<html> Agradecemos a todas as crianças e acompanhantes que participaram de nossos olhos de rastreamento de estudos no Centro Callier para Distúrbios da Comunicação da Universidade do Texas em Dallas, e na UNC Carolina Instituto de deficiências de desenvolvimento. N. Sasson foi apoiada por Grant Número UL1RR024982, intitulado &quot;Norte e Central Texas Iniciativa ciência clínica e translacional&quot; (Milton Packer, MD, PI) do Centro Nacional de Pesquisa de Recursos (NCRR), um componente do National Institutes of Health (NIH) e NIH Roadmap for Medical Research, e seu conteúdo são da exclusiva responsabilidade dos autores e não representam necessariamente a posição oficial do NCRR ou NIH. Informação sobre NCRR está disponível em <a href="http://www.ncrr.nih.gov/">http://www.ncrr.nih.gov/</a> . Informações sobre a Re-engenharia da Empresa de Pesquisa Clínica podem ser obtidasranslational.asp &quot;&gt; http://nihroadmap.nih.gov/clinicalresearch/overview-translational.asp. J. Elison foi apoiada por um prêmio NRSA (5-T32-HD007376) de NICHD ao Consórcio Carolina sobre o Desenvolvimento Humano do Centro de Ciência do Desenvolvimento, UNC.

