Name: Um método de quantificação Visual Information Processing em Crianças Usando Eye Tracking (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 47 s
Description: Aprenda a quantificar o processamento visual em crianças usando eye tracking e movimentos oculares reflexivos. Este método fornece medidas objetivas para avaliações clínicas e reabilitação visual pediátrica.

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Os autores agradecem às creches (Wasko, Alblasserwaard) pelo apoio no recrutamento do grupo controle e a Mark Vonk pela ajuda na coleta de dados no grupo controle. Os autores também agradecem às crianças do grupo controle e às crianças que são clientes do Royal Dutch Visio pela participação no estudo. Os autores agradecem às crianças e seus pais pela participação no vídeo.
O desenvolvimento do método foi apoiado por uma doação da Novum Foundation: uma organização sem fins lucrativos que fornece apoio financeiro a projetos (de pesquisa) que melhoram a qualidade de vida de pessoas com deficiência visual (www.stichtingnovum.org). O apoio financeiro para o presente estudo foi fornecido pela 'ZonMw Inzicht' (Organização Holandesa para Pesquisa e Desenvolvimento em Saúde-Insight Society), número de concessão: 60-00635-98-10.

<ol><li>Hyvärinen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Considerations+in+evaluation+and+treatment+of+the+child+with+low+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Occup.+Ther%22%5BJournal%5D)">Considerations in evaluation and treatment of the child with low vision.</a> Am. J. Occup. Ther. 49 (9), 891-897 (1995).</li>
<li>Hamill, D. D., Pearson, N. A., Voress, J. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHamill%2C+DD+%22Developmental+Test+of+Visual+Perception%22">Developmental Test of Visual Perception</a>. , 2nd edn, Pro-Ed. Austin, TX. (1993).</li>
<li>Yarbus, A. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYarbus%2C+AL+%22Eye+movements+and+vision%22">Eye movements and vision</a>. , Plenum Press. New York. (1967).</li>
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<li>Liversedge, S. P., Findlay, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saccadic+eye+movements+and+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cogn.+Sci%22%5BJournal%5D)">Saccadic eye movements and cognition.</a> Trends Cogn. Sci. 4 (1), 6-14 (2000).</li>
<li>Corbetta, M., Shulman, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+goal-directed+and+stimulus-driven+attention+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain.</a> Nat. Rev. Neurosci. 3 (3), 201-215 (2002).</li>
<li>Tseng, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+classification+of+clinical+populations+from+natural+viewing+eye+movements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">High-throughput classification of clinical populations from natural viewing eye movements.</a> J. Neurol. 260 (1), 275-284 (2013).</li>
<li>Karatekin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking+studies+of+normative+and+atypical+development%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Rev%22%5BJournal%5D)">Eye tracking studies of normative and atypical development.</a> Dev. Rev. 27 (3), 283-348 (2007).</li>
<li>Rommelse, N. N., Vander Stigchel, S., Sergeant, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+eye+movement+studies+in+childhood+and+adolescent+psychiatry%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Cogn%22%5BJournal%5D)">A review on eye movement studies in childhood and adolescent psychiatry.</a> Brain Cogn. 68 (3), 391-414 (2008).</li>
<li>Gredebäck, G., Johnson, S., von Hofsten, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking+in+infancy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Neuropsychol%22%5BJournal%5D)">Eye tracking in infancy research.</a> Dev. Neuropsychol. 35 (1), 1-19 (2010).</li>
<li>Aslin, R. N., McMurray, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+corneal-reflection+eye+tracking+in+infancy%3A+methodological+developments+and+applications+to+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Infancy%22%5BJournal%5D)">Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: methodological developments and applications to cognition.</a> Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).</li>
<li>Sasson, N. J., Elison, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking+young+children+with+autism%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Eye tracking young children with autism.</a> J. Vis. Exp. (61), e3675(2012).</li>
<li>Pel, J. J., Manders, J. C., van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+visual+orienting+behaviour+in+young+children+using+remote+eye+tracking%3A+methodology+and+reliability%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Meth%22%5BJournal%5D)">Assessment of visual orienting behaviour in young children using remote eye tracking: methodology and reliability.</a> J. Neurosci. Meth. 189 (2), 252-256 (2010).</li>
<li>Jones, P. R., Kalwarowsky, S., Atkinson, J., Braddick, O. J., Nardini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+measurement+of+resolution+acuity+in+infants+using+remote+eye-tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophth.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Automated measurement of resolution acuity in infants using remote eye-tracking.</a> Invest. Ophth. Vis. Sci. 55 (12), 8102-8110 (2014).</li>
<li>Fantz, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+perception+from+birth+as+shown+by+pattern+selectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.+Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Visual perception from birth as shown by pattern selectivity.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 118 (21), 793-814 (1965).</li>
<li>Wattam-Bell, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reorganization+of+global+form+and+motion+processing+during+human+visual+development%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Reorganization of global form and motion processing during human visual development.</a> Curr. Biol. 20 (5), 411-415 (2010).</li>
<li>Falck-Ytter, T., von Hofsten, C., Gillberg, C., Fernell, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualization+and+analysis+of+eye+movement+data+from+children+with+typical+and+atypical+development%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Autism.+Dev.+Disord%22%5BJournal%5D)">Visualization and analysis of eye movement data from children with typical and atypical development.</a> J. Autism. Dev. Disord. 43 (10), 2249-2258 (2013).</li>
<li>Ahtola, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+eye+tracking+based+metrics+for+infant+gaze+patterns+in+the+face-distractor+competition+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">Dynamic eye tracking based metrics for infant gaze patterns in the face-distractor competition paradigm.</a> Plos One. 9 (5), e97299(2014).</li>
<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>
<li>Boot, F. H., Pel, J. J., Evenhuis, H. M., van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+visual+orienting+responses+to+coherent+form+and+motion+in+typically+developing+children+aged+0-12+years%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophth.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Quantification of visual orienting responses to coherent form and motion in typically developing children aged 0-12 years.</a> Invest. Ophth. Vis. Sci. 53 (6), 2708-2714 (2012).</li>
<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>
<li>Pel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+visual+processing+and+congenital+nystagmus+on+visually+guided+ocular+motor+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Med.+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Effects of visual processing and congenital nystagmus on visually guided ocular motor behaviour.</a> Dev. Med. Child Neurol. 53 (4), 344-349 (2011).</li>
<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>

