<html> Ringraziamo tutti i bambini e gli operatori sanitari che hanno partecipato nei nostri studi di eye-tracking Callier presso il Centro per i Disordini della Comunicazione presso l&#39;Università del Texas a Dallas, e al UNC Carolina Institute for Developmental Disabilities. N. Sasson è stato sostenuto dal numero di Grant UL1RR024982, intitolato &quot;Nord e Centro Iniziativa Science Texas clinica e traslazionale&quot; (Milton Packer, MD, PI) dal Centro nazionale per le risorse di ricerca (NCRR), un componente del National Institutes of Health (NIH) e NIH Roadmap per la ricerca medica, e il suo contenuto sono di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente l&#39;opinione ufficiale della NCRR o NIH. Informazioni su NCRR sono disponibili all&#39;indirizzo <a href="http://www.ncrr.nih.gov/">http://www.ncrr.nih.gov/</a> . Informazioni su Re-engineering del Clinical Research Enterprise può essere ottenuto daranslational.asp &quot;&gt; http://nihroadmap.nih.gov/clinicalresearch/overview-translational.asp. J. Elison è stato supportato da un premio NRSA (5-T32-HD007376) dal NICHD al Consorzio Carolina sullo Sviluppo Umano presso il Center for Developmental Science, UNC.