1. Eye-Tracking Equipamentos Embora uma variedade de sistemas de rastreamento ocular estão comercialmente disponíveis, aqueles que são mais propícias para testar crianças com ASD partes os seguintes recursos: <ol><li> Em primeiro lugar, o olho-tracker precisa de conta para movimentação da cabeça, que se não corrigida, pode comprometer a integridade dos dados adquiridos olhar. Enquanto muitos sistemas mais antigos assegurado um acompanhamento preciso através de estabilização da cabeça através do uso de um queixo resto ou sistemas de cabeça montada (veja Figura 1), estas opções não são ideais para soluções de rastreamento ocular para crianças pequenas que possam resistir a esforços para restringir o movimento da cabeça, ou dispor de um equipamento colocado em cima deles. Felizmente, mais modernos comerciais infravermelho vídeo eye-tracking sistemas utilizam um sistema de referência com base em reflexões de córnea que são resistentes aos movimentos da cabeça menores. Eye-tracking ou sistemas que oferecem soluções integradas de monitoramento remoto ou de cabeça são os preferidos e agora estão de larguraly disponível. </li><li> Discretas eye-tracking sistemas que não interferem com a sessão de testes são recomendados para testar crianças com ASD. Estes podem ser modelos que estão integrados dentro de um monitor (por exemplo, modelos Tobii Tecnologia TX300, T60XL, ou T120, modelo Instrumentos SensoMotoric RED500), ou table-top versões (por exemplo, Tobii Tecnologia TX300, X120; Applied Science Laboratories modelo D6 Optics ; SR Research modelo EyeLink 1000) discretamente colocado ao alcance do participante. Como table-top versões não estão presos em um tamanho específico de tela, eles oferecem maior flexibilidade metodológica, mas são menos automatizada e podem exigir um ajustamento mais manual. </li><li> Os pesquisadores também deve escolher um sistema de rastreamento ocular com uma taxa de amostragem adequada para lidar com suas perguntas de pesquisa. A maioria de córnea reflexão eye-tracking sistemas têm uma taxa de amostragem mínima de 50 Hz (ou seja, 50 pontos de dados por segundo), que é adequada para examinar patt crianças pequenas perceptualRER durante a varredura visual de imagens estáticas e vídeos dinâmicos 13 10. No entanto, os pesquisadores interessados ​​em comportamento oculomotor sutil 14 (por exemplo, bom ganho de perseguição, e / ou sacadas expressas) vai querer investir em um sistema com uma maior taxa de amostragem (ou seja, ≥ 250 Hz). Esteja ciente de que em alguns sistemas que permitem várias opções de taxa de amostragem, as maiores taxas de amostragem muitas vezes estão habilitados à custa da liberdade de movimento da cabeça, tornando-se mais difícil manter uma criança dentro de cinética de rastreamento ocular intervalo. Taxas de quadros mais altas exigem mais rápida amostragem e processamento de dados de vídeo, que é tipicamente realizadas por cortar a imagem obtida com câmera. Isto resulta numa redução do campo de vista utilizado, o que portanto reduz a amplitude do movimento da cabeça admissível. Os pesquisadores que utilizam os sistemas que oferecem opções de taxa de amostragem diferentes deve selecionar um que é alto o suficiente para resolver a sua questão de pesquisa, mas baixa o suficiente para permitir níveis esperadosde movimentação da cabeça. </li></ol> 2. Ambiente de teste e Estímulos <ol><li> Décor do quarto Sparse é recomendado para o ambiente de rastreamento ocular imediato, a fim de minimizar as chances de que a atenção da criança é desenhado fora da tela. Da mesma forma, uma sala mal iluminada ajuda a reduzir a importância das concorrentes não-exibição estímulos. </li><li> No entanto, porque algumas crianças com ASD podem experimentar visual e / ou hipersensibilidades auditivas, os pesquisadores devem evitar o teste em uma sala completamente escura que aumenta o brilho da tela ou incluindo efeitos sonoros excessivamente altos ou dissonante em suas apresentações, como estes podem ser aversivo para algumas crianças com ASD e resultado em conformidade testes reduzida. Ambientes escuros podem também aumentar a dilatação da pupila que pode tornar a pupila mais difícil de controlar, embora isto possa variar dependendo do equipamento de rastreamento ocular utilizado. Para a maioria dos casos, a iluminação de escritório padrão é recomendado. </li><li> Para further reduzir as chances de a criança se distrair longe da tela, o pesquisador não deve ser visível para a criança participar. Isto pode ser conseguido colocando uma partição entre a estação de olho-tracking e ao computador host experimentador-tripulado ou, simplesmente posicionando o experimentador para fora da vista do participante. Uma segunda câmera pode ajudar o pesquisador manter uma visão da participante nesta situação. De fato, alguns comerciais olho-trackers integrar uma câmera dentro do ecrã, de modo que o vídeo do participante é retransmitida em tempo real para o computador host para monitoramento experimentador. </li></ol> 3. Procedimentos <ol><li> As crianças, particularmente aquelas com TEA, podem ficar apreensivo experimentando um ambiente de teste da novela. Enquanto familiaridade prévia com o espaço de ensaio e / ou experimentador pode ajudar a acalmar esses sentimentos, nem sempre isso é possível. No mínimo, apreensivos crianças devem ser acompanhadas pelos pais ou Familiar de adultos em toda a sessão de testes. Em alguns casos, os pesquisadores devem estar preparados para ser paciente enquanto a criança torna-se acomodado ao novo ambiente. </li><li> Antes da sessão de testes começa, o experimentador pode escolher ter vídeo infantil ou desenho animado jogar no monitor. Isso