Os autores declaram que não têm interesse financeiro conflitante.

A medida apresentada set-up combinado com análise de movimento dos olhos quantitativa fornece uma caracterização distinto de funções de processamento visual em vários grupos de crianças com oculomotor e deficiência visual. A principal característica deste paradigma é que o desempenho é baseado nas respostas de movimento dos olhos a estímulos visuais que são acionados de forma reflexiva. Sem instruções verbais específicas são dadas e não há necessidade para que as crianças responder verbalmente. O RTF parâmetros, a GFA e FD mostraram diferenças significativas entre os grupos de crianças tipicamente developing- e deficientes visuais, apesar da disseminação limitada de valores de parâmetros que existe em cada grupo (Figuras 4 - 6). Assim, dependendo do parâmetro avaliado, algumas crianças com desenvolvimento típico pode mostrar desempenho desviante, enquanto algumas crianças com deficiência visual mostrar desempenho &#39;normal&#39;. Em última análise, várias medidas de resultados em resposta a múltiplos visuaismodalidades deve ser considerada em um nível individual. Um resumo de todas as medidas de resultados fornece uma caracterização única de capacidades de processamento de informações visuais, que podem ser convertidos em um perfil visual em crianças de 6 meses de idade. Vários estudos têm mostrado o valor de rastreamento ocular remota em populações vulneráveis ​​de crianças, para inferir atenção ou de capacidades psicológicas 9,12,18. Enquanto a maioria dos estudos dependem de observações comportamentais e o uso de instruções, uma característica distinta do paradigma atual é a abordagem não-verbal, quantitativa. As etapas críticas no âmbito do protocolo, portanto, incluir os estímulos que são baseados em preferencial procura, a medição móvel set-up, e o software de calibragem personalizada e análise. A extensão apresentada de resultados baseados em observação com métodos de análise elaborados oferece resultados padronizados e detalhadas sobre as funções de processamento visual. Isto está de acordo com o trabalho sobre a avaliação daacuidade visual infantil com um rastreador ocular 14, e trabalhar em controle de olhar em vários distúrbios 7. O método é flexível e permite a avaliação móvel, que é indispensável ao realizar avaliações clínicas em crianças pequenas ou crianças com deficiências múltiplas. Por conseguinte, é adequado para medir oculomotor e capacidades de processamento visual em virtualmente todas as crianças que são capazes de ver um monitor. A importância deste método em relação a métodos de diagnóstico visuais existentes (ou seja, de validade) tem sido estudado como um primeiro passo para a implementação clínica. O atual paradigma foi combinada com a avaliação actualmente utilizado função visual (VFA) em crianças. Observações de funções oculomotores e visuais que são baseados em gravações de movimento do olho eram comparáveis ​​com as observações comportamentais normais destas funções. Além disso, os parâmetros de acompanhamento dos olhos, por exemplo, a duração de fixação e direção sacádica, ad fornecidavalor nal na caracterização oculomotor e desempenho visual em crianças durante VFA (Kooiker MJG et. al., 2015, submetido). O principal ganho do método apresentado reside na possibilidade de avaliar mais funções visuais do que é feito atualmente em avaliações de função visual em uma idade jovem, e avaliá-los de uma forma quantitativa 26. Uma limitação com relação aos métodos existentes é que, sem adaptações, ainda não é possível avaliar completamente a acuidade visual ou do campo visual com o presente bateria de testes 14. Embora nos limitamos à apresentação de resultados de estímulos desenhos animados, em futuras aplicações diferentes modalidades visuais podem ser testados utilizando outros estímulos (por exemplo, formas distintas, movimento, cor e informação contraste) 22,20,25. Dessa forma, áreas específicas de processamento visual para além das vias visuais primárias são direcionados, tais como áreas de associação visuais no córtex temporal ou parietal.Uma limitação deste método é que os presentes estímulos visuais implicam apenas a detecção de informação visual, e invocar a etapa inicial de processamento visual. Esses estímulos não-alvo funções de ordem superior que se tornam relevantes após a detecção de estímulo e que normalmente são medidos com testes de percepção visual. Embora sua execução sem o uso de comunicação é um desafio, um paradigma baseado no rastreamento do olhar é um formato de futuro promissor para a detecção de informações relacionadas com a percepção, por exemplo, busca visual, atenção -Memória ou seletivo. Em suma, detalhadas respostas de movimento dos olhos para vários tipos de estimulação visual fornecer uma caracterização completa de funções de processamento de informações visuais, no início do desenvolvimento. Consequentemente, para cada criança um perfil visuais indivíduo em termos de funções intactas e deficientes podem ser criados. Tal perfil pode fornecer informações detalhadas sobre os pontos fortes e fracos em oculomotor e visualfunção. Pode ser utilizado como um ponto de partida para o suporte da vida diária, e para o professor e educação cuidador. As informações quantitativas que se tornou disponível com este método pode ser vantajoso para seguir o desenvolvimento visual ao longo do tempo, e para monitorar intervenções visuais e programas de reabilitação.