1. Eye-Tracking Attrezzature Anche se una serie di eye-tracking sistemi sono disponibili in commercio, quelli che sono più favorevoli alla prova i bambini con ASD parti le seguenti caratteristiche: <ol><li> In primo luogo, l&#39;eye-tracker deve tenere conto per il movimento della testa, che, se non corretto, può compromettere l&#39;integrità dei dati acquisiti sguardo. Mentre molti sistemi più vecchi assicurato un controllo più accurato attraverso la stabilizzazione della testa mediante l&#39;uso di una mentoniera o sistemi testa montata (vedi Figura 1), queste opzioni non sono ideali eye-tracking soluzioni per i bambini piccoli che possono resistere agli sforzi per limitare movimento della testa, o disporre di attrezzature posto su di loro. Fortunatamente, la maggior moderni commerciali infrarossi VIDEO eye-tracking dei sistemi utilizza un sistema di riferimento basato su riflessi corneali che sono resistenti ai movimenti della testa minori. Eye-tracking sistemi che offrono sia integrato o remoto soluzioni di tracking della testa sono da preferire e ora sono a livelloly disponibili. </li><li> Discreti di eye-tracking sistemi che non interferiscono con la sessione di test sono consigliati per testare i bambini con ASD. Questi possono essere i modelli che sono integrati all&#39;interno di un monitor (per esempio, Tobii modelli Tecnologia TX300, T60XL o T120; sensomotorio Instruments modello RED500), o da tavolo versioni (ad esempio, la tecnologia Tobii TX300, X120, Applied Science Laboratories modello D6 Optics ; SR Research modello EyeLink 1000) collocato poco appariscente nel raggio d&#39;azione del partecipante. Come table-top versioni non sono bloccati in specifiche dimensioni dello schermo, che offrono una maggiore flessibilità metodologica, ma sono meno automatizzati e possono richiedere una regolazione più manuale. </li><li> I ricercatori dovrebbero selezionare un sistema di eye-tracking, con una frequenza di campionamento adeguata per affrontare le loro domande di ricerca. La maggior parte corneali riflessione di eye-tracking sistemi hanno un tasso minimo di campionamento di 50 Hz (cioè 50 punti di dati al secondo), che è adeguata per l&#39;esame Patt percettiva dei bambini piccoliLe RER durante la loro scansione visiva di immagini statiche e video dinamici 13 10. Tuttavia, i ricercatori interessati al comportamento oculomotore sottile 14 (ad esempio, liscio ricerca, guadagno e / o saccadi espresso) vorranno investire in un sistema con una frequenza di campionamento superiore (ossia, ≥ 250 Hz). Essere consapevoli del fatto che in alcuni sistemi che consentono di diverse opzioni di frequenza di campionamento, frequenze di campionamento più elevati spesso sono abilitati a scapito della libertà di movimento della testa, rendendo più difficile mantenere un bambino cinetica nel campo di eye-tracking. Frame rate più elevati richiedono più veloce il campionamento e l&#39;elaborazione dei dati video, che in genere viene eseguita di ritagliare l&#39;immagine ottenuta dalla fotocamera. Ciò comporta una riduzione del campo di visione utilizzato, che riduce in tal modo la gamma di movimento della testa ammissibile. I ricercatori che utilizzano sistemi che offrono diverse opzioni di frequenza di campionamento dovrebbe scegliere uno che è abbastanza alto per affrontare la loro domanda di ricerca, ma abbastanza basso per consentire livelli attesidi movimento della testa. </li></ol> 2. Test Ambiente e stimoli <ol><li> Arredamento della camera Sparse è raccomandato per l&#39;immediato eye-tracking ambiente al fine di ridurre al minimo le possibilità che l&#39;attenzione del bambino è redatto al di fuori del display. Allo stesso modo, una stanza scarsamente illuminata aiuta a ridurre la rilevanza dei concorrenti non-display stimoli. </li><li> Tuttavia, poiché alcuni bambini con DSA possono verificarsi visivo e / o ipersensibilità uditive, i ricercatori dovrebbero evitare di testare in una stanza completamente buia che aumenta la luminosità del display o anche eccessivamente gli effetti sonori o vibrazioni forti nelle loro presentazioni, in quanto questi possono essere avversivo per alcuni bambini con ASD e il risultato in test di conformità ridotta. Ambienti oscurati può anche aumentare la dilatazione della pupilla che può rendere l&#39;allievo più difficili da rintracciare, anche se questo può variare a seconda del eye-tracking attrezzature utilizzate. Per la maggior parte dei casi, l&#39;illuminazione ufficio standard è raccomandato. </li><li> Per further ridurre le possibilità del fanciullo essendo distratto lontano dal display, lo sperimentatore non deve essere visibile al bambino partecipante. Ciò può essere ottenuto posizionando una partizione tra l&#39;occhio-tracking e la stazione sperimentatore-equipaggio computer host o semplicemente posizionando il sperimentatore fuori dalla vista del partecipante. Una seconda macchina fotografica può aiutare il sperimentatore mantenere una vista del partecipante in questa situazione. Infatti, alcuni commerciali eye-trackers integrano una macchina fotografica all&#39;interno del display in modo che il video del partecipante viene trasmessa in tempo reale al computer host per il monitoraggio sperimentatore. </li></ol> 3. Procedure <ol><li> I bambini piccoli, in particolare quelli con un ASD, possono essere preoccupati per sperimentare un nuovo ambiente di test. Mentre prima la familiarità con lo spazio di prova e / o sperimentatore può contribuire a placare questi sentimenti, questo non è sempre possibile. Come minimo, i bambini apprensivi devono essere accompagnati da un genitore o familiar adulto per tutta la sessione di test. In alcuni casi, i ricercatori dovrebbero essere preparati ad essere paziente, mentre il bambino diventa adattata al nuovo ambiente. </li><li> Prima della sessione di test