Un metodo per quantificare Visual Information Processing in bambini che utilizzano Eye Tracking

L'obiettivo generale di questo Metodo di Osservazione Preferenziale Basato sul Tracciamento Oculare è quantificare la qualità dell'Elaborazione dell'Informazione Visiva nei Bambini, in base a Risposte di Orientamento Visivamente-guidate Riflessive. Questo metodo avrà un valore significativo nel campo delle Valutazioni Cliniche della Vista e della Riabilitazione nei Bambini a partire dai sei mesi di età. Inoltre, il metodo si basa su misurazioni oggettive e sull'analisi delle risposte dei movimenti oculari.

Queste risposte forniscono informazioni quantitative sulle prestazioni visive e possono essere ottenute senza comunicazione verbale. I parametri quantitativi del trattamento visivo, come i tempi di reazione e la qualità della fissazione, hanno un valore aggiuntivo per la caratterizzazione delle prestazioni visive, specialmente nei bambini piccoli e nei bambini con disabilità intellettive. Le implicazioni di questo aspetto si estendono dalla caratterizzazione del trattamento visivo e delle funzioni oculari nei bambini sani all'identificazione di prestazioni visive anomale nei bambini con deficit visivi.

Iniziare selezionando un insieme di stimoli visivi, come immagini o filmati, per indirizzare l'elaborazione delle funzioni motorie oculari di base e delle funzioni di elaborazione visiva. Utilizzare stimoli visivi per valutare le funzioni motorie oculari di base, come fissazioni e scatti oculari (saccadi), inseguimento liscio e nistagmo optocinetico. Successivamente, utilizzare un insieme di stimoli visivi basati su un paradigma preferenziale a scelta forzata con quattro alternative, in cui ciascun angolo dello stimolo rappresenta un'alternativa distinta o un'area bersaglio.

Utilizzare questi stimoli visivi per valutare le funzioni del processamento visivo, come il processamento simultaneo, la forma, il contrasto, il colore o il movimento. Successivamente, progettare una sequenza di test nel software del Eye-tracker, selezionando il tipo di stimolo da aggiungere, ovvero un'immagine o un filmato. A tale scopo, selezionare lo stimolo desiderato dalla cartella in cui si trova e fare clic su Aggiungi.

Ripetere questi passaggi fino a quando tutti gli stimoli non sono stati aggiunti alla sequenza temporale. Infine, posizionare i diversi tipi di stimoli visivi, in ordine casuale, nella sequenza di prova. Assicurarsi che la posizione dell'area bersaglio vari da una prova all'altra, al fine di indurre movimenti oculari riflessivi verso il bersaglio da parte del partecipante.

Cominciare scegliendo un sistema di eye-tracking adatto alle popolazioni pediatriche, ad esempio con luce infrarossa remota, e fissare il monitor del dispositivo di eye-tracking a un tavolo stabile mediante un braccio flessibile per schermo LCD. Scegliere un braccio che possa muoversi in tre dimensioni. Far accomodare il bambino nella stanza di prova e posizionarlo a circa 60 centimetri dal monitor, in modo da garantire un efficiente tracciamento della pupilla di entrambi gli occhi.

Quindi, regolare la posizione del monitor in modo che sia perpendicolare agli occhi del bambino. Successivamente, verificare la qualità della ricezione della pupilla, osservando la presenza di due punti bianchi chiaramente visibili che rappresentano gli occhi del bambino sullo schermo. Avviare la procedura di calibrazione del software del tracker oculare, che presenta punti mobili in aree predefinite del monitor, al fine di allineare le posizioni dello sguardo.

Verificare la qualità di questa calibrazione preimpostata per assicurare che sia possibile effettuare le registrazioni. Successivamente, attivare una finestra separata chiamata visualizzatore, che mostri le risposte del movimento oculare del bambino agli stimoli del test, sovrapponendo il segnale dello sguardo alla registrazione video. Attivare una telecamera web rivolta verso il bambino, per osservare e registrare il comportamento generale del bambino durante il test.

Informi il bambino che guarderà la televisione. Successivamente, esegua il test e osservi il comportamento fisico e le risposte dei movimenti oculari del bambino. Al termine dell'esecuzione del test, riproduca offline la registrazione dello sguardo e osservi le risposte dello sguardo agli stimoli presentati, al fine di ottenere una caratterizzazione qualitativa del comportamento di orientamento visivo del bambino.

