Diese Studie wurde vom Capital's Fund for Health Improvement and Research (Nr. 2018-2Z-4076) und den SEED Research Funds des Peking University First Hospital (2019SF31) unterstützt.

Das hier beschriebene Protokoll wurde von der Ethikkommission des Ersten Krankenhauses der Universität Peking (PKUFH 2018-223) genehmigt. Die Verfahren entsprachen den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki für die Forschung am Menschen. Das Studienformat wurde beschrieben und die Einverständniserklärung der Eltern der Teilnehmer eingeholt.
1. Vorbereitung des Gerätes
HINWEIS: Die AACP-Komponenten wurden in einem schwach beleuchteten Testraum aufgebaut. Vorhänge wurden im Raum gezogen, um Störungen durch Sonnenlicht zu vermeiden. Ein Anzeigesystem, ein Aufzeichnungssystem und ein Analysesystem waren die drei Komponenten des AACP (Abbildung 1).
<ol><li>Richten Sie ein Anzeigesystem ein, einen 28-Zoll-Flüssigkristallmonitor (62,208 cm x 34,992 cm Bildschirm, 3840 Pixel x 2160 Pixel, 0,162 mm/Pixel, 30 Hz Bildrate). Stellen Sie den Monitor auf einen Tisch, der angehoben werden kann. Linearisieren Sie die Bildschirmluminanz durch eine 8-Bit-Lookup-Tabelle. Stellen Sie die Luminanz auf 1 cd/m 2, 200 cd/m 2 bzw. 400 cd/m2 für Schwarz, Mittelgrau bzw. Weiß ein.</li>
	<li>Platzieren Sie zwei Seitenwände auf beiden Seiten des Bildschirms, um Ablenkungen für die zu testenden Kinder zu vermeiden.</li>
	<li>Richten Sie ein Aufnahmesystem ein, eine hochauflösende Pro-Webcam mit einer Auflösung von 1080 Pixeln/30 fps. HINWEIS: Die Webcam zeichnet Bildsequenzen des Verhaltens der Tester auf, die jeweils auf 1280 x 720 Pixel zugeschnitten sind. Bei der automatisierten Sehschärfeprüfung wird alle 200 ms ein Webcam-Bild mit Zeitstempel zur Synchronisierung erhalten.</li>
	<li>Schließen Sie den Anzeigemonitor und die Webcam an einen Computer, das Analysesystem, an. Stellen Sie sicher, dass sich die Webcam in der Mitte, direkt unter dem Bildschirm, befindet und bei Bedarf angepasst werden kann. HINWEIS: Der Monitor und die Webcam sind entweder in den Computer (einen Laptop oder Desktop-PC) integriert oder sind separate Geräte, die dann an einen Computer angeschlossen werden.</li>
	<li>Installieren Sie die AACP-Verfahrenssoftware auf dem Computer für die Darstellung von Reizen und die Analyse von Augenbewegungen. Die AACP-Verfahrenssoftware (China National Invention Patents, Nr. 201910865074.4 und Nr. 201510919621.4) umfasst ein Stimulusanzeigemodul, ein Sehtestmodul und ein Testergebnisverarbeitungsmodul.</li>
	<li>Stellen Sie die visuellen Reize als 12 cm x 12 cm großes Rechteckwellengitter mit unterschiedlichen Perioden/Grad (cpd) Ortsfrequenzen und einem Kontrastverhältnis von 1,00 ein. Stellen Sie sicher, dass der Stimulus zufällig in der Mitte des linken oder rechten Teils des Bildschirms angezeigt wird und dass der Rest des Bildschirms einen an die Luminanz angepassten grauen Bereich ähnlich dem TACII aufweist. HINWEIS: Bei einem Detektionsabstand von 55 cm (der mit dem von TACII übereinstimmt) waren die Stimuli (aufgrund von Pixelgrößenbeschränkungen) ungefähr die gleichen wie auf gedruckten TACII-Karten (16 Karten, 1/2 Oktave).</li>
</ol>2. Eye-Tracking-Kalibrierung
<ol><li>Holen Sie die Einverständniserklärung der Eltern ein und beschreiben Sie ihnen das Lernformat.</li>