comincia, lo sperimentatore può scegliere di avere il video per bambini o fumetto giocare sul monitor. Questo aiuta spesso il bambino a sentirsi più a suo agio garantendo al contempo l&#39;attenzione è rivolta verso il display test. Lo sperimentatore può quindi approfittare della catturato l&#39;attenzione del bambino per posizionare il bambino dentro di eye-tracking gamma e di transizione direttamente nella sequenza di taratura. </li><li> Sedili per bambini deve consentire la regolazione verticale al fine di garantire che tutti i bambini, indipendentemente di altezza e posizione, possono essere posizionati all&#39;interno eye-tracking gamma. Mentre la distanza della sedia dal display dipenderà dalla dimensione dello schermo e l&#39;angolo desiderato visivo, l&#39;altezza della sedia deve essere regolato sulla base statura del bambino in modo che la linea di sight è standardizzato in tutti i partecipanti. Poiché non tutti i bambini seduti sulla sedia esattamente nello stesso modo, è spesso necessario modificare leggermente il partecipante-a-display distanza al fine di garantire che ogni bambino è posizionato alla distanza ottimale dallo schermo per acquisire dati di alta qualità . Questa distanza viene specificato dal produttore eye-tracking, ed è più facilmente realizzabile utilizzando una sedia mobile. </li><li> Gli sperimentatori può prima tentare di avere il bambino, se abbastanza piccolo, seduto da solo in un seggiolino per auto fibbia regolabile su un ascensore o in una sedia portatile ad alta che si collega al regolabile in altezza sedia da ufficio. Abbiamo anche avuto successo utilizzando una sedia Rifton, in particolare con i bambini che lo hanno utilizzato in precedenza in contesti scolastici o di casa, come è facile la posizione e aiuta a limitare la mobilità che può causare la perdita di dati. </li><li> I bambini che restano solo compatibile, mentre seduto sul grembo del caregiver, o che richiedono il corpo sostenere la ca badanten fornire, può anche essere ospitati avendo sit badante in una sedia da ufficio che può essere alzato o abbassato per posizionare il bambino entro i parametri di distanza standardizzati. Si veda la Figura 2 per un esempio di questo set-up. Statistiche relative seduta sul giro rispetto sedia deve sempre essere venduto al dettaglio per analizzare confonde possibili. Al fine di garantire che solo gli occhi del bambino vengono acquisiti dalla Eye Tracker, i ricercatori possono avere caregivers indossare infrarossi-bloccante o occhiali da sole opachi, o semplicemente chiedergli di chiudere gli occhi durante il test. Gli operatori devono essere istruiti ad essere ferma e astenersi dal verbale o non verbale comunicazione con il bambino durante la procedura di verifica. </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig1.jpg" /> Figura 1. A da testa eye-tracking sistema. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig2.jpg" /> Figura 2. </strong&gt; Un bambino può sedersi sulle ginocchia del caregiver se il bambino necessita di assistenza fisica in seduta, o se è necessario per mantenere la conformità. <ol start="6"><li> Per eye-tracking sistemi che forniscono lo sperimentatore, con una finestra che mostra gli occhi del partecipante all&#39;interno della gamma di movimento della testa consentito, gli occhi del bambino deve essere posizionato al centro della finestra in modo da aumentare le probabilità che il tracker occhio manterrà una immagine degli occhi, anche se i slouches bambino, raddrizza o oscilla durante i test. </li><li> Una volta posizionato correttamente, lo sperimentatore deve iniziare la procedura di calibrazione. Come bambini con ASD può non essere in grado o non vogliono seguire le istruzioni verbali a guardare a posizioni specifiche sullo schermo (come è tipico per le sequenze di calibrazione molti), l&#39;uso di stimoli dinamici, accompagnati dal suono, possono più efficacemente catturare l&#39;attenzione e quindi provocare in dati più precisi sguardo. Tipicamente, un 5-punto di sequenza è abbastanza breve per mantenerel&#39;attenzione del bambino, fornendo inoltre una calibrazione accurata. Eye-tracking studi con i bambini utilizzano spesso a soli 2 punti di calibrazione, mentre a 9 punti di calibrazione è tipico per le indagini con adolescenti e adulti. </li><li> Gli sperimentatori può consentire di massimizzare l&#39;attenzione visiva del bambino alla visualizzazione durante la prova, progettando un compito conciso e convincente che ha compito richiede minime (ad esempio, un compito visione passiva). Inoltre, tra cui un inter-stimolo di animazione con un effetto sonoro di accompagnamento (forse simili a quelle utilizzate durante la sequenza di taratura) può aiutare a reindirizzare l&#39;attenzione al display per i bambini la cui attenzione si è estinto. Inoltre, posizionando questo inter-stimolo di animazione in un luogo prestabilito in grado di garantire che tutti i modelli di scansione visiva inizia nello stesso posto per tutti i partecipanti. </li><li> Se l&#39;attività di ricerca è lungo, lo sperimentatore può usare questa inter-stimolo animazione come &quot;ancora&quot; per determinare se la deriva di calibrazione è in corso. Typically, se deriva supera i 3 gradi di angolo di visuale, ri-calibrazione deve essere somministrato. Inoltre, se i compiti multipli o prove sono inclusi, ricalibrazione è raccomandata tra ciascuno per eliminare la deriva nel corso del test. </li></ol> 4. Analisi <ol><li> La maggior parte dei sistemi di eye-tracking cedere prime file di dati che includono, come minimo, un timestamp, coordinate X e Y del punto di riguardo (a volte per entrambi gli occhi), la distanza dal display o stimolo, insieme con un indice che caratterizza uno evento o cambiamento nella presentazione dello stimolo. Alcuni programmi software anche fornire informazioni sui diametro