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技術 乳児及び子供の発達をアイ・トラッキングによって評価するための方法

出願人 チルドレンズヘルスケアオブアトランタ,インコーポレイテッド
発明者 クリン、エイミージョーンズ、ウォレン
出願日 2014年9月10日 (6年8ヶ月経過) 出願番号 2016-524130
公開日 2016年12月1日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-537067
状態 特許登録済
技術分野 その他の診断装置 眼の診断装置
主要キーワード キャリブレーション点 発達状況 イメージ分解能 オペレータ制御装置 博士課程 ターゲット場所 認知レベル z変換
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月1日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

非常に幼い患者(たとえば、生後2〜6ヶ月)において、発達的認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害リスクを評価するためのシステムデバイス、及び方法が説明される。一般的に、特定の動的な刺激に対する、長期間にわたる被験者視覚固視の低下は、可能性のある能力又は異常障害(たとえば、ASDなど)のマーカを提供する。被験者の視覚固視は、繰り返されるアイトラッキングセッションを通して、長期間にわたって識別され、モニタリングされ、及びトラッキングされ、次いで、視覚固視に関連するデータが分析され、被験者の中の特定の状況のリスクの増加の可能性を決定する。典型的に発育中の被験者の同様の視覚固視データ、又は被験者自身の以前の視覚固視と比較したときの、視覚固視データの変化は、発達的、認知的、又は精神的な能力又は異常障害を示す。

概要

背景

自閉症スペクトラム障害ASD)などの発達障害は、米国の子供たちの14%近くに影響を与えている。ASDなどの状態のための診断方法は、かなり変化しており、「ベストプラクティス」ツールを使用しても、状態に対して不十分な感度及び特異度しか提供しない。発達異常障害診断遅れは、治療の有効性を低減させ、不十分な結末を結果として生じさせることが多い。また、治療提供者(たとえば、小児科医又は他の医療専門家)は、特に、患者人生の非常に早期に、これらの状態の進行を測定するための十分なツールがない。

概要

非常に幼い患者(たとえば、生後2〜6ヶ月)において、発達的認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害のリスクを評価するためのシステムデバイス、及び方法が説明される。一般的に、特定の動的な刺激に対する、長期間にわたる被験者視覚固視の低下は、可能性のある能力又は異常障害(たとえば、ASDなど)のマーカを提供する。被験者の視覚固視は、繰り返されるアイトラッキングセッションを通して、長期間にわたって識別され、モニタリングされ、及びトラッキングされ、次いで、視覚固視に関連するデータが分析され、被験者の中の特定の状況のリスクの増加の可能性を決定する。典型的に発育中の被験者の同様の視覚固視データ、又は被験者自身の以前の視覚固視と比較したときの、視覚固視データの変化は、発達的、認知的、又は精神的な能力又は異常障害を示す。

目的

そのうえ、そのようなシステム、デバイス、及び方法は、それぞれの能力又は異常障害の症状を定量的に測定及びモニタリングするために適用されることが可能であり、特定のケースでは、より正確な及び関連のある処方箋的情報を、患者、家族、及びサービス提供者に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

少なくとも2つのセッションの間に、長期間にわたる個人視覚固視の変化を識別することに基づいて、発達的認知的、社会的、又は精神的な、異常障害もしくは能力を評価し、モニタリングし、又は、診断するための方法において、第1のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、前記装置は、前記個人に対して刺激を表示するためのディスプレイデバイス、及び、前記ディスプレイ・デバイスによって表示される前記刺激に応答して、前記個人の視覚固視を検出するためのセンサを有しており、前記個人は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記センサに対して、前記データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データ収集を可能にする、データ収集装置内で個人を位置決めする工程と、前記第1のセッションの間に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に第1の視覚刺激の表示を引き起こす工程と、前記表示された第1の視覚刺激に関して前記個人の視覚固視を示す前記センサからの第1の眼球運動データを受信する工程と、第2のセッションの間に、前記データ収集装置内で前記個人を位置決めする工程と、前記第2のセッションの間に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に第2の視覚刺激の表示を引き起こす工程と、前記表示された第2の視覚刺激に関して前記個人の視覚固視を示す前記センサからの第2の眼球運動データを受信する工程と、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記第1の眼球運動データを前記第2の眼球運動データと比較し、前記表示された第1の視覚刺激及び前記表示された第2の視覚刺激に対して、前記個人に関する視覚固視の変化を識別する工程とからなり、前記個人に関する長期間にわたる視覚固視の前記変化は、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力のマーカである、方法。