	<li>Stellen Sie das Kind in einem Abstand von 55 cm zum Monitor auf. Lassen Sie das Kind allein auf einem Stuhl oder vorzugsweise auf dem Schoß der Eltern sitzen. Wenn das Kind alleine sitzt, lassen Sie die Eltern neben dem Kind sitzen.</li>
	<li>Stellen Sie die Position des Hubtisches ein und platzieren Sie ihn mit dem Monitor. Ordnen Sie den Bildschirm senkrecht zu den Augen des Kindes an.</li>
	<li>Passen Sie die Position der Webcam an, um sicherzustellen, dass das Gesicht des Kindes im Aufnahmesystem sichtbar ist, und um zu vermeiden, dass andere Gesichter als das des Kindes aufgenommen werden.</li>
	<li>Bevor Sie mit dem Verfahren beginnen, informieren Sie das Kind, dass es auf den Bildschirm schauen wird. Weisen Sie die Eltern an, das Kind aufzufordern, auf den Bildschirm zu schauen, wenn das Kind nicht aufpasst. Während des Tests sind keine besonderen Anweisungen erforderlich.</li>
	<li>Öffnen Sie die AACP-Verfahrenssoftware. Geben Sie die Informationen des Kindes in die Software ein (Name, Geschlecht, Alter).</li>
	<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Start . Die Software startet den Kalibrierungsvorgang. Ein GIF-Bild (Graphics Interchange Format) (2,0736 cm x 2,0736 cm, 128 x 128 Pixel) wird vor dem weißen Hintergrund in der Mitte des Bildschirms angezeigt (Abbildung 2). Das Bild und die Hintergrundmusik werden gleichzeitig angezeigt. Dieser Stimulus wird für mindestens 3 s präsentiert. Das Analysesystem ermittelt gleichzeitig, ob die Blickrichtung des Kindes auf das Bild fixiert ist. Wenn während dieser Präsentation innerhalb von 1 Minute keine Blickdaten verfügbar sind, wird auf dem Bildschirm ein weiteres Cartoon-GIF-Bild angezeigt. Wenn Blickkoordinaten innerhalb dieses Bereichs erkannt werden, startet der Testvorgang ohne die Aktionen des Testers und wird automatisch ausgeführt.</li>
</ol>3. Prüfverfahren
<ol><li>Präsentieren Sie das anfängliche Gitter. Die Ortsfrequenzen der Gitter reichen von 0,33-30,0 cpd in 1/2 Oktavschritten. Bestimmen Sie das anfängliche Gitter anhand des Alters des Kindes, wie beim TACII-Test.</li>
	<li>Präsentieren Sie das anfängliche Gitter für 1.000 ms, was der Länge eines Versuchs entspricht. Präsentieren Sie dann einen leeren Bildschirm für 200 ms. Präsentieren Sie den gleichen Stimulus erneut, gefolgt von einem leeren Bildschirm. Präsentieren Sie das Gitter desselben Ortsfrequenzsatzes dreimal.</li>
	<li>Lassen Sie die Webcam während der Durchführung des Eingriffs die Gesichtsbilder des Kindes aufzeichnen. Die Software verwendet diese Bilder, um ihr Beobachtungsverhalten zu analysieren. Das Sehtestprogramm überprüft die Augenbewegungsreaktionen anhand der in Tabelle 1 genannten Kriterien, um festzustellen, ob der Reiz gesehen wurde (Abbildung 3).</li>
	<li>Lassen Sie das Programm zur Verarbeitung der Testergebnisse den nachfolgenden Stimulus gemäß dem in Abbildung 411 gezeigten Protokoll präsentieren.</li>
	<li>Präsentieren Sie nach jeweils drei Versuchen ein GIF-Bild (mit Hintergrundmusik) als visuelle Belohnung, um das Interesse des Kindes aufrechtzuerhalten. Wenn innerhalb von 1 Minute nach der GIF-Bildpräsentation keine Blickdaten verwertbar sind (z. B. wenn sich das Kind umgedreht oder die Augen geschlossen hat), beenden Sie den Test. Dieser Test liefert kein Ergebnis.</li>
	<li>Nachdem Sie die Schritte 3.4 und 3.5 ausgeführt haben, analysieren Sie die von den Softwareprogrammen ausgegebenen Ergebnisse der Gitterschärfe für das Kind.</li>
</ol>