A prevalência de cerebrais relacionadas com danos problemas visuais em crianças tem aumentado. Como os problemas visuais podem ter um grande impacto no desenvolvimento da criança, a detecção precoce em lactentes jovens e crianças em risco é muito importante. No momento, testes de função visuais para avaliar funções sensoriais visuais, como a acuidade visual e sensibilidade ao contraste (por exemplo, testes de optotipos) são aplicáveis ​​em crianças de 1-2 anos de idade 1. Nas crianças menores estes testes são baseados em observações estruturadas do comportamento de visualização de uma criança à informação visual. A interpretação de tal comportamento, ou seja, ao olhar para os movimentos dos olhos de uma criança, pode ser prejudicado por oculomotor ou disfunções de atenção da criança, ou mesmo exibindo comportamento do observador. Cerebralmente mediadas funções visuais, como a memória visual-espacial e reconhecimento de objetos são avaliados com testes de percepção visual (por exemplo, DTVP 2). Estes testes exigem ins verbaistruções e comunicação e pode ser usado a partir de 4-5 anos de idade. Tendo em vista o desenvolvimento pós-natal do sistema visual e para tirar proveito do elevado nível de plasticidade no início da vida, é desejável determinar a presença e extensão da deficiência no processamento de informação visual tão cedo quanto possível. Dessa forma, as crianças com (cerebrais) deficiência visual pode maximamente beneficiar de intervenção precoce, a estimulação visual, ou estratégias de apoio. Por conseguinte, existe uma necessidade de um método de avaliação de processamento de informação visual que pode ser utilizado sem comunicação verbal em crianças e que é baseado nos resultados quantitativos. Os movimentos oculares são um bom modelo para estudar o comportamento de orientação visual guiada aos estímulos 3,4, e afins funções perceptivas e cognitivas 5. Os movimentos oculares indicam o foco da atenção visual em cenas, e são conhecidos por resultar tanto de baixo para cima (reflexiva,-saliência driven) ou a partir de cima para baixo (intentional, cognitivo) processa 6. Os movimentos oculares são usadas para dirigir a fóvea, ou seja, a nitidez da visão, para novos objetos. O conteúdo visual de um objeto de interesse é processado através de vias que são executados a partir da retina através do núcleo geniculado lateral para o córtex visual primário (V1), e que se distribuem ao longo áreas de processamento cerebral (por exemplo, envolvido em atenção, orientação espacial, o reconhecimento, memória e emoções). Os movimentos oculares são tanto um pré-requisito para, e uma sequela de processamento de informação visual. Desenvolvimentos na medição dos movimentos oculares com rastreadores oculares infravermelhos dar a possibilidade de obtenção de parâmetros quantitativos do oculomotor e função visual. rastreadores oculares automatizados são hoje onipresente na pesquisa médica e psicológica envolvendo populações saudáveis ​​e clínicos. O seu objectivo é não só para estudar a função oculomotor e alocação de atenção 7, mas também para responder a perguntas about mecanismos psicológicos e comportamentais 8,9. Com o surgimento de sistemas de rastreamento ocular acessíveis e comerciais, eles são cada vez mais utilizados para testar as populações vulneráveis ​​de lactentes e crianças 10-12, sem condições de constrangimento, instruções complexas, ou cooperação activa 12,13. Devido à estreita acoplamento do oculomotor e sistema visual em um nível cerebral e ocular, métodos baseados em Eye Tracking são pré-eminentemente adequado para avaliar as capacidades visuais. Até agora, para além da medição da acuidade visual 14, a utilização da técnica na avaliação da função visual em crianças tem recebido pouca atenção. O nosso grupo tem combinado medições de movimento dos olhos com um paradigma de vista preferencial 13. Olhando preferencial é a preferência para fixar superfícies estampados sobre os mais homogêneos 15. Este princípio é aplicado usando estímulos visuais com uma área-alvo em um dos quatro quadrantes, que differ a partir do fundo em termos de uma característica visual específico, por exemplo, forma coerente, movimento coerente, contraste e cor. Estas características visuais são conhecidos para serem processados ​​por vias visuais periférico e central separados. Por exemplo, informações sobre a forma é processada por vias ventrais, de V1 para o córtex temporal. Informações sobre o movimento é processado por vias dorsais, de V1 para posterior córtex parietal 16. Assim, os estímulos específicos são utilizados para desencadear o processamento de informação visual em áreas distintas do sistema visual. Se uma criança é capaz de ver a informação visual específica que é apresentada, essa informação vai atrair a atenção visual na forma de movimentos oculares. Estas respostas de movimento dos olhos reflexivos para os estímulos visuais são gravados com um rastreador de olho infravermelho remoto. Dessa forma, as medidas do movimento do olho fornecem uma avaliação livre de comunicação da qualidade de vários aspectos de processamento de informação visual 13. Os movimentos oculares fornecer não apenas os dados observacionais de comportamento de visualização de uma criança de 11, mas também pode ser usado para mais medidas de resultados objectivos. Em combinação com um paradigma teste cuidadosamente projetado, os movimentos dos olhos pode dar informações precisas e objetivas sobre o processamento da informação visual. Esta informação é obtida calculando parâmetros quantitativos com base nas propriedades temporais e espaciais de respostas de movimento dos olhos. Exemplos de tais parâmetros são tempo de reacção 13, tempo de fixação 17, métricas sacádicos 7 ou alocação de atenção cumulativa 18. A disponibilidade destes parâmetros é novo para o campo da avaliação visual em crianças em fase de desenvolvimento jovem. O objetivo deste trabalho é apresentar um método à base de rastreamento ocular para medir processamento de informação visual em crianças a partir da idade de 6 meses. A medição set-up e procedimento (ie paradigma não-verbal, o pós-calibração e mobility) se aplicam especificamente a utilização deste método em crianças em risco. Um aspecto crucial é a análise dos parâmetros quantitativos visuais de resposta, tempo de reação ou seja, a duração de fixação e precisão fixação. Estes parâmetros são usados ​​para fornecer áreas de referência de respostas visualmente guiadas em crianças com desenvolvimento típico, para caracterizar o processamento da informação visual em grupos de risco de crianças com deficiência visual.