muitas vezes ajuda a fazer a criança se sinta mais à vontade ao mesmo tempo, garantindo a atenção está voltada para a exibição teste. O experimentador pode então aproveitar capturou a atenção da criança para posicionar a criança dentro de eye-tracking alcance e transição diretamente para a sequência de calibração. </li><li> O assento para a criança deve permitir a regulação vertical, a fim de assegurar que todas as crianças, independentemente da altura e da postura, pode ser posicionada dentro do olho-tracking intervalo. Enquanto a distância da cadeira a partir do visor irá depender do tamanho do ecrã eo ângulo desejado visual, a altura da cadeira necessita de ser ajustada com base na estatura da criança de modo que linha de sight é padronizada em todos os participantes. Uma vez que nem todas as crianças sentar-se na cadeira em exactamente da mesma maneira, também é muitas vezes necessário para ajustar a distância ligeiramente-participante para o visor, a fim de assegurar que cada criança está posicionado a uma distância óptima a partir do ecrã para a aquisição de dados de alta qualidade . Esta distância será especificado pelo fabricante do olho-tracking, e é mais facilmente conseguida usando uma cadeira móvel. </li><li> Experimentadores podem primeiro tentar ter o filho, se for pequeno o suficiente, sente-se sozinho em um assento de carro fivela ajustável em um elevador ou em uma cadeira portátil de alta que atribui à altura ajustável cadeira de escritório. Nós também tivemos sucesso usando uma cadeira Rifton, principalmente nas crianças que usaram anteriormente em sala de aula ou em casa, como é fácil para a posição e ajuda a restringir a mobilidade que pode resultar em perda de dados. </li><li> As crianças que permanecem apenas compatível ao sentar-se sobre o colo do cuidador, ou que requerem do corpo apoiar o cuidador can proporcionar, também podem ser acomodados por ter sit cuidador em uma cadeira de escritório que pode ser levantado ou abaixado para posicionar a criança dentro dos parâmetros distância padronizados. Ver Figura 2 para um exemplo deste set-up. Estatísticas relativas sessão volta contra cadeira deve sempre ser vendido por analisar confunde possíveis. A fim de garantir que apenas os olhos da criança são adquiridas pelo rastreador de olhos, os pesquisadores podem ter cuidadores usar infravermelho bloqueio ou óculos opacos ou simplesmente instruí-los a fechar os olhos durante o teste. Os cuidadores devem também ser instruídos a ficar quieto e abster-se de verbal ou não-verbal se comunicar com a criança durante o procedimento de teste. </li></ol><img alt="A Figura 1" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig1.jpg" /> Figura 1. A cabeça-montado sistema de eye-tracking. <img alt="A Figura 2" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig2.jpg" /> Figura 2. </strong&gt; Uma criança pode sentar no colo do cuidador, se a criança necessita de assistência física em sentar-se, ou se é necessário para manter a conformidade. <ol start="6"><li> Para olho-tracking sistemas que proporcionam o experimentador com uma janela exibindo olhos do participante dentro da gama de movimento da cabeça permitido, os olhos da criança deve ser posicionado no centro da janela, a fim de aumentar as hipóteses de o rastreador olho irá reter uma imagem do olho, mesmo que os slouches criança, endireita ou obviamente alteram durante o teste. </li><li> Uma vez posicionado corretamente, o experimentador deve iniciar o procedimento de calibração. Como crianças com ASD podem ser incapazes ou não querem seguir as instruções verbais a olhar para locais específicos na tela (como é típico de muitas seqüências de calibração), o uso de estímulos dinâmicos, acompanhados de som, podem mais eficazmente captar a atenção e, assim, resultar em dados mais precisos olhar. Tipicamente, uma sequência de 5-ponto é breve suficiente para retera atenção da criança ao mesmo tempo proporcionar uma calibração precisa. Eye-tracking estudos com crianças muitas vezes empregam apenas uma calibração de 2 pontos, enquanto uma calibração de 9 pontos é típico para investigações com adolescentes e adultos. </li><li> Experimentadores podem maximizar a atenção visual da criança para a exibição durante o teste através da concepção de uma tarefa conciso e atraente, que tem demandas das tarefas mínimas (por exemplo, uma tarefa de visualização passiva). Além disso, incluindo uma animação inter-estímulo com um efeito de som de acompanhamento (talvez semelhantes aos utilizados durante a sequência de calibração) pode ajudar a redireccionar a atenção para o visor para as crianças cujo atenção caducada. Além disso, posicionando esta animação inter-estímulo em um local pré-definido pode assegurar que todos os padrões de varredura visual começam no mesmo ponto para todos os participantes. </li><li> Se a tarefa de investigação é demorado, o experimentador pode usar esta animação inter-estímulo como uma &quot;âncora&quot; para determinar se deriva de calibração está ocorrendo. Tipicoy, se deriva superior a 3 graus de ângulo visual, a recalibração deve ser administrada. Além disso, se as tarefas múltiplas, ou dos ensaios estão incluídos, re-calibração é recomendado entre cada um para eliminar deriva ao longo do teste. </li></ol> 4. Análise <ol><li> A maioria dos sistemas de rastreamento ocular produzir arquivos de dados brutos que incluem, no mínimo, uma hora, X e Y coordenadas do ponto de respeito (às vezes por ambos os olhos), a distância da tela ou estímulo, juntamente com um índice que caracteriza uma evento ou alteração de apresentação do estímulo. Alguns programas de software também fornecem informações sobre o diâmetro