Infine, esportare e archiviare i dati registrati e basati sul tempo per ogni soggetto relativi alle caratteristiche del movimento oculare, come la distanza di visione e le posizioni dello sguardo, e separatamente l'elenco cronologico degli stimoli visivi presentati, come le posizioni degli stimoli. Applicare una procedura di post-calibrazione al termine della registrazione, per ovviare a una cattiva calibrazione preliminare causata da eccessivi movimenti della testa, mancanza di fissazioni adeguate o posizione anomala dello sguardo o della testa. A tale scopo, aprire il software di analisi e selezionare lo stimolo per analizzare i dati dello sguardo, digitando un numero accanto allo stimolo prescelto.

Premere Esegui. Nel menu a comparsa, selezionare l'opzione Post-calibrazione dei dati. Quindi, selezionare Dati di fissazione per un soggetto dall'elenco dei file e premere Apri.

Dal menu a comparsa successivo, selezionare quali occhi analizzare: Sinistro, Destro o Entrambi, al fine di generare un grafico a dispersione di tutte le posizioni dello sguardo e dei target registrate durante il tempo totale di presentazione dello stimolo. Successivamente, selezionare Sì o No, a seconda che le posizioni dello sguardo si sovrappongano correttamente alle corrispondenti posizioni del target.

Se la calibrazione non è corretta, scegliere No per eseguire una ricalibrazione. Tradurre i punti centrali dello sguardo al centro del monitor, facendo clic una volta sul Centro dei Punti di Sguardo, o sul Punto Centrale situato esattamente al centro dell'asse verticale e orizzontale. Scalare le posizioni dello sguardo alle posizioni corrispondenti dei target, facendo clic una volta sul Centro dei Punti di Sguardo in ciascuno dei quattro quadranti target.

Verificare nuovamente se le posizioni dello sguardo si sovrappongono correttamente alle posizioni corrispondenti del bersaglio. Se la calibrazione è corretta, scegliere Sì per salvare i dati dello sguardo calibrati. In caso contrario, scegliere No e ripetere la procedura di post-calibrazione.

Inoltre, verificare che il soggetto abbia visto la presentazione dello stimolo, controllando che i dati dello sguardo siano allineati ai seguenti criteri e al grafico di visualizzazione. Se lo stimolo può essere classificato come visto, fare clic su Sì nel menu a comparsa. In caso contrario, fare clic su No. Contemporaneamente, riportare tutti i punti di fissazione appartenenti allo stimolo presentato nel quadrante bersaglio corrispondente.

Verificare visivamente se i punti di fissazione si trovano nel quadrante corretto. Infine, dopo aver controllato manualmente le risposte del movimento oculare, utilizzare il software per calcolare tre parametri: Tempo di Reazione alla Fissazione, o RTF, Durata della Fissazione, o FD, e Area di Fissazione dello Sguardo, o GFA.

RTF è una misura del tempo necessario per elaborare un'informazione visiva ed eseguire un movimento oculare. In questo caso, i valori medi di RTF durante lo stimolo dinamico con cartone animato sono significativamente più elevati nei bambini con deficit visivi rispetto ai bambini senza deficit visivi. Inoltre, i valori di RTF sono significativamente più alti nei bambini con deficit visivi cerebrali rispetto ai bambini con deficit visivi oculari.

La durata della fissazione (FD) è la quantità totale di tempo durante la quale lo sguardo rimane fermo all'interno dell'area target. La FD è significativamente più breve nei bambini con deficit visivi rispetto ai bambini senza deficit visivi. Inoltre, la FD è significativamente più breve nei bambini con deficit visivo cerebrale rispetto ai bambini con deficit visivo oculare.

Inoltre, l'Area di Fissazione dello Sguardo (GFA) è una misura dell'accuratezza di fissazione, in cui un'area di fissazione ridotta indica un'elevata accuratezza di fissazione. I valori di GFA sono significativamente più elevati nei bambini con deficit visivi rispetto ai bambini senza deficit visivi. In aggiunta, la GFA è significativamente maggiore nei bambini con deficit visivi e nistagmo, rispetto ai bambini con deficit visivi ma senza nistagmo.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come utilizzare i metodi basati sul tracciamento oculare in ambito clinico e pratico. Questi metodi possono essere impiegati per quantificare la qualità dell'elaborazione delle informazioni visive nei bambini a partire dall'età di sei mesi. I passaggi essenziali all'interno del protocollo includono stimoli basati sull'osservazione preferenziale, la capacità di eseguire la calibrazione post-acquisizione dei dati di tracciamento oculare e la disponibilità di esiti quantitativi.

I parametri di elaborazione ufficiali ottenuti con questi metodi possono essere vantaggiosi per seguire l'evoluzione visiva nel tempo e per monitorare gli effetti dei programmi di intervento visivo. Questi metodi possono fornire profili individuali della prestazione visiva. Tali profili possono essere utilizzati per un supporto funzionale nella vita quotidiana, personalizzato in base alle esigenze del bambino.