<table><tbody><tr><td>Tobii T60 XL</td><td>Tecnologia 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 infravermelho remoto&nbsp;</td></tr><tr><td>Estúdio Tobii</td><td>Tecnologia Tobii: http://www.tobii.com&nbsp;</td><td></td><td>software de rastreamento http://www.tobii.com/en/eye-tracking-research/global/products/software/tobii-studio-analysis-software/ olhos</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks Inc</td><td>http://nl.mathworks.com/products/matlab/</td> <td>software de análise de dados</td></tr></tbody></table>

um método de quantificação visual information processing em crianças usando eye tracking

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

Problemas visuais que ocorrem no início da vida podem ter um grande impacto no desenvolvimento de uma criança. Sem comunicação verbal e baseada apenas em métodos observacionais, é difícil fazer uma avaliação quantitativa dos problemas visuais de uma criança. Isso limita o diagnóstico preciso em crianças menores de 4 anos e em crianças com deficiência intelectual. Aqui descrevemos um método quantitativo que supera esses problemas. O método usa um rastreador ocular remoto e um paradigma de aparência preferencial de quatro opções para medir as respostas do movimento ocular a diferentes estímulos visuais. A criança senta-se sem apoio de cabeça em frente a um monitor com câmeras infravermelhas integradas. Em um dos quatro quadrantes do monitor, um estímulo visual é apresentado. Cada estímulo tem uma modalidade visual específica em relação ao fundo, por exemplo, forma, movimento, contraste ou cor. A partir das respostas reflexivas do movimento ocular a essas modalidades visuais específicas, parâmetros de saída, como tempos de reação, precisão de fixação e duração da fixação, são calculados para quantificar o comportamento de visualização de uma criança. Com essa abordagem, a qualidade do processamento da informação visual pode ser avaliada sem o uso de comunicação. Ao comparar os resultados com os valores de referência obtidos em crianças com desenvolvimento típico de 0 a 12 anos, o método fornece uma caracterização do processamento da informação visual em crianças com deficiência visual. As informações quantitativas fornecidas por este método podem ser vantajosas para o campo da avaliação visual clínica e reabilitação de várias maneiras. Os valores dos parâmetros fornecem uma boa base para: (i) caracterizar as capacidades visuais precoces e, consequentemente, permitir intervenções precoces; (ii) comparar grupos de risco e acompanhar o desenvolvimento visual ao longo do tempo; e (iii) construir um perfil visual individual para cada criança.