della pupilla e metriche di fissaggio. </li><li> Come si sceglie di condensare la grande quantità di dati grezzi è determinato dalla domanda di ricerca. Molto spesso l&#39;obiettivo è quello di caratterizzare le metriche di densità di fissazione e / o dinamica oculomotori. Tuttavia, una volta questi costrutti sono caratterizzati, costrutti sovraordinati quali l&#39;attenzione e la memoria può essere esaminato sotto speccondizioni di progetto IFIC. </li><li> Densità Fissazione: Mentre molti algoritmi esistono diverse che caratterizzano la densità di fissaggio 15, tutti di analizzare due componenti principali: l&#39;informazione temporale e spaziale. Ad esempio, un fissaggio può essere definito come il punto di materia rimanendo entro un diametro di 1 ° di angolo visuale per almeno 100 millisecondi, sebbene questi parametri sono spesso ancorati dalla domanda di ricerca. Comuni variabili dipendenti includere il numero di fissazioni, durata media di fissazione, e tempo di fissazione totale, e la disposizione spaziale e / o una sequenza di fissazioni individuali (ad esempio, percorsi di analisi) 16. </li><li> Analisi di fissaggio sono spesso condotte all&#39;interno predefiniti &quot;settori di interesse&quot; (AOI). I ricercatori possono essere interessati a sapere se i bambini con e senza ASD differiscono nella loro tempo di fissazione di AOI specifici (come gli occhi su un volto), la loro latenza di AOI fissano il primo, o nei modelli di loro sguardo si sposta tra AOI. Inoltre, le metriche elencatiin 4,3 può essere applicato anche ad analisi AOI. </li><li> I bambini con ASD, in particolare quelli con deficit di attenzione sostenere, spesso mostrano i dati mancanti sguardo più rispetto ai controlli. Questa situazione può verificarsi la dovuta attenzione agli stimoli visivi meno sullo schermo o lampeggiante eccessiva (a volte prodotta da un display troppo luminoso o un ambiente di test troppo scuro). Per controllare i dati mancanti differenze tra i gruppi, i ricercatori potrebbero voler condurre analisi in proporzione del tempo lo sguardo sullo schermo invece che in valori assoluti che possono essere confusi da dati mancanti. Inoltre, al fine di proteggere dati inattendibili causati da insufficiente campionamento, i ricercatori devono richiedere che tutti i partecipanti che sono inclusi nel campione finale passare un &quot;tempo minimo&quot; tagliato fuori. La specificità di questo cut off può variare dallo studio, ma in generale i partecipanti con più sospetto mancanti rispetto ai dati registrati devono essere considerati. </li><li> In contrasto con l&#39;analisi di fissazione, la velocità basati su algoritmi di incorporare il chAnge a distanza euclidea tra le registrazioni successive e si concentrano principalmente sulla saccadi. Un saccade è indicato quando la velocità (distanza / tempo) supera una certa soglia. Se le registrazioni concorrenti non superano questa soglia di velocità per un determinato periodo di tempo, una fissazione è indicata. </li><li> Dynamics oculomotori: caratterizzazione dinamica oculomotori richiede un elevato campionamento sistema di eye-tracking che sia sufficientemente sensibile ai cambiamenti sottili nella posizione degli occhi e il movimento degli occhi. Anche se molte variabili dipendenti può essere indagata nell&#39;ambito delle dinamiche oculomotori tra saccadi, la deriva oculare ed al suo esercizio, tutti gli indici di riposo sulla velocità di movimento degli occhi. Che caratterizza questa velocità si basa su due proprietà (ad esempio, distanza e tempo) e permette in tal modo per l&#39;esame delle altre proprietà della dinamica oculomotori, compresa la distribuzione o il motivo della velocità saccadi, la distribuzione o il motivo della saccade ampiezza, la distribuzione o di modello di saccade DURATione, come pure la latenza di saccade e precisione di terminazione saccade (cioè, il guadagno). Paradigmi comuni includono le attività visivamente saccadi guidate, attività, attività antisaccade memoria saccadi guidate e le attività saccadi predittivi. 7, 17 La letteratura esistente contiene una grande quantità di ricerche sulle dinamiche saccadi che potrebbero beneficiare di ricercatori interessati 18-20. </li></ol> 5. Risultati rappresentativi <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig3.jpg" /> Figura 3. Figura 3 rappresenta una mappa generata nella fissazione dal nostro gruppo di ricerca. Indicato qui sono le fissazioni individuali, rappresentati da cerchi viola, da un solo bambino con ASD durante la visualizzazione di un&#39;immagine statica. Fissazioni dai compiti di questo e simili vengono analizzati attraverso i partecipanti per determinare se i bambini con e senza ASD si differenziano per la loro attenzione visiva per varie AOI. <img alt="Figura 4"src = &quot;/ files/ftp_upload/3675/3675fig4.jpg&quot; /&gt; . Figura 4 Figura 4 rappresenta un esempio di un prodotto finale che include molti dei passi descritti in precedenza, tra cui: 1) applicazione di un filtro di fissazione dello sguardo dati grezzi, 2) assegnando fissazioni a AOI specifici, e 3) condensazione e confrontando i modelli dei fissazioni attraverso un gruppo di sviluppo tipico (TD) i figli e un gruppo di bambini con ASD. Più specificamente, questa cifra dimostra che all&#39;interno di un paradigma esplorazione visiva, i bambini con ASD esplorare (ad esempio, fissare), un minor numero di immagini sociali, quando i bambini TD &quot;High autistico interesse&quot; (HAI) gli oggetti vengono visualizzati contemporaneamente. Quando &quot;Low autistico interesse&quot; (LAI), gli oggetti sono presentati con stimoli sociali, tuttavia, l&#39;esplorazione di immagini sociali non differisce significativamente tra i gruppi, suggerendo che l&#39;attenzione sociale in ASD è modulata in base alla rilevanza relativa di stimoli concorrenti 21.