pupilar e métricas de fixação. </li><li> Como se escolhe para condensar a vasta quantidade de dados brutos é determinado pela pergunta da pesquisa. Na maioria das vezes o objetivo é caracterizar as métricas de densidade de fixação e / ou dinâmica oculomotores. No entanto, uma vez que essas construções são caracterizados, construções superordenado, tais como atenção e memória pode ser examinado sob especificaçãoIFIC condições de projeto. </li><li> Densidade de Fixação: Enquanto muitos algoritmos diferentes existem que caracterizam a densidade de fixação 15, todos analisar dois componentes principais: informação temporal e espacial. Por exemplo, uma fixação pode ser definido como o ponto de conta remanescente dentro de um diâmetro de 1 ° de ângulo visual durante pelo menos 100 milissegundos, embora estes parâmetros são frequentemente ancorado por questão de pesquisa. Variáveis ​​dependentes comuns incluem o número de fixações, duração média de fixação, e tempo de fixação total, eo arranjo espacial e / ou sequência de fixações individuais (isto é, os caminhos de digitalização) 16. </li><li> Análises de fixação são muitas vezes conduzidos dentro predefinidos &quot;Áreas de Interesse&quot; (AOI). Pesquisadores pode estar interessado em saber se as crianças com e sem ASD diferem em seu tempo de fixação para AOIs específicas (tais como os olhos em uma face), a sua latência para AOIs fixarmos primeiros, ou nos padrões de seu olhar desloca entre AOIs. Além disso, as métricas de listadoem 4,3 pode também ser aplicado para análises AOI. </li><li> As crianças com ASD, especialmente aqueles com dificuldades em sustentar a atenção, muitas vezes apresentam dados olhar mais falta do que nos controles. Isso pode ocorrer a devida atenção aos estímulos menos visual na tela ou por piscar excessiva (por vezes produzido por uma exibição demasiado brilhante ou um ambiente de teste muito escuro). Para controlar dados perdidos diferenças entre os grupos, os pesquisadores podem querer realizar análise como uma proporção do tempo de olhar na tela em vez de valores absolutos que podem ser confundidos por dados perdidos. Além disso, a fim de proteger contra dados não fiáveis ​​causadas por amostragem insuficiente, os investigadores deve exigir que todos os participantes que estão incluídos na amostra final passar um &quot;tempo mínimo&quot; cortado. A especificidade desta ao corte irá variar de acordo com estudo, mas em geral com os participantes suspeito mais ausente do que os dados registados devem ser considerados. </li><li> Em contraste com a análise de fixação, a velocidade à base de algoritmos de incorporar o chAnge em distância euclidiana entre as gravações posteriores e se concentram principalmente em sacadas. A sacada é indicada quando a velocidade (distância / tempo) excede um certo limite. Se gravações simultâneas não exceder este limite de velocidade para um período de tempo especificado, a fixação é indicado. </li><li> Dynamics Oculomotor: Caracterização dinâmica oculomotores requer uma alta de amostragem do sistema de rastreamento ocular que é suficientemente sensível a mudanças sutis na posição dos olhos eo movimento dos olhos. Embora muitas variáveis ​​dependentes podem ser investigadas no âmbito da dinâmica oculomotoras incluindo sacadas, deriva ocular, e de exercício, tudo o resto índices sobre a velocidade de movimento do olho. Caracterizando esta velocidade é baseada em duas propriedades (ou seja, distância e tempo) e, portanto, permite o exame de outras propriedades da dinâmica oculomotores, incluindo a distribuição ou padrão de velocidades sacádicos, a distribuição ou o padrão da amplitude dos movimentos sacádicos, a distribuição ou padrão de saccade duratiónica, bem como a latência de saccade e precisão de terminação saccade (isto é, o ganho). Paradigmas comuns incluem tarefas visualmente guiadas sacádicos, tarefas antisaccade, tarefas de memória guiadas sacádicos e tarefas de Sacada Preditiva. 7, 17 A literatura existente contém um grande corpo de pesquisa sobre a dinâmica sacádicos que poderiam se beneficiar pesquisadores interessados ​​18-20. </li></ol> 5. Os resultados representativos <img alt="A Figura 3" src="/files/ftp_upload/3675/3675fig3.jpg" /> Figura 3. A Figura 3 representa um mapa de fixação gerada na pesquisa por nosso grupo. Mostrado aqui são as fixações individuais, representados por círculos roxos, por uma única criança com ASD durante a visualização de uma imagem estática. Fixações das tarefas deste e similares são analisados ​​através de participantes para determinar se as crianças com e sem ASD diferem em sua atenção visual para AOIs vários. <img alt="A Figura 4"src = &quot;/ files/ftp_upload/3675/3675fig4.jpg&quot; /&gt; . Figura 4 A Figura 4 representa um exemplo de um produto final que inclui muitos dos passos descritos acima, incluindo: 1) aplicação de um filtro de fixação aos dados olhar-primas, 2) a atribuição de fixações para AOIs específicos, e 3) de condensação e comparando os padrões de fixações através de um grupo de desenvolvimento típico (DT) crianças e um grupo de crianças com ASD. Mais especificamente, este número demonstra que dentro de um paradigma de exploração visual, as crianças com ASD explorar (isto é, fixar-se) menos imagens sociais crianças com DT, quando &quot;autismo de alto interesse&quot; (HAI) objetos são simultaneamente exibido. Quando &quot;Baixo autismo interesse&quot; (LAI) os objetos são apresentados estímulos sociais, no entanto, a exploração das imagens sociais não diferem significativamente entre os grupos, sugerindo que a atenção social em ASD é modulada com base na importância relativa dos estímulos concorrentes 21.