請求項2

視覚固視の前記変化は、前記表示された第2の視覚刺激と比較して、前記表示された第1の視覚刺激に関する前記個人の視覚固視の低下からなる、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記表示された第2の視覚刺激と比較して、前記表示された第1の視覚刺激に関する前記個人の視覚固視の前記変化は、個人の比較グループにおいて測定される視覚固視の変化とは統計的に異なる視覚固視の変化からなる、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記第1の眼球運動データ及び前記第2の眼球運動データは、前記表示された第1の視覚刺激及び前記表示された第2の視覚刺激の中の1つ又は複数の関心領域に関して、前記個人の視覚固視を示す視覚固視データを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。

請求項5

前記1つ又は複数の関心領域は、空間的に事前定義されている、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記1つ又は複数の関心領域は、視覚的空間の1つ又は複数の離散領域からなる、請求項4又は5に記載の方法。

請求項7

視覚的空間の前記1つ又は複数の離散領域は、95%統計的信頼を備える前記第1の眼球運動データ又は前記第2の眼球運動データの最小分解可能精度の少なくとも2倍に等しい視角の程度で測定される、請求項6に記載の方法。

請求項8

前記第1の眼球運動データを前記第2の眼球運動データと比較する前記工程は、前記プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記表示された第1の視覚刺激及び前記表示された第2の視覚刺激の中の前記1つ又は複数の関心領域に関して、前記個人の視覚固視のグラフカル表現を発生させる工程からさらになる、請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法。

請求項9

前記個人の視覚固視の前記グラフィカルな表現は、比較グループに対する差異測定値マークする1つ又は複数の段階的なラインからなる、請求項8に記載の方法。

請求項10

視覚固視の前記変化は、前記1つ又は複数の関心領域に関して、前記個人の空間的な視覚固視の低下からなる、請求項4〜9のいずれか1項に記載の方法。

請求項11

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、静的な視覚刺激、動的な視覚刺激、事前記録された視覚刺激、事前記録された視聴覚刺激、ライブの視覚刺激、ライブの視聴覚刺激、2次元の刺激、又は、3次元の刺激のうちの1つ又は複数からなる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。

請求項12

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で特定の眼球運動応答を引き出すために正規化される、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。

請求項13

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で離散的時空間的な場所に対して眼球運動応答を引き出す、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。

請求項14

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、前記個人に関する最小眼球運動固視持続時間の少なくとも半分に等しい測定可能提示持続時間を有している、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。

請求項15

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激と同じである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。

請求項16

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激とは異なっている、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。

請求項17

前記データ収集装置は、具体的には、月齢24ヶ月未満の個人に適合されている、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。

請求項18

前記データ収集装置は、具体的には、月齢6ヶ月未満の個人に適合されている、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。

請求項19

前記第1のセッション及び前記第2のセッションは、前記個人の以下の月齢、すなわち、月齢2ヶ月、月齢3ヶ月、月齢4ヶ月、月齢5ヶ月、月齢6ヶ月、月齢9ヶ月、月齢12ヶ月、月齢15ヶ月、月齢18ヶ月、及び月齢24ヶ月のうちの2つにおいて起こる、請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。

請求項20

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記センサに対する前記向きで前記個人を着席させて縛り付けるためのサポート・デバイスを含む、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。

請求項21

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対して前記個人を直線的に位置決めするためのサポート・デバイスを含み、前記眼球運動センサ利用可能な動的な焦点範囲最大化されている間に、前記ディスプレイ・デバイスから前記個人の眼への直線距離が最小化されるようになっている、請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法。

請求項22

前記直線距離は、約40〜80cmの範囲にあり、前記利用可能な動的な焦点範囲は、約50〜70cmにある、請求項21に記載の方法。

請求項23

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対してある回転位置に、前記個人の頭部及び眼を回転して位置決めするためのサポート・デバイスを含み、まぶたによる角膜閉鎖が最小化又は排除されている間に、前記まぶたの分離が、まばたきをしていないときに、最も幅の広い物理的な距離に最大化されるようになっている、請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法。