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Gli autori non hanno nulla da rivelare e senza conflitti di interesse.

L&#39;emergere di eye-tracking, come uno strumento oggettivo e accessibile per l&#39;esame delle caratteristiche percettive dei disturbi psichiatrici ha facilitato la ricerca l&#39;attenzione visiva anormale e modelli oculomotori che contribuiscono alle caratteristiche cliniche della ASD. Un&#39;applicazione particolarmente promettente di questo lavoro è stato quello di studiare i bambini con ASD, al fine di cogliere i meccanismi dello sviluppo precoce emergenti del disturbo. Mentre le indagini con questo gruppo di età sono fondamentali per illuminare il corso in anticipo e le caratteristiche di ASD, farlo con i tradizionali paradigmi comportamentali è stato spesso difficile date le difficoltà sociali e comunicative che esistono in questa popolazione. Eye-tracking in grado di alleviare alcune di queste richieste del compito, fornendo una misura diretta e quantificabile delle preferenze visive e guardare il comportamento. In definitiva, questo approccio può aiutare a rivelare informazioni importanti durante un periodo critico per lo sviluppo di ASD, un processo di that, a sua volta potrebbe informare l&#39;identificazione precoce e gli sforzi di intervento. Nonostante questi vantaggi, eye-tracking bambini con ASD è complicata da una serie di sfide metodologiche. Le attuali linee guida dettagli del protocollo per l&#39;attuazione eye-tracking con questa popolazione. Mentre le proposte sopra indicate sono limitati a comuni e disponibili in commercio corneale-riflessione sistemi di eye-tracking, in particolare quelli che non limitare il movimento dei partecipanti e può correggere il movimento della testa, essi sono progettati per fornire istruzione generale per i ricercatori interessati. Progettazione ottimale è spesso studio specifico, ma raccomandazioni generali comprendono la scelta delle attrezzature e la creazione di un ambiente di test che sono i presupposti per studiare questa popolazione, attuando procedure che riducano al minimo gli ostacoli e le distrazioni possibili, e perseguendo appropriate strategie analitiche. L&#39;adozione di tali pratiche può accelerare eye-tracking di ricercascopo di esaminare i primi sintomi di manifestazioni ASD, ma possono anche riguardare gruppi di ricerca interessati a eye-tracking bambini più in generale, compresi i lattanti 22, così come i bambini con disabilità dello sviluppo diversi da autismo. Inoltre, i ricercatori potrebbe voler far tesoro di queste raccomandazioni, incorporando eye-tracking con altre misure fisiologiche, come ad esempio EEG, conduttanza cutanea galvanica e della frequenza cardiaca di monitoraggio, per fornire un profilo più complessiva della risposta psicobiologica. La crescente disponibilità di mobili di eye-tracking sistemi aumenta anche la possibilità di estendere lo studio del comportamento sguardo in ASD in contesti più ecologicamente validi, tra cui vivo l&#39;interazione sociale. Questi disegni innovativi dovrebbero aumentare in popolarità nei prossimi anni.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del materiale </td><td> Tipo </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commento </td></tr><tr><td> Eye-tracker </td><td> Un sistema stand-alone riflesso corneale based. Eye-Tracker è integrato in 24 &quot;widescreen monitor TFT. Records a 60Hz. </td><td> Tobii </td><td> Tobii 60XL </td><td> In figura 2. Questo è uno dei numerosi sistemi che permette il movimento della testa (in questo caso, all&#39;interno di uno spazio cubico di 40x20x27cm da una distanza di 60 centimetri, mantenendo un&#39;accuratezza media di ~ 0,5 ° di angolo visivo). </td></tr><tr><td> Eye-Tracker Software di controllo </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Studio v 2.1.14 </td><td></td></tr><tr><td> Fissazione Analisi programma </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Studio v 2.1.14 </td><td> Fissareanalisi zione nella figura 3 generato utilizzando questo programma. Uscita in figura 4 generata in software esterno. </td></tr></tbody></table>