Eine automatisierte Beurteilung der Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern

<ol>
	<li>Teller, D. Y., McDonald, M. A., Preston, K., Sebris, S. L., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+visual+acuity+in+infants+and+children:+the+acuity+card+procedure.">Assessment of visual acuity in infants and children: the acuity card procedure.</a> Developmental Medicine and Child Neurology. 28 (6), 779-789 (1986).</li><li>Teller, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+forced-choice+preferential+looking+procedure:+a+psychophysical+technique+for+use+with+human+infants.">The forced-choice preferential looking procedure: a psychophysical technique for use with human infants.</a> Infant Behavior and Development. 2, 135-153 (1979).</li><li>Preston, K. L., McDonald, M., Sebris, S. L., Dobson, V., Teller, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+the+acuity+card+procedure+for+assessment+of+infants+with+ocular+disorders.">Validation of the acuity card procedure for assessment of infants with ocular disorders.</a> Ophthalmology. 94 (6), 644-653 (1987).</li><li>Mohn, G., vanHof-van Duin, J., Fetter, W. P., de Groot, L., Hage, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acuity+assessment+of+non-verbal+infants+and+children:+clinical+experience+with+the+acuity+card+procedure.">Acuity assessment of non-verbal infants and children: clinical experience with the acuity card procedure.</a> Developmental Medicine and Child Neurology. 30 (2), 232-244 (1988).</li><li>Cavallini, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+acuity+in+the+first+two+years+of+life+in+healthy+term+newborns:+an+experience+with+the+teller+acuity+cards.">Visual acuity in the first two years of life in healthy term newborns: an experience with the teller acuity cards.</a> Functional Neurology. 17 (2), 87-92 (2002).</li><li>Clifford, C. E., Haynes, B. M., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+norms+based+on+the+original+teller+acuity+cards+appropriate+for+use+with+the+new+teller+acuity+cards+II.">Are norms based on the original teller acuity cards appropriate for use with the new teller acuity cards II.</a> Journal of American Association for Pediatric Ophthalmology and Strabismus. 9 (5), 475-479 (2005).</li><li>Jones, P. R., Kalwarowsky, S., Atkinson, J., Braddick, O. J., Nardini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+measurement+of+resolution+acuity+in+infants+using+remote+eye-tracking.">Automated measurement of resolution acuity in infants using remote eye-tracking.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 55 (12), 8102-8110 (2014).</li><li>Hathibelagal, A. R., Leat, S. J., Irving, E. L., Nandakumar, K., Eizenman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+infant+visual+acuity+with+gaze+tracker+monitored+visual+fixation.">Measuring infant visual acuity with gaze tracker monitored visual fixation.</a> Optometry and Vision Science. 92 (7), 823-833 (2015).</li><li>Barsingerhorn, A. D., Boonstra, F. N., Goossens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+latencies+during+a+preferential+looking+task+and+objective+scoring+of+grating+acuity+in+children+with+and+without+visual+impairments.">Saccade latencies during a preferential looking task and objective scoring of grating acuity in children with and without visual impairments.</a> Acta Ophthalmologica. 97 (6), 616-625 (2019).</li><li>Vrabi&#269;, N., Juro&#353;, B., Tekav&#269;i&#269; Pompe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+visual+acuity+evaluation+based+on+preferential+looking+technique+and+controlled+with+remote+eye+tracking.">Automated visual acuity evaluation based on preferential looking technique and controlled with remote eye tracking.</a> Ophthalmic Research. 64 (3), 389-397 (2021).</li><li>Wen, J., Yang, B., Li, X., Cui, J., Wang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+assessment+of+grating+acuity+in+infants+and+toddlers+using+an+eye-tracking+system.">Automated assessment of grating acuity in infants and toddlers using an eye-tracking system.</a> Journal of Vision. 22 (12), 8 (2022).</li><li>Leone, J. F., Mitchell, P., Kifley, A., Rose, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normative+visual+acuity+in+infants+and+preschool-aged+children+in+Sydney.">Normative visual acuity in infants and preschool-aged children in Sydney.</a> Acta Ophthalmologica. 92 (7), e521-e529 (2014).</li><li>Clifford-Donaldson, C. E., Haynes, B. M., Dobson, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teller+Acuity+Card+norms+with+and+without+use+of+a+testing+stage.">Teller Acuity Card norms with and without use of a testing stage.</a> Journal of AAPOS. 10 (6), 547-551 (2006).</li><li>Robinson, J., Moseley, M., Fielder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grating+acuity+cards-spurious+resolution+and+the+edge+artifact.">Grating acuity cards-spurious resolution and the edge artifact.</a> Clinical Vision Sciences. 3 (4), 285-288 (1988).</li></ol>