O método apresentado foi aplicado em duas populações de crianças: um grupo de controle de 337 crianças sem deficiência visual (média de idade (DP) = 4,8 (3,3) anos), e um grupo de 119 crianças com deficiência visual (idade média (SD) = 8,10 (2,96) anos) que foram recrutados em um centro de reabilitação visual (Royal Dutch Visio, Países Baixos). Destas crianças, 74 tinham deficiência visual ocular e 45 tinham deficiência visual cerebrais. Os resultados de todas as crianças de controlo são visualizados nas figuras 4 - 6, separadamente para o tempo de reacção, a duração da fixação, e a área de fixação do olhar. Limites de referência (indicados por linhas pretas) foram construídos por montagem de uma função logarítmica para os dados de controle com base na idade. Estes valores servem de base para caracterizar as funções de processamento visual em crianças com deficiência visual, em termos de função diminuída ou intacta. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; O tempo de reação parâmetro para fixação (RTF) diferencia entre crianças com- e sem deficiência visual, e entre tipos distintos de deficiências visuais. RTF é uma medida para o tempo que é necessário para processar a informação visual e executar um movimento do olho (para cálculos referem-se a um estudo anterior 13). Quanto mais baixo for o valor RTF, mais rápida será a resposta de movimento do olho. Uma boa repetibilidade dos RTF tem sido demonstrado em um grupo de crianças com desenvolvimento típico de 0-12 anos 13,21,22, e em crianças com vários tipos de deficiência visual 21. A Figura 4 mostra RTF média ao estímulo dos desenhos animados dinâmica mais idade, para crianças do grupo controle, as crianças com deficiência cerebral visual (CVI) e crianças com deficiência visual ocular (OVI). Valores RTF são significativamente mais elevadas em crianças com- comparação com as crianças sem deficiência visual (diferença média = 85 ms; t = -13,91, p &lt;0,001, d de Cohen = 1,32) e no children com CVI comparação com OVI (diferença média = 99 ms; t = -6,90, p &lt;0,001, d de Cohen = 1,25). Estes resultados confirmam publicado anteriormente descobertas em RTF em subgrupos de presente conjunto de dados 20,24,25. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54031/54031fig4.jpg" /> Figura 4. RTF média em crianças com- e sem deficiência visual. Os valores médios RTF em ms (eixo y) por criança, com idade acima de (eixo-x). Os valores são apresentados separadamente para crianças do grupo controle (círculos abertos), crianças com OVI (círculos pretos), e crianças com CVI (cruzes). A linha preta representa o limite superior de referência de RTF no grupo de controle. Valores RTF acima desta linha são consideradas como desviantes, ou seja, longos tempos de reacção. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54031/54031fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <p class="jove_content"fo: manter-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; duração Fixation é a quantidade total de tempo que o olhar estava fixado dentro da área alvo. FD é uma medida para a atenção visual sustentada, e é dependente do tempo de apresentação do estímulo, o qual é 4 s no presente exemplo. A duração parâmetro de fixação (FD) também diferencia entre crianças com e sem diferentes tipos de deficiência visual. A Figura 5 mostra significa FD mais de idade, separadamente para crianças do grupo controle, as crianças com CVI, e crianças com OVI. FD é significativamente menor em crianças do que em com- crianças sem deficiência visual (diferença média = 850 ms; t = 11,72, p &lt;0,001, d de Cohen = -1,12), e significativamente menor em crianças com CVI que em crianças com OVI (média diferença = 325 ms; t = 2,44, p &lt;0,05, d de Cohen = -0,50). Isso confirma resultados anteriores em crianças com-, em comparação com as crianças sem deficiência visual (Kooiker MJG et al., Submetido). Figura 5. Média FD em crianças com- e sem deficiência visual. Os valores médios FD em ms (eixo y) por criança, com idade acima de (eixo-x). Os valores são apresentados separadamente para crianças do grupo controle (círculos abertos), crianças com OVI (círculos pretos), e crianças com CVI (cruzes). A linha preta representa o limite inferior de referência do FD no grupo de controle. Valores FD abaixo desta linha são consideradas como desviantes, ou seja, a duração de fixação curto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54031/54031fig5large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> A área de fixação de parâmetros olhar (GFA) é sensível para detectar distúrbios no controle oculomotor, em particular nistagmo. GFA representa o tamanho da área de fixação em graus, e é uma medida paraprecisão de fixação (para cálculos de ver estudos anteriores 13,23). Uma pequena área de fixação indica alta precisão de fixação. GFA depende do tamanho do estímulo e a área alvo correspondente (isto é, um raio 6º no presente exemplo). Uma boa repetibilidade dos GFA tem sido demonstrado em um grupo de crianças com desenvolvimento típico de 0-12 anos 13, 21 e em crianças com vários tipos de deficiência visual 21. A Figura 6 mostra significa GFA em resposta ao estímulo dos desenhos animados sobre idade, separadamente para crianças do grupo controle, as crianças com o nistagmo impairment oculomotor, e crianças com deficiência visual, mas sem nistagmo. Valores da GFA são significativamente maiores, ou seja, menor precisão fixação, em crianças com- comparação com as crianças sem deficiência visual (diferença média = 1.34º; t = -25,09, p &lt;0,001, d de Cohen = 2,37). Além disso, as crianças com nistagmo têm menor precisão de fixação do que as crianças wi<html> Thout nistagmo, mas com outros tipos de deficiência visual (diferença média = 0.71º; t = 5,03, p &lt;0,001; de Cohen d = 1,04). Isto é consistente com os resultados anteriormente publicados sobre GFA em subgrupos da presente 20,24,25 conjunto de dados. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54031/54031fig6.jpg" /> Figura 6. Média GFA em crianças com e sem deficiência visual. Os valores médios da GFA em graus (eixo y) por criança, com idade acima de (eixo-x). Os valores são apresentados separadamente para crianças do grupo controle (círculos abertos), crianças com deficiência visual e nistagmo (asterisco), e crianças com deficiência visual sem nistagmo (diamante negro). A linha preta representa o limite superior de referência da GFA no grupo de controle. Valores GFA acima desta linha são considerados como a precisão de fixação desviante, ou seja baixa.t = &quot;_ blank&quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Um método é descrito para quantificar a qualidade do processamento da informação visual com base nos movimentos oculares reflexivos em resposta a modalidades visuais específicas. Os tempos de reação e os parâmetros de saída de fixação são usados para caracterizar o desempenho visual em crianças com e sem deficiência visual a partir dos 6 meses de idade.

Um método de quantificação Visual Information Processing em Crianças Usando 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 ...