eye tracking young children with autism

L&#39;aumento dei accessibili commerciali sistemi di eye-tracking ha alimentato un rapido aumento del loro uso nella ricerca psicologica e psichiatrica. Fornendo un rapporto diretto, misura dettagliata e obiettiva dei comportamenti sguardo, eye-tracking è diventato uno strumento prezioso per l&#39;esame delle strategie percettive anomale nelle popolazioni cliniche ed è stato utilizzato per identificare i disturbi caratteristiche specifiche 1, 2 promuovere l&#39;identificazione precoce, il trattamento e informare 3 . In particolare, gli investigatori dei disturbi dello spettro autistico (ASD) hanno beneficiato di integrazione di eye-tracking nei loro paradigmi di ricerca 4-7. Eye-tracking è stato ampiamente utilizzato in questi studi per rivelare i meccanismi alla base di prestazioni ridotte compito 8 e 9 anomalo funzionamento del cervello, in particolare durante l&#39;elaborazione di informazioni sociali 1,10-11. Mentre bambini più grandi e gli adulti con DSA comprendono la preponderanza della ricerca in questo settore, eye-trackingpuò essere particolarmente utile per studiare i bambini con la malattia in quanto offre uno strumento non invasivo per valutare e quantificare anomalie dello sviluppo precoce emergenti 2,12-13. Implementazione di eye-tracking con i bambini con DSA, tuttavia, è associata a una serie di sfide uniche, comprese le questioni con il rispetto delle norme derivanti da richieste di compiti specifici e considerazioni psicosociali disturbi correlati. In questo protocollo, ci dettaglio considerazioni metodologiche per ottimizzare la progettazione della ricerca, acquisizione e analisi dei dati psicometrici, mentre eye-tracking bambini con ASD. Le raccomandazioni fornite sono inoltre progettati per essere più ampiamente applicabile per eye-tracking bambini con altre disabilità dello sviluppo. Con l&#39;offerta di linee guida per buone pratiche in questi settori basate su insegnamenti tratti dal nostro lavoro, speriamo di aiutare altri ricercatori fanno il sound design di ricerca e di analisi delle scelte, evitando le insidie ​​più comuni che possono compromettere i datimentre l&#39;acquisizione di eye-tracking bambini con difficoltà di sviluppo ASD o altro.

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Eye Tracking Young Children with Autism

Eye Tracking è stato a lungo utilizzato per studiare gli schemi di sguardo in soggetti con sviluppo tipico, ma i recenti progressi tecnologici hanno reso l&#39;uso con le popolazioni cliniche, tra cui l&#39;autismo, più fattibile. Mentre eye-tracking bambini con autismo in grado di offrire comprensione manifestazioni dei sintomi iniziali, si tratta di sfide metodologiche. Suggerimenti per le migliori pratiche sono forniti.

Eye tracking bambini piccoli con autismo

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a ...

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45.2K Views.  University of Texas at Dallas. Eye Tracking è stato a lungo utilizzato per studiare gli schemi di sguardo in soggetti con sviluppo tipico, ma i recenti progressi tecnologici hanno reso l'uso con le popolazioni cliniche, tra cui l'autismo, più fattibile. Mentre eye-tracking bambini con autismo in grado di offrire comprensione manifestazioni dei sintomi iniziali, si tratta di sfide metodologiche. Suggerimenti per le migliori pratiche sono forniti.

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Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

Risonanza Magnetica Derivato valutazione di deformazione miocardica Utilizzo del rilevamento delle caratteristiche

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Ricerca

Medicina

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

Probing the Brain in Autismo Utilizzando fMRI e imaging del tensore di diffusione

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Portable Intermodal Preferential Looking (IPL): Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

One of the defining characteristics of autism spectrum disorder (ASD) is difficulty with language and communication.1 Children with ASD's onset of speaking is usually delayed, and many children with ASD consistently produce language less frequently and of lower lexical and grammatical complexity than their typically developing (TD) peers.6,8,12,23 However, children with ASD also exhibit a significant social deficit, and researchers and clinicians continue to debate the extent to which the deficits in social interaction account for or contribute to the deficits in language production.5,14,19,25
Standardized assessments of language in children with ASD usually do include a comprehension component; however, many such comprehension tasks assess just one aspect of language (e.g., vocabulary),5 or include a significant motor component (e.g., pointing, act-out), and/or require children to deliberately choose between a number of alternatives. These last two behaviors are known to also be challenging to children with ASD.7,12,13,16
We present a method which can assess the language comprehension of young typically developing children (9-36 months) and children with autism.2,4,9,11,22 This method, Portable Intermodal Preferential Looking (P-IPL), projects side-by-side video images from a laptop onto a portable screen. The video images are paired first with a 'baseline' (nondirecting) audio, and then presented again paired with a 'test' linguistic audio that matches only one of the video images. Children's eye movements while watching the video are filmed and later coded. Children who understand the linguistic audio will look more quickly to, and longer at, the video that matches the linguistic audio.2,4,11,18,22,26
This paradigm includes a number of components that have recently been miniaturized (projector, camcorder, digitizer) to enable portability and easy setup in children's homes. This is a crucial point for assessing young children with ASD, who are frequently uncomfortable in new (e.g., laboratory) settings. Videos can be created to assess a wide range of specific components of linguistic knowledge, such as Subject-Verb-Object word order, wh-questions, and tense/aspect suffixes on verbs; videos can also assess principles of word learning such as a noun bias, a shape bias, and syntactic bootstrapping.10,14,17,21,24 Videos include characters and speech that are visually and acoustically salient and well tolerated by children with ASD.