請求項24

前記ディスプレイ・デバイスに対する前記個人の前記頭部の前記回転位置は、約0〜24度の範囲において前方に及び下向きに傾けられる、請求項23に記載の方法。

請求項25

前記センサは、アイトラッキング・デバイスからなる、請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法。

請求項26

前記データ収集装置内で前記個人を位置決めする工程は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記センサから約60cmに前記個人の眼を位置決めする工程と、約12度に前方に及び下向きに傾けられた角度で前記個人の前記頭部を位置決めする工程と、位置を維持するために、前記データ収集装置の頭部及び首部サポートを安定化させる工程とからさらになる、請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法。

請求項27

前記第1のセッション及び第2のセッションは、所定の時間期間によって分離されている、請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法。

請求項28

前記所定の時間期間は、少なくとも1つの暦月である、請求項27に記載の方法。

請求項29

前記第1の眼球運動データ及び第2の眼球運動データのうちの少なくとも一方をスクラブし、不十分なデータ収集、及び質の悪いデータのうちの少なくとも一方に基づく質の悪いデータ点を除去する工程をさらに備える、請求項1〜28のいずれか1項に記載の方法。

請求項30

長期間にわたる個人の視覚固視の変化を識別するための方法において、第1の視覚刺激に対する個人の視覚固視を示すアイ・トラッキング・デバイスから収集された第1のデータ・セットを受信する工程であって、前記個人の視覚固視は、前記第1の視覚刺激の中の少なくとも1つの空間的な関心領域に対応している、第1のデータ・セットを受信する工程と、第2の視覚刺激に対する前記個人の視覚固視を示す前記アイ・トラッキング・デバイスから収集された第2のデータ・セットを受信する工程であって、前記個人の視覚固視は、前記第2の視覚刺激の中の少なくとも1つの空間的な関心領域に対応しており、前記第2のデータ・セットは、第2のセッションの間に収集され、前記第2のセッションは、前記第1のデータ・セットが収集された第1のセッションの後で行われる、第2のデータ・セットを受信する工程と、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記第1のデータ・セット及び前記第2のデータ・セットの表現を発生させる工程であって、前記表現は、前記少なくとも1つの空間的な関心領域に対する視覚固視を実証している、前記第1のデータ・セット及び前記第2のデータ・セットの表現を発生させる工程と、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記第1のデータ・セット及び前記第2のデータ・セットの前記表現に基づいて、前記第1のセッションから前記第2のセッションへの、前記個人に関する視覚固視の変化率を計算する工程とからなり、前記第1のセッションから前記第2のセッションへの、前記個人に関する視覚固視の前記変化率は、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力のマーカである、方法。

請求項31

前記少なくとも1つの空間的な関心領域は事前定義されている、請求項30に記載の方法。

請求項32

前記少なくとも1つの空間的な関心領域は、視覚的空間の少なくとも1つの離散領域からなる、請求項30又は31に記載の方法。

請求項33

視覚的空間の前記少なくとも1つの離散領域は、95%統計的信頼を備える前記第1のデータ・セット又は前記第2のデータ・セットの最小分解可能精度の少なくとも2倍に等しい視角の程度で測定される、請求項32に記載の方法。

請求項34

視覚固視の前記変化率は、前記少なくとも1つの空間的な関心領域に対する前記個人の視覚固視の低下からなる、請求項30〜33のいずれか1項に記載の方法。

請求項35

前記個人の視覚固視の前記変化率は、個人の比較グループにおいて測定される視覚固視の変化とは統計的に異なる視覚固視の偏差からなる、請求項30〜34のいずれか1項に記載の方法。

請求項36

前記表現は、前記第1のセッションから前記第2のセッションへの前記個人の視覚固視のグラフィカルな表現からなる、請求項30〜35のいずれか1項に記載の方法。

請求項37

前記個人の視覚固視の前記グラフィカルな表現は、比較グループに対する差異の測定値をマークする1つ又は複数の段階的なラインからなる、請求項36に記載の方法。

請求項38

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、静的な視覚刺激、動的な視覚刺激、事前記録された視覚刺激、事前記録された視聴覚刺激、ライブの視覚刺激、ライブの視聴覚刺激、2次元の刺激、又は、3次元の刺激のうちの1つ又は複数からなる、請求項30〜37のいずれか1項に記載の方法。