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Os autores não têm nada a divulgar e sem conflitos de interesse.

O surgimento de eye-tracking como uma ferramenta objetiva e acessível para examinar as características perceptivas de transtornos psiquiátricos tem facilitado a investigação sobre a atenção visual anormal e padrões oculomotores que contribuem para as características clínicas da ASD. Uma aplicação particularmente promissora deste trabalho foi estudar crianças com ASD, a fim de capturar início de emergentes mecanismos de desenvolvimento da doença. Enquanto as investigações com esta faixa etária são fundamentais para iluminar o curso inicial e características dos ASD, fazê-lo com os tradicionais paradigmas de comportamento tem sido muitas vezes um desafio, dadas as deficiências sociais e comunicativas que existem nesta população. Eye-tracking pode aliviar algumas dessas demandas da tarefa, fornecendo uma medida directa e quantificável de preferências visuais e olhar comportamento. Em última análise, essa abordagem pode ajudar a revelar informações importantes durante um período crítico no desenvolvimento da CIA, um processo that por sua vez, poderia informar a identificação precoce e esforços de intervenção. Apesar destes benefícios, eye-tracking crianças com ASD é complicado por uma série de desafios metodológicos. Os detalhes de protocolo atuais diretrizes para a implementação de rastreamento ocular com essa população. Enquanto as sugestões descritas aqui são limitados comuns e disponíveis comercialmente-reflexão da córnea do olho de rastreamento de sistemas, particularmente aqueles que não restringir os movimentos de participante e pode corrigir o movimento da cabeça, eles são projetados para fornecer instrução geral para pesquisadores interessados. Projeto ideal é frequentemente estudo específico, mas as recomendações gerais incluem selecção de equipamento e criando um ambiente de teste que são favoráveis ​​para o estudo dessa população, a implementação de procedimentos que minimizem os obstáculos e distrações potenciais, e buscar estratégias adequadas de análise. A adoção de tais práticas podem acelerar a pesquisa de rastreamento ocularpor objetivo analisar as manifestações iniciais de sintomas de autismo, mas eles também podem pertencer a grupos de pesquisa interessados ​​em olho-de rastreamento crianças de forma mais ampla, incluindo crianças de 22, bem como crianças com deficiências de desenvolvimento que não autismo. Além disso, os pesquisadores podem querer construir em cima dessas recomendações, mediante a incorporação de rastreamento ocular com outras medidas fisiológicas, tais como EEG condutância da pele, galvânica e freqüência cardíaca de monitoramento, para proporcionar um perfil mais abrangente de resposta psicobiológica. A crescente disponibilidade de móveis de rastreamento ocular sistemas também aumenta a possibilidade de alargar o estudo do comportamento olhar em ASD em contextos mais ecologicamente válidas, incluindo a interação social ao vivo. Estes projetos inovadores devem crescer em popularidade nos próximos anos.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do material </td><td> Tipo </td><td> Companhia </td><td> Número de Catálogo </td><td> Comentar </td></tr><tr><td> Eye-tracker </td><td> Um sistema autônomo de reflexão corneal base. Eye-tracker é integrado 24 &quot;TFT widescreen monitor. Records em 60Hz. </td><td> Tobii </td><td> Tobii 60XL </td><td> Mostrada na Figura 2. Este é um dos vários sistemas que permite a movimentação da cabeça (neste caso, dentro de um espaço cúbico de 40x20x27cm de uma distância de 60 centímetros, enquanto retendo uma precisão média de ~ 0,5 ° do ângulo visual). </td></tr><tr><td> Eye-tracker Control Software </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Estúdio v 2.1.14 </td><td></td></tr><tr><td> Analysis Program fixação </td><td></td><td> Tobii </td><td> Tobii Estúdio v 2.1.14 </td><td> Fixaranálise ção na Figura 3 gerada usando esse programa. Saída na Figura 4 gerada em software externo. </td></tr></tbody></table>