Portable Intermodal Preferential Looking IPL: Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

A reliable home-based way to assess the language comprehension of very young typically developing children, as well as those with autism, is described. The method analyzes children's eye gaze while viewing side-by-side images but hearing an audio that matches only one image. Stimuli are designed with young participants in mind.

Portable Intermodal preferenziale Looking (IPL): Comprensione Lingua Indagare in sviluppo tipico per i più piccoli e bambini piccoli con autismo

One  of the defining characteristics of autism spectrum disorder (ASD) is difficulty  with language and communication.1  Children with ASD's onset of ...

Measurements of Motor Function and Other Clinical Outcome Parameters in Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most reliable assessments regarding therapeutic efficacy. We present clinical and radiological outcome measures used in ambulatory patients participating in our trial &#34;Treatment with L-citrulline and metformin in Duchenne muscular dystrophy&#34;. The motor function measure is a validated test in patients with neuromuscular disorders that consists of 32 items and assesses all three dimensions of motor performance including standing and transfer (D1 subscore), axial and proximal motor function (D2 subscore), and distal motor function (D3 subscore). The test shows high intra- and inter-rater variability but only when strictly following guidelines of the materials, examination steps, and calculation of scores. The 6-minute walk test, timed 10-meter walk/run test, and supine-up time are commonly used timed functional tests that also sufficiently monitor changes in muscle function; however, they strongly depend on patient collaboration. Quantitative MRI is an objective and sensitive biomarker to detect subclinical changes, though the examination costs may be a reason for its limited use. In this study, a high correlation between all clinical assessments and quantitative MRI scans was found. The combinational use of these methods provides a better understanding about disease progression; however, longitudinal studies are needed to validate their reliability.

The aim of this study is to present the most reliable clinical outcome measures and their correlations with quantitative muscle MRI in ambulant patients with Duchenne muscular dystrophy.

Misure della funzione motoria e altri parametri di risultato clinico in fase postoperatoria bambini con la distrofia muscolare di Duchenne

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most ...

Electroretinogram Recording for Infants and Children under Anesthesia to Achieve Optimal Dark Adaptation and International Standards

Electroretinogram (ERG) is the only clinical objective test available to assess retinal function. Full-field ERG (ffERG) measures the panretinal rod and cone photoreceptor function as well as inner retinal function and is an important measure in the diagnosis and management of inherited retinal diseases as well as inflammatory, toxic, and nutritional retinopathies. Adhering to international standards and maintaining retinal dark adaptation are critical to acquire valid and reliable dark-adapted (scotopic) and light-adapted (photopic) ffERG responses. Performing ffERG in infants and children is challenging and often requires general anesthesia in the operating room. However, maintaining retinal dark adaptation in the operating room is becoming increasingly difficult given the numerous light sources from anesthesiology monitoring systems and other equipment. A practical and widely applicable method for ffERG testing is described in the operating room that optimizes retinal dark adaptation. The method reduces operating room time by dark-adapting the patient before general anesthesiology is instituted. The operating room is modified for dark adaptation and any remaining light source in the darkened operating room is minimized with the use of a modified portable foldable darkroom that encloses the patient&#8217;s head and the ERG examiner during ffERG scotopic recordings. The simple method adheres to ffERG international standards and provides valid reliable scotopic and photopic ffERG recordings that are critical to assess objective retinal function in this young age group where subjective assessment of visual function such as visual acuity and visual fields are not possible. Furthermore, the ffERG is the gold standard clinical test in detecting early onset inherited retinal diseases including Leber congenital amaurosis where approved gene therapy has become available. In sedated conditions, very low amplitude ffERG signals can be detected due to minimal orbicularis muscle activity interference, which is particularly relevant in patients after gene therapy to detect improved amplitude responses.

Adhering to international standards and maintaining retinal dark adaptation are critical to acquire valid full-field electroretinogram responses in the diagnosis and management of inherited retinal diseases. A practical protocol using a portable darkroom is provided to obtain full-field&#160;electroretinogram for infants and children under sedation or general anesthesia in the operating room setting.

Registrazione elettroretinogramma per neonati e bambini in anestesia per ottenere un adattamento oscuro ottimale e standard internazionali

Electroretinogram (ERG) is the only clinical objective test available to assess retinal function. Full-field ERG (ffERG) measures the panretinal rod and ...