O objetivo geral deste Método de Observação Preferencial Baseado em Rastreamento Ocular é quantificar a qualidade do Processamento da Informação Visual em Crianças, com base em Respostas Orientadoras Reflexivas Orientadas Visualmente. Este método terá valor significativo na área de Avaliações Visuais Clínicas e Reabilitação em Crianças a partir de seis meses de idade. Além disso, o método baseia-se em medições objetivas e na análise das respostas de movimento ocular.Essas respostas fornecem informações quantitativas sobre o desempenho visual e podem ser obtidas sem comunicação verbal. Os parâmetros quantitativos do processamento visual, como tempos de reação e qualidade da fixação, têm valor adicional para caracterizar o desempenho visual, especialmente em crianças pequenas e em crianças com deficiências intelectuais. As implicações desse aspecto estendem-se da caracterização do processamento visual e das funções oculomotoras em crianças saudáveis até a identificação de desempenho visual anormal em crianças com deficiências visuais.Inicie selecionando um conjunto de estímulos visuais, como imagens ou vídeos, para direcionar o processamento de funções motoras oculares básicas e funções de processamento visual. Utilize estímulos visuais para avaliar funções motoras oculares básicas, como Fixações e Sacadas, Perseguição Suave e Nistagmo Optocinético. Em seguida, utilize um conjunto de estímulos visuais baseado em um Paradigma de Escolha Preferencial com Quatro Alternativas, de modo que quatro cantos de estímulo diferentes representem cada uma uma alternativa ou área-alvo.Utilize esses estímulos visuais para avaliar funções de processamento visual, como processamento simultâneo, forma, contraste, cor ou movimento. Em seguida, projete uma sequência de teste no software do Eye-tracker, selecionando o tipo de estímulo a ser adicionado, seja uma imagem ou um vídeo. Para isso, selecione o estímulo desejado na pasta em que está localizado e clique em Adicionar.Repita esses passos até que todos os estímulos tenham sido adicionados à linha do tempo. Por fim, posicione os diferentes tipos de estímulos visuais, em ordem aleatória, na sequência de teste. Certifique-se de que a posição da área-alvo alterne de tentativa para tentativa, a fim de induzir movimentos oculares reflexivos em direção ao alvo por parte do participante.Inicie escolhendo um sistema de rastreamento ocular apropriado para populações pediátricas, por exemplo, com luz infravermelha remota, e fixe o monitor do rastreador ocular com um braço LCD flexível a uma mesa estável. Escolha um braço que possa se mover em três dimensões. Acompanhe a criança até a sala de teste e posicione-a a cerca de 60 centímetros do monitor, para garantir um rastreamento eficiente da pupila em ambos os olhos.Em seguida, ajuste a posição do monitor para que fique perpendicular aos olhos da criança. Depois, confirme a qualidade da captação da pupila pela presença de dois pontos brancos claramente visíveis, que representam os olhos da criança na tela. Inicie o procedimento de calibração do software do eye-tracker, que apresenta pontos móveis em áreas pré-definidas do monitor, para alinhar as posições do olhar.Verifique a qualidade dessa calibração pré-definida para garantir que as gravações possam ser realizadas. Em seguida, ative uma janela separada chamada visualizador, que escolhe as respostas dos movimentos oculares da criança aos estímulos do teste, sobrepondo o sinal de olhar à gravação em vídeo. Ative uma câmera web direcionada à criança para observar e registrar o comportamento geral da criança durante o teste.Diga à criança que ela assistirá à televisão. Em seguida, realize o teste e observe o comportamento físico da criança e suas respostas de movimento ocular. Após a execução do teste, reproduza a gravação do olhar offline e observe as respostas de fixação visual aos estímulos apresentados, com o objetivo de obter uma caracterização qualitativa do comportamento de orientação visual da criança.Por fim, exporte e armazene os dados registrados e baseados no tempo de cada sujeito sobre as características dos movimentos oculares, como distância de visualização e posições do olhar, e separadamente a lista cronológica dos estímulos visuais apresentados, como as posições dos estímulos. Aplique um procedimento de pós-calibração após a conclusão da gravação, para contornar uma