eye tracking young children with autism

A ascensão da acessíveis comerciais de rastreamento ocular sistemas alimentou um rápido aumento na sua utilização na pesquisa psicológica e psiquiátrica. Ao fornecer uma medida direta, detalhada e objetiva do comportamento olhar, olho de rastreamento tornou-se uma ferramenta valiosa para examinar estratégias perceptivas anormais em populações clínicas e tem sido utilizado para identificar as características específicas de desordem 1, promover a identificação precoce 2, e informar o tratamento 3 . Em particular, os pesquisadores de desordens do espectro autista (ASD) beneficiaram da integração de eye-tracking em paradigmas de investigação 4-7. Eye-tracking tem sido largamente utilizado nesses estudos para revelar mecanismos subjacentes à realização da tarefa prejudicada 8 e funcionamento anormal do cérebro 9, particularmente durante o processamento de informação social 1,10-11. Enquanto as crianças mais velhas e adultos com ASD compreendem a preponderância de pesquisas nessa área, eye-trackingpode ser especialmente útil para estudar as crianças com o transtorno, pois oferece uma ferramenta não invasiva para avaliar e quantificar início de emergentes anormalidades do desenvolvimento 2,12-13. Implementação de rastreamento ocular com crianças com ASD, no entanto, está associada a uma série de desafios, incluindo problemas com comportamento compatível resultantes de demandas de tarefas específicas e desordem relacionados considerações psicossociais. Neste protocolo, detalhe que considerações metodológicas para a otimização projeto de pesquisa, aquisição de dados e análise psicométrica enquanto olho-de rastreamento crianças com ASD. As recomendações fornecidas também são projetados para serem mais amplamente aplicável para rastreamento ocular crianças com outras deficiências de desenvolvimento. Ao oferecer diretrizes para as melhores práticas nestes domínios com base em lições derivadas de nosso trabalho, esperamos ajudar os pesquisadores a outros fazer o projeto de pesquisa sólida e opções de análise, evitando as armadilhas comuns que podem comprometer os dadosaquisição enquanto eye-tracking crianças com ASD ou outras dificuldades de desenvolvimento.