Die Autoren haben die folgenden Offenbarungen gemacht: BK.Y., XQ.L., JS.C. und L.W.: China National Invention Patent "A method and system for face detection and puille localization in continuous video frames" (CN201910865074.4); XQ.L., BK.Y., JS.C. und L.W.: China National Invention Patent "Vision automatic testing system" (Nr. 201510919621.4).

Mehrere Studien 7,8,9,10, die auf der Eye-Tracking-Methode basieren, haben den Wert dieser Methode bei der Beurteilung von Säuglingen und Kleinkindern gezeigt, die Schwierigkeiten bei der verbalen Kommunikation haben. Allerdings ist die Zahl der Teilnehmer in früheren Studien relativ gering. Nur 30 Säuglinge unter 12 Monaten wurden mit dem ACTIVE-Verfahren getestet, das von Jones et <sup cl...

Die Säuglingszeit ist eine kritische Phase für die visuelle Entwicklung. Sehprobleme, die früh im Leben auftreten, können einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung eines Kindes haben. Es ist wichtig, bei Säuglingen eine quantitative visuelle Beurteilung durchführen zu können, die dazu beitragen kann, Sehprobleme frühzeitig zu erkennen. Da Säuglinge jedoch kognitiv nicht entwickelt oder ausdrucksstark genug sind, um Symbole der Sehschärfetabelle wie Buchstaben oder Grafiken zu erkennen, ist es schwierig, ihre Sehschärfe zu messen. Der aktuelle Goldstandard für die Beurteilung des Sehvermögens von Säuglingen ist das Sehschärfekartenverfahren1, das auf dem Test des bevorzugten Aussehens2 basiert. Da diese Methode jedoch von erfahrenen Testern verlangt, die Sehschärfe anhand der Augenbewegungen des Kindes zu beurteilen 3,4,5,6, ist sie durch die Erfahrung der Tester begrenzt 4,5. Daher bleiben Sehschärfekartenverfahren, wie z. B. Teller Acuity Cards (TACs)5,6, eine subjektive Methode. Daher besteht ein Bedarf an einer Methode, die die Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern quantitativ messen kann, die ohne verbale Kommunikation eingesetzt werden kann und die nicht durch die Notwendigkeit erfahrener Tester eingeschränkt ist.
Durch die Erfindung und den Einsatz des Remote Eye Trackers konnte ein automatisiertes Sehschärfemesssystem entwickelt werden. In früheren Studien wurden Eye-Tracking-Methoden als Werkzeug zur Bewertung der visuellen Funktion bei Kindern eingesetzt 7,8,9,10. Ein Remote-Eyetracker kann für die Blickverfolgung verwendet werden und ist ein Ersatz für die Beobachtung der Augenbewegungen eines Kindes durch einen Tester. Das ACTIVE-Verfahren7 und das AVAT-Verfahren10 sind vollautomatische Sehschärfetests mit einem Remote-Eye-Tracker. Sie haben vergleichbare Sehschärfeergebnisse wie der Keeler Acuity Cards-Test bei gesunden Säuglingen und Kleinkindern geliefert. Im Gegensatz zu anderen neueren Studien verwendeten wir eine Webcam anstelle eines Remote-Eyetrackers, um den Blick des Kindes zu erfassen. Wir haben eine automatische Methode zur Erfassung von Augenbewegungsdaten entwickelt, die auf Computer Vision basiert. Das Verfahren kombinierte die Methode zur Erfassung von Augenbewegungen mit der Technik des bevorzugten Aussehens zur Beurteilung der Sehfunktion bei Kindern.
Ziel dieser Arbeit ist es, eine neuartige automatisierte Methode vorzustellen, mit der die Sehschärfe bei Kleinkindern bewertet werden kann, das sogenannte Automated Acuity Card Procedure (AACP). Dieses Verfahren ist besonders nützlich für Säuglinge und jüngere Kinder, die noch keine ausreichenden Kommunikationsfähigkeiten erworben haben. Der Schlüsselaspekt ist, dass visuelle Reaktionen quantifiziert werden können, um bei Säuglingen und Kleinkindern eine knirschende Sehschärfe zu erzielen. Die Messung der Gitterschärfe ermöglicht die Erkennung von Sehstörungen und spielt eine wichtige Rolle bei der anschließenden medizinischen Behandlung.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AACP procedure software</td>
			<td>In-house</td>
			<td>In-house</td>
			<td>The AACP procedure software (China National Invention Patents, No. 201910865074.4 and No. 201510919621.4) comprises a stimulus displaying module, a vision testing module, and a testing result processing module.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer processor</td>
			<td>Intel Corporation, Santa Clara, CA, USA&#160;</td>
			<td>Intel CORE i7-6500U processor</td>
			<td>Analysis system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Display monitor</td>
			<td>InnoLux Co., Ltd., China</td>
			<td>InnoLux M280DGJ-L30&#160;</td>
			<td>Display system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Webcam</td>
			<td>Logitech International S.A., Lausanne, Switzerland&#160;</td>
			<td>Logitech C920 high-definition pro webcam</td>
			<td>Recording system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an automated method for assessing visual acuity in infants and toddlers using an eye-tracking system