calibração inadequada antes do teste, causada por movimentos excessivos da cabeça, falta de fixações adequadas e posição anormal do olhar ou da cabeça. Para isso, abra o software de análise e selecione o estímulo para analisar os dados de olhar, digitando um ao lado do estímulo de sua escolha.Pressione Executar. No menu pop-up, selecione a opção Pós-calibrar os Dados. Em seguida, selecione Dados de Olhar para um participante, na lista de arquivos, e pressione Abrir.No próximo menu pop-up, selecione quais olhos analisar: Esquerdo, Direito ou Ambos, para gerar um gráfico de dispersão com todas as posições registradas de olhar e alvo ao longo do tempo total de apresentação do estímulo. Em seguida, selecione Sim ou Não, dependendo se as posições do olhar se sobrepõem corretamente às posições correspondentes do alvo.Se a calibração não estiver correta, escolha Não para realizar uma recalibração. Translade os pontos de fixação para o centro do monitor, clicando uma vez no Centro dos Pontos de Fixação ou no Ponto Central localizado exatamente no meio dos eixos vertical e horizontal. Dimensione as posições de fixação para as posições-alvo correspondentes, clicando no Centro dos Pontos de Fixação em cada um dos quatro quadrantes-alvo uma única vez.Verifique novamente se as posições do olhar se sobrepõem corretamente às posições dos alvos correspondentes. Se a calibração estiver correta, escolha Sim para salvar os dados de olhar calibrados. Caso contrário, escolha Não e repita o procedimento de pós-calibração.Além disso, verifique se o sujeito viu a apresentação do estímulo, conferindo se os dados de olhar estão de acordo com os seguintes critérios, bem como com o gráfico de visualização. Se o estímulo puder ser classificado como visto, clique em Sim no Menu Pop-up. Caso contrário, clique em Não. Simultaneamente, plote todos os pontos de fixação pertencentes ao estímulo apresentado no quadrante-alvo correspondente.Inspeccione visualmente se os pontos de fixação estão localizados no quadrante correto. Por fim, após verificar manualmente as respostas dos movimentos oculares, utilize o software para calcular três parâmetros: Tempo de Reação à Fixação, ou RTF, Duração da Fixação, ou FD, e Área de Fixação do Olhar, ou GFA.RTF é uma medida do tempo necessário para processar informações visuais e executar um movimento ocular. Aqui, os valores médios de RTF durante o estímulo dinâmico com desenho animado são significativamente mais altos em crianças com deficiências visuais, comparados às crianças sem deficiências visuais. Além disso, os valores de RTF são significativamente mais elevados em crianças com deficiência visual cerebral, comparadas às crianças com deficiência visual ocular.A Duração da Fixação é o tempo total durante o qual o olhar permanece fixo dentro da área-alvo. A DF é significativamente menor em crianças com deficiências visuais, em comparação com crianças sem deficiências visuais. Além disso, a DF é significativamente menor em crianças com deficiências visuais cerebrais, em comparação com crianças com deficiências visuais oculares.Além disso, a Área de Fixação do Olhar é uma medida da precisão de fixação, na qual uma área pequena de fixação indica alta precisão de fixação. Aqui, os valores de AFO são significativamente maiores em crianças com deficiência visual do que em crianças sem deficiência visual. Além disso, a AFO é significativamente maior em crianças com deficiência visual e nistagmo, comparadas a crianças com deficiência visual, mas sem nistagmo.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como utilizar Métodos baseados em rastreamento ocular, na clínica e na prática. Esses métodos podem ser usados para quantificar a qualidade do processamento da informação visual em crianças a partir da idade de seis meses. Etapas essenciais dentro do protocolo incluem os estímulos baseados na preferência de olhar, a capacidade de pós-calibrar os dados de rastreamento ocular e a disponibilidade de desfechos quantitativos.Os parâmetros oficiais de processamento obtidos com estes métodos podem ser vantajosos para acompanhar os desenvolvimentos visuais ao longo do tempo e para monitorar os efeitos de Programas de Intervenção Visual. Esses métodos podem fornecer perfis individuais de desempenho visual. Tais perfis podem ser utilizados para apoio funcional na vida diária, adaptados às necessidades da criança.