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Eye Tracking Young Children with Autism

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

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

Research

JoVE Journal

Medicine

45.3K visualizações.  University of Texas at Dallas. 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.

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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.

Avaliação Strain Ressonância Magnética Derivado do Miocárdio Usando o controle de recursos

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 ...

Medicina

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.

Portátil Intermodal preferencial Olhar (IPL): Investigando a compreensão da linguagem em desenvolvimento típico lactentes e crianças jovens com autismo

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

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction (NeMO) in Female Small Rodents

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal model to investigate bladder remodeling in pBOO are female rodents undergoing partial obstruction at the proximal urethra. Variability in the degree of obstruction and animal mortality are major concerns with proximal obstruction. Furthermore, dissecting around the proximal urethra and bladder neck jeopardizes bladder innervation.
We developed a nerve-sparing mid-urethral obstruction (NeMO) model for pBOO avoiding the disadvantages of the traditional model. We approached the urethra just inferior to the pubic symphysis, which obviated the need for laparotomy as well as for dissection in this area; also, the striated urethral sphincter remained untouched. We performed NeMO in female Sprague-Dawley rats (12 obstructions, 6 sham animals) as well as in female C57/bl6 mice (20 obstructions, 18 sham animals). After two weeks, we evaluated bladder function, bladder mass, and body mass.
We had no mortalities among obstructed- or sham-operated female rats; as described for the traditional proximal pBOO-method, we tied the suture around the proximal urethra and a temporarily placed 0.9 mm metal rod. NeMO induced an 85% increase in bladder mass after two weeks, average residual urine volume was 0.4 mL in partially obstructed rats while only 0.03 mL in sham animals. In mice, we tested 3 sizes of cannulas that we placed along the urethra when tying the suture. We found that using a 27-gauge cannula resulted in over 50% animal mortality; placing the 25-gauge cannula did not yield the desired response in increasing bladder mass; utilizing a 26-gauge cannula yielded favorable results with minimal animal mortality (1/8) yet a significant 2-fold increase in bladder mass.

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction NeMO in Female Small Rodents

Traditional modeling of partial bladder outlet obstruction in rodents is fraught with animal mortality. A denervation injury from dissection around the proximal urethra and bladder neck is also of major concern. We developed and evaluated a safe and reliable mid-urethral obstruction model, avoiding the shortcomings of the traditional model.

-Nervo poupadores Mid-obstrução uretral (Nemo) em fêmeas pequenos roedores

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal ...

Puncture-Induced Iris Neovascularization as a Mouse Model of Rubeosis Iridis

We describe a model of puncture-induced iris neovascularization as a general model for noninvasive evaluation of angiogenesis. The model is also relevant for targeting neovascular glaucoma, a sight-threatening complication of diabetic retinopathy. This method is based on the induction of iris vascular response by a series of self-sealing uveal punctures on BALB/c mice and takes advantage of the postpartum maturation of mouse ocular vasculature. Mouse pups undergo uveal punctures from postnatal day 12.5, when the pups naturally open their eyes, until postnatal day 24.5. Due to the transparency of the cornea, iris vasculature can be analyzed easily through time by noninvasive in vivo methods. Furthermore, the semitransparent iris of BALB/c mice can be flatmounted for detailed immunohistologic analysis with minimal non-specific background staining. In this model, angiogenesis is mainly driven by the inflammatory and plasminogen activating systems. The puncture-induced model is the first to induce iris neovascularization in small rodents, and has the advantage of allowing direct noninvasive in vivo analysis of the angiogenic process. Moreover, the model can be combined with angiogenic modulating substances, which highlights its potential in the study of angiogenesis with an in vivo perspective.