Die Messung der Sehschärfe ist ein wichtiger Sehfunktionstest, der im Säuglings- und Kindesalter durchgeführt werden muss. Eine genaue Messung der Sehschärfe bei Säuglingen ist jedoch aufgrund von Defiziten in ihrer Kommunikationsfähigkeit schwierig. In dieser Arbeit wird eine neuartige automatisierte Methode zur Beurteilung der Sehschärfe bei Kindern (5-36 Monate) vorgestellt. Diese Methode, das Automated Acuity Card Procedure (AACP), nutzt eine Webcam für das Eye-Tracking und erkennt das Sehverhalten von Kindern automatisch. Es wird ein Zwei-Auswahl-Test durchgeführt, bei dem das getestete Kind die visuellen Reize ansieht, die auf einem hochauflösenden digitalen Bildschirm angezeigt werden. Wenn das getestete Kind die Reize beobachtet, werden seine Gesichtsbilder von der Webcam aufgezeichnet. Diese Bilder werden von dem eingestellten Computerprogramm verwendet, um ihr Beobachtungsverhalten zu analysieren. Bei diesem Verfahren werden die Augenbewegungsreaktionen des Kindes auf verschiedene Reize gemessen und seine Sehschärfe ohne Kommunikation beurteilt. Durch den Vergleich der Ergebnisse mit der Gitterschärfe, die mit Teller Acuity Cards (TACs) ermittelt wird, wird die AACP-Leistung als vergleichbar mit der von TACs angesehen.

The infantile period is a critical period for visual development. Visual problems that arise early in life can have a significant impact on a child&#39;s development. It is important to be able to perform a quantitative visual assessment in infants, which can help detect early vision problems. However, because infants are not cognitively developed or expressive enough to recognize visual acuity chart symbols, such as letters or graphs, measuring their visual acuity is difficult. The current gold standard for infant vision assessment is the acuity card procedure1 based on the preferential looking test2. However, because this method requires experienced testers to judge visual acuity by observing the child&#39;s eye movements3,4,5,6, it is limited by the experience of the testers4,5. Therefore, acuity card procedures, such as Teller Acuity Cards (TACs)5,6, remain a subjective method. Thus, there is a need for a method that can quantitatively measure visual acuity in infants and young children, that can be used without the need for verbal communication and that is not limited by requiring experienced testers.
The invention and use of the remote eye tracker enabled an automated acuity measuring system to be developed. In previous studies, eye-tracking methods have been used as a tool for visual function evaluation in children7,8,9,10. A remote eye tracker can be used for gaze tracking and is a substitute for a tester&#39;s observation of a child&#39;s eye movements. The ACTIVE procedure7 and AVAT procedure10 are fully automated visual acuity tests with a remote eye tracker; they have yielded comparable visual acuity results to the Keeler Acuity Cards test in healthy infants and young children. As opposed to other recent studies, we used a webcam instead of a remote eye tracker to capture the child&#39;s gaze. We invented an eye movement data automatic acquisition method based on computer vision. The procedure combined the eye movement acquisition method with the preferential looking technique in assessing visual function in children.
This paper aims to present a novel automated method, which can evaluate visual acuity in young children, called the automated acuity card procedure (AACP). This procedure is particularly useful for infants and younger children who have not yet acquired sufficient communication skills. The key aspect is that visual responses can be quantitated to yield grating acuity in infants and young children. Grating acuity measurement enables the detection of visual pathologies and plays an important role in subsequent medical management.