Human Fetal Blood Flow Quantification with Magnetic Resonance Imaging and Motion Compensation

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the recognized standard-of-care for blood flow quantification based on phase contrast MRI. While such measurement of blood flow has been possible in adults for decades, methods to extend this capability to fetal blood flow have only recently been developed.
Fetal blood flow quantification in major vessels is important for monitoring fetal pathologies such as congenital heart disease (CHD) and fetal growth restriction (FGR). CHD causes alterations in the cardiac structure and vasculature that change the course of blood in the fetus. In FGR, the path of blood flow is altered through the dilation of shunts such that the oxygenated blood supply to the brain is increased. Blood flow quantification enables assessment of the severity of the fetal pathology, which in turn allows for suitable&#160;in utero&#160;patient management and planning for postnatal care.
The primary challenges of applying phase contrast MRI to the human fetus include small blood vessel size, high fetal heart rate, potential MRI data corruption due to maternal respiration, unpredictable fetal movements, and lack of conventional cardiac gating methods to synchronize data acquisition. Here, we describe recent technical developments from our lab that have enabled the quantification of fetal blood flow using phase contrast MRI, including advances in accelerated imaging, motion compensation, and cardiac gating.

Here we present a protocol for measuring fetal blood flow rapidly with MRI and retrospectively performing motion correction and cardiac gating.

Quantificazione del flusso sanguigno fetale umano con risonanza magnetica e compensazione del movimento

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the ...

Psychophysical Tracking Method to Assess Taste Detection Thresholds in Children, Adolescents, and Adults: The Taste Detection Threshold (TDT) Test

This paper describes a two-alternative, forced-choice, staircase, tracking procedure, called the Taste Detection Threshold (TDT) test, that provides a reliable measure of sweet, salty, and umami taste detection thresholds from childhood to adulthood. Advantages of the method include procedures that are identical for children and adults, thus allowing the determination of age-related and individual differences in taste perception, if any, and tasks that can be completed in a relatively short time frame, do not rely on continuous attention or require memorization, control for subjective response biases, and minimize the impact of language development. After a 1 hour fast, participants are presented with pairs of solutions; in each pair, one solution is water, and the other solution contains varying concentrations of the tastant.
Using a whole-mouth tasting method, participants taste each solution (without swallowing and with rinsing between tastings) and then point to the solution with a taste or that tastes different from water. The concentration of the stimulus in the subsequent pair increases after a single incorrect response and decreases after two consecutive correct responses. A reversal occurs when the concentration sequence changes direction. The task is deemed completed after the occurrence of four reversals, provided there are a maximum of two dilution steps between two successive reversals, and the series of reversals do not form an ascending pattern. These additional criteria ensure greater reliability in outcomes. The TDT is then calculated as the geometric mean of the concentrations of the four reversals. This method has real-world relevance as it provides information on a dimension of taste perception that is independent of hedonics, and that can change with aging and certain disease states, making it a valuable psychophysical test.

Psychophysical Tracking Method to Assess Taste Detection Thresholds in Children, Adolescents, and Adults: The Taste Detection Threshold TDT Test

Psychophysical tools measure the functionality of the taste system for both research and health assessment purposes. This paper describes a method to measure taste detection thresholds that can determine the lowest concentration of sucrose, sodium chloride, or monosodium glutamate that can be tasted by individuals as young as 6 years.

Metodo di monitoraggio psicofisico per valutare le soglie di rilevamento del gusto in bambini, adolescenti e adulti: il test della soglia di rilevamento del gusto (TDT)

This paper describes a two-alternative, forced-choice, staircase, tracking procedure, called the Taste Detection Threshold (TDT) test, that provides a ...

Disfunzione della ghiandola lacrimale indotta da scopolamina nei ratti

A Rat Dry Eye Model with Lacrimal Gland Dysfunction Induced by Scopolamine

Aqueous-deficient dry eye (ADDE) is a type of dry eye disease that can result in the reduction of tear secretion quantity and quality. Prolonged abnormal tear production can lead to a disturbance in the ocular surface environment, including corneal damage and inflammation. In severe cases, ADDE can cause vision loss or even blindness. Currently, dry eye treatment is limited to eye drops or physical therapy, which can only alleviate eye discomfort symptoms and cannot fundamentally cure dry eye syndrome. To restore the function of the lacrimal gland in dry eye, we have created an animal model of lacrimal gland dysfunction in rats induced by scopolamine. Through the comprehensive evaluation of the lacrimal gland, corneas, conjunctivas, and other factors, we aim to provide a full understanding of the pathological changes of ADDE. Compared with the current dry eye mouse model, this ADDE animal model includes a functional evaluation of the lacrimal gland, providing a better platform for studying lacrimal gland dysfunction in ADDE.

Autore in primo piano: Sfide nello sviluppo di modelli animali di occhio secco e direzioni future della ricerca

Here, we establish a rat model of lacrimal gland dysfunction to provide a basis for the study of aqueous-deficient dry eye.

Un modello di occhio secco di ratto con disfunzione della ghiandola lacrimale indotta dalla scopolamina

Aqueous-deficient dry eye (ADDE) is a type of dry eye disease that can result in the reduction of tear secretion quantity and quality. Prolonged abnormal ...