visual al centro del monitor haciendo clic una vez en el Centro de los Puntos de Fijación Visual o en el Punto Central ubicado exactamente en la intersección de los ejes vertical y horizontal. Escale las posiciones de fijación visual a las posiciones objetivo correspondientes, haciendo clic una vez en el Centro de los Puntos de Fijación Visual en cada uno de los cuatro cuadrantes objetivo.Vuelva a comprobar si las posiciones de la mirada se superponen correctamente con las posiciones del objetivo correspondientes. Si la calibración es correcta, elija Sí para guardar los datos de mirada calibrados. De lo contrario, elija No y repita el procedimiento de post-calibración.Además, verifique que el sujeto haya visto la presentación del estímulo, comprobando que los datos de mirada cumplan con los siguientes criterios, así como con el gráfico de visualización. Si el estímulo puede clasificarse como visto, haga clic en Sí en el menú emergente. En caso contrario, haga clic en No. Simultáneamente, represente todos los puntos de fijación pertenecientes al estímulo presentado en el cuadrante objetivo correspondiente.Inspeccione visualmente si los puntos de fijación se encuentran en el cuadrante correcto. Finalmente, después de verificar manualmente las respuestas de movimiento ocular, utilice el software para calcular tres parámetros: Tiempo de Reacción a la Fijación, o RTF, Duración de la Fijación, o FD, y Área de Fijación de la Mirada, o GFA.RTF es una medida del tiempo necesario para procesar información visual y ejecutar un movimiento ocular. Aquí, los valores promedio de RTF durante el estímulo dinámico de dibujos animados son significativamente más altos en niños con discapacidades visuales, en comparación con niños sin discapacidades visuales. Además, los valores de RTF son significativamente más altos en niños con discapacidades visuales cerebrales, en comparación con niños con discapacidades visuales oculares.La duración de la fijación es el tiempo total durante el cual la mirada permanece fija dentro del área objetivo. La DF es significativamente más corta en niños con discapacidades visuales, en comparación con niños sin discapacidades visuales. Además, la DF es significativamente más corta en niños con discapacidades visuales cerebrales, en comparación con niños con discapacidades visuales oculares.Además, el Área de Fijación de la Mirada es una medida de la precisión de fijación, en la cual un área pequeña de fijación indica una alta precisión de fijación. Aquí, los valores de AFD son significativamente mayores en niños con discapacidad visual que en niños sin discapacidad visual. Asimismo, el AFD es significativamente mayor en niños con discapacidad visual y nistagmo, en comparación con niños con discapacidad visual pero sin nistagmo.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo utilizar métodos basados en el rastreo ocular en entornos clínicos y prácticos. Estos métodos pueden emplearse para cuantificar la calidad del procesamiento de la información visual en niños a partir de los seis meses de edad. Los pasos esenciales dentro del protocolo incluyen los estímulos basados en la preferencia de mirada, la capacidad de postcalibrar los datos del rastreo ocular y la disponibilidad de resultados cuantitativos.Los parámetros oficiales de procesamiento obtenidos con estos métodos pueden ser ventajosos para seguir los desarrollos visuales a lo largo del tiempo y para monitorear los efectos de los Programas de Intervención Visual. Estos métodos pueden proporcionar perfiles individuales del rendimiento visual. Dichos perfiles podrían utilizarse como apoyo funcional en la vida diaria, adaptados a las necesidades del niño.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

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