Autor im Rampenlicht: Eine automatisierte Methode zur Beurteilung der Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern mit Hilfe eines Eye-Tracking-Systems  

Ein automatisiertes Verfahren zur Beurteilung der Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern mit Hilfe eines Eye-Tracking-Systems

This novel automated method called the Automated Acuity Card Procedure, or AACP, can evaluate visual acuity in young children. The procedure is useful for infancy and the younger children who have not yet acquired sufficient communication skills. The AACP procedure uses a webcam instead of a remote eye-tracker.A two-choice preferential-looking test automatically recognizes the child's watching behaviors. When the child watch the visual stimuli on a digital display screen, cartoon images are presented in the center of the screen as visual rewards during the testing procedure. It reduces the misstatement of the procedure caused by the infant's eye gets shifting to the side In the future, by changing the types of visual stimulation, the AACP may be used to evaluate other visual information processing functions early in children's development.

Die AACP wurde auf eine Gruppe von Kindernim Alter von 11: 155 normal entwickelnden Säuglingen und Kleinkindern (5 bis 36 Monate, basierend auf dem Gestationsalter) angewendet. In einer zuvor veröffentlichten Studie wurden die Ergebnisse der Gitterschärfe des AACP mit denen des TACII verglichen. Die mit diesen beiden Verfahren erzielten Ergebnisse korrelieren signifikant (r153 = 0,83, p < 0,001). Nur 10,32% (16 von 155) der Ergebnisse der Kinder unterschieden sich um mehr al...

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In diesem Artikel stellen wir eine neuartige automatisierte Methode zur Beurteilung der Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern mit Hilfe eines Eye-Tracking-Systems vor.

Visual acuity measurement is an important visual function test to perform in infancy and childhood. However, accurate visual acuity measurement in infants ...

Diese neuartige automatisierte Methode, die als Automated Acuity Card Procedure (AACP) bezeichnet wird, kann die Sehschärfe bei Kleinkindern bewerten. Das Verfahren ist nützlich für Kinder im Säuglingsalter und jüngere Kinder, die noch keine ausreichenden Kommunikationsfähigkeiten erworben haben. Das AACP-Verfahren verwendet eine Webcam anstelle eines Remote-Eye-Trackers.Ein Two-Choice-Test erkennt automatisch das Sehverhalten des Kindes. Wenn das Kind die visuellen Reize auf einem digitalen Bildschirm beobachtet, werden während des Testverfahrens Cartoon-Bilder in der Mitte des Bildschirms als visuelle Belohnung präsentiert. Es reduziert die Fehldarstellung des Verfahrens, die dadurch verursacht wird, dass das Auge des Säuglings zur Seite verschoben wird. In Zukunft kann der AACP durch die Änderung der Arten der visuellen Stimulation verwendet werden, um andere visuelle Informationsverarbeitungsfunktionen früh in der Entwicklung von Kindern zu bewerten.

an-automated-method-for-assessing-visual-acuity-infants-toddlers

Research

JoVE Journal

Behavior

An Automated Method for Assessing Visual Acuity in Infants and Toddlers Using an Eye-Tracking System

1.7K Aufrufe.  Peking University. Diese neuartige automatisierte Methode, die als Automated Acuity Card Procedure (AACP) bezeichnet wird, kann die Sehschärfe bei Kleinkindern bewerten. Das Verfahren ist nützlich für Kinder im Säuglingsalter und jüngere Kinder, die noch keine ausreichenden Kommunikationsfähigkeiten erworben haben. Das AACP-Verfahren verwendet eine Webcam anstelle eines Remote-Eye-Trackers.Ein Two-Choice-Test erkennt automatisch das Sehverhalten des Kindes. Wenn das Kind die visuellen Reize auf ein...