a-method-to-quantify-visual-information-processing-children-using-eye

Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Eye tracking tem sido muito utilizado para estudar padrões de olhar em indivíduos tipicamente de desenvolvimento, mas recentes avanços tecnológicos tornaram a sua utilização com populações clínicas, incluindo autismo, mais viável. Enquanto olho-rastreamento de crianças jovens com autismo pode oferecer uma visão sobre as manifestações dos primeiros sintomas, envolve desafios metodológicos. Sugestões para as melhores práticas são fornecidos.

Rastreamento ocular crianças com autismo

O presente artigo descreve como usar metodologias de rastreamento ocular para estudar os processos cognitivos envolvidos na compreensão de texto. Descrições de equipamentos de rastreamento ocular, como desenvolver estímulos experimentais e recomendações processuais estão incluídas. As informações apresentadas podem ser aplicadas à maioria dos estudos utilizando estímulos verbais.

Usando movimentos oculares para avaliar os processos cognitivos envolvidos na compreensão de texto

O paradigma do mundo visual monitora os movimentos oculares dos participantes na área de trabalho visual, como eles estão ouvindo ou falando uma língua falada. Este paradigma pode ser usada para investigar o processamento on-line de uma vasta gama de questões linguísticas, incluindo instruções semanticamente complexas, tais como declarações disjuntiva.

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Comparar dados de olho-de acompanhamento de crianças com ASD de alto funcionamento, comorbidade TDAH e de um controle Social vídeos

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