Iris neovascularization, a common complication of ischemic retinal disease, may lead to sight-threatening neovascular glaucoma. Here, we describe a murine protocol for inducing experimental iris neovascularization that may be used for noninvasive evaluation of angiogenesis-modulating substances.

Induzida por punção neovascularização de Iris como um modelo do rato da Rubeosis Iridis

We describe a model of puncture-induced iris neovascularization as a general model for noninvasive evaluation of angiogenesis. The model is also relevant ...

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.

Medições da função motora e outros parâmetros de resultados clínicos em Ambulant crianças com Distrofia Muscular de 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 ...

Customizing a Cryolite Glass Prosthetic Eye

In Germany, Austria, and Switzerland, over 90% of ocularists still manufacture customized prostheses using cryolite glass from Thuringia. The present manuscript demonstrates this long-forgotten technique in detail. This manuscript shows some major advantages of manufacturing prosthetic eyes using cryolite glass in comparison to poly(methyl methacrylate) (PMMA). These advantages include a lighter weight of the prosthesis, higher levels of patient satisfaction, and only one appointment necessary for the customized manufacturing. Potential risk of breakage seems not to be a critical disadvantage for glass prosthetic eye wearers. However, in some patients, manufacturing a well-fitting prosthetic eye is not possible or reasonable due to anophthalmic socket complications such as post nucleation socket syndrome, scarred fornices, or an orbital implant exposure. This article gives ophthalmologists a better insight into ocularistic care in order to improve the essential interprofessional collaboration between ocularists and ophthalmologists.

This manuscript shows each step of customizing a cryolite glass prosthetic eye including some major advantages of the use of cryolite glass for manufacturing an eye prosthesis compared to poly(methyl methacrylate). In addition, this manuscript gives ophthalmologists better insight into the ocularistic care that could improve interprofessional collaboration.

Personalizando um olho protético de vidro criolite

In Germany, Austria, and Switzerland, over 90% of ocularists still manufacture customized prostheses using cryolite glass from Thuringia. The present ...

Using an Automated Hirschberg Test App to Evaluate Ocular Alignment

A smartphone app has been developed to perform the automated photographic Hirschberg test for objective measurement of ocular misalignment. By computing the difference in corneal reflection generated by the phone camera flash relative to the iris center based on high resolution images, the app can measure misalignment with a much higher precision than the naked eye performing the Hirschberg test. It has been validated in a previous clinical evaluation study by comparing to the clinical gold standard-prism and alternate cover test. The goal of this article is to describe the testing techniques regarding how to use the app to measure ocular alignment for different fixation distances, without or with cover to break fusion, as well as angle kappa, so that users can use the app to perform equivalent tests typically done in clinic using prisms.

We present a protocol of using a smartphone app to perform Hirschberg test for measuring manifest and intermittent ocular misalignment (strabismus) under near and far fixation conditions.

Usando um aplicativo de teste hirschberg automatizado para avaliar o alinhamento ocular

A smartphone app has been developed to perform the automated photographic Hirschberg test for objective measurement of ocular misalignment. By computing ...

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.

Gravação de eletroretinograma para bebês e crianças sob anestesia para alcançar adaptação escura ideal e padrões internacionais

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.

Quantificação do Fluxo Sanguíneo Fetal Humano com Ressonância Magnética e Compensação de 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.

Método de rastreamento psicofísico para avaliar limiares de detecção de sabor em crianças, adolescentes e adultos: o teste de limiar de detecção de sabor (TDT)

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