Serie: Autor im Rampenlicht: Eine automatisierte Methode zur Beurteilung der Sehschärfe bei Säuglingen und Kleinkindern mit Hilfe eines Eye-Tracking-Systems  

Visual acuity measurement is an important visual function test to perform in infancy and childhood. However, accurate visual acuity measurement in infants is difficult because of deficiencies in their communication ability. This paper presents a novel automated method to assess visual acuity in children (5-36 months old). This method, the automated acuity card procedure (AACP), uses a webcam for eye tracking and recognizes children's watching behaviors automatically. A two-choice preferential-looking test is performed when the tested child watches the visual stimuli shown on a high-resolution digital display screen. When the tested child watches the stimuli, their facial pictures are recorded by the webcam. These pictures are used by the set computer program to analyze their watching behavior. With this procedure, the child's eye movement responses to different stimuli are measured, and their visual acuity is assessed without communication. By comparing the results with grating acuity obtained by Teller Acuity Cards (TACs), AACP performance is deemed comparable to that of TACs.

In this paper, we present a novel automated method for assessing visual acuity in infants and toddlers by using an eye-tracking system.

Forschung

Verhalten

Eye-Tracking Calibration for Automated Visual Acuity Assessment

Begin by obtaining informed consent from the parents of the child to be tested with an eye tracking calibration system and describe the study format to them. Position the child to be tested at 55 centimeters from the display monitor in the parent's lap. Adjust the position of the lifting table to place it with the monitor so that the screen is perpendicular to the child's eyes.Adjust the webcam's position to ensure that the child's face is visible in the recording system and to avoid capturing faces other than the child's. Before starting the procedure inform the child that they will watch the screen. Instruct the parent to prompt the child to look at the screen when the child is not paying attention.Then open the automated acuity card procedure or AACP software and type the child's information including name, sex, and age into the software. Click on the start button to calibrate the procedure. A graphics interchange format, or GIF image appears against a white background in the center of the screen for at least three seconds.The analysis system simultaneously determines whether the child's line of sight is fixated on the image by showing green dot on the screen. If the gaze data is not available within a minute, the screen presents another cartoon GIF image. When gaze coordinates are detected within this region, the test procedure starts without the tester's action and runs automatically.

Eye-Tracking-Kalibrierung zur automatisierten Beurteilung der Sehschärfe

The Automated Testing Procedure for Visual Acuity Assessment

To begin the visual acuity assessment, present the initial grading on the computer depending on the child's age and as per the Teller Acuity Cards Two or TAC Two Test present the initial grading ranging from 0.33 to 30.0 cycles per degree in one by two octave steps for 1000 milliseconds, which is the length of a trial before presenting a blank screen for 200 milliseconds. Present the same stimulus again, followed by a blank screen. Present the grading of the same spatial frequency set three times.During the execution of the procedure, let the webcam record the facial pictures for analyzing the child's watching behavior. The vision testing program checks the eye movement responses with the criteria to determine whether the stimulus has been seen. Let the testing result processing program present the subsequent stimulus according to the protocol.After every three trials, present a GIF image with background music as a visual reward to maintain the child's interest. Stop the test if no gaze data are usable due to the child turning around or closing their eyes within one minute of the GIF image presentation. Once the test is complete, analyze the grading acuity results for the child outputted by the software programs.The AACP was applied to a group of 155 normally developing infants and toddlers from five to 36 months old. The grading acuity measured by the AACP gradually increased with the infant's age. In infants of six to 12 months, the grading acuity increased by 0.5 octaves.The grading acuity was increased by one octave in the age group, 12 to 24 months. An increase of 1.5 octaves was observed in toddlers of 24 to 36 months. The trend of acuity development in this study was consistent with the acuity development measured by TAC Two in the same group of infants.