請求項39

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で特定の眼球運動応答を引き出すために正規化される、請求項30〜38のいずれか1項に記載の方法。

請求項40

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で離散的な時空間的な場所に対して眼球運動応答を引き出す、請求項30〜38のいずれか1項に記載の方法。

請求項41

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、前記個人に関する最小眼球運動固視持続時間の少なくとも半分に等しい測定可能な提示持続時間を有している、請求項30〜40のいずれか1項に記載の方法。

請求項42

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激と同じである、請求項30〜41のいずれか1項に記載の方法。

請求項43

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激とは異なっている、請求項30〜41のいずれか1項に記載の方法。

請求項44

前記第1のデータ・セット及び前記第2のデータ・セットは、データ収集装置を介して収集され、前記データ収集装置内では、データ収集の間に、前記個人が位置決めされる、請求項30〜43のいずれか1項に記載の方法。

請求項45

前記データ収集装置は、具体的には、月齢24ヶ月未満の個人に適合されている、請求項44に記載の方法。

請求項46

前記データ収集装置は、具体的には、月齢6ヶ月未満の個人に適合されている、請求項44に記載の方法。

請求項47

前記データ収集装置は、前記アイ・トラッキング・デバイスに対して所定の向きで前記個人を着席させて縛り付けるためのサポート・デバイスと、前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激を表示するためのディスプレイ・デバイスとを含む、請求項44〜46のいずれか1項に記載の方法。

請求項48

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対して前記個人を直線的に位置決めするためのサポート・デバイスを含み、前記アイ・トラッキング・デバイスの利用可能な動的な焦点範囲が最大化されている間に、前記ディスプレイ・デバイスから前記個人の眼への直線距離が最小化されるようになっている、請求項44〜47のいずれか1項に記載の方法。

請求項49

前記直線距離は、約40〜80cmの範囲にあり、前記利用可能な動的な焦点範囲は、約50〜70cmである、請求項48に記載の方法。

請求項50

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対してある回転位置に、前記個人の頭部及び眼を回転して位置決めするためのサポート・デバイスを含み、まぶたによる角膜の閉鎖が最小化又は排除されている間に、前記まぶたの分離が、まばたきをしていないときに、最も幅の広い物理的な距離に最大化されるようになっている、請求項44〜49のいずれか1項に記載の方法。

請求項51

前記ディスプレイ・デバイスに対する前記個人の前記頭部の前記回転位置は、約0〜24度の範囲において前方に及び下向きに傾けられる、請求項50に記載の方法。

請求項52

前記所定の向きは、前記個人の位置からなり、前記個人の眼が、前記ディスプレイ・デバイス及び前記アイ・トラッキング・デバイスから約60cmにあるようになっており、前記個人の前記頭部が、約12度に前方に及び下向きの角度で傾けられるようになっており、前記位置が、頭部及び首部サポートによって維持されるようになっている、請求項47〜57のいずれか1項に記載の方法。

請求項53

前記第1のセッション及び前記第2のセッションは、前記個人の以下の月齢、すなわち、月齢2ヶ月、月齢3ヶ月、月齢4ヶ月、月齢5ヶ月、月齢6ヶ月、月齢9ヶ月、月齢12ヶ月、月齢15ヶ月、月齢18ヶ月、及び月齢24ヶ月のうちの2つにおいて起こる、請求項30〜52のいずれか1項に記載の方法。

請求項54

前記第1のセッション及び第2のセッションは、所定の時間期間によって分離されている、請求項30〜53のいずれか1項に記載の方法。

請求項55

前記所定の時間期間は、少なくとも1つの暦月である、請求項54に記載の方法。

請求項56

前記第1のデータ・セット及び前記第2のデータ・セットのうちの少なくとも一方をスクラブし、不十分なデータ収集及びデータ・キャリブレーションのうちの少なくとも一方に基づく質の悪いデータ点を除去する工程をさらに備える、請求項30〜55のいずれか1項に記載の方法。

請求項57

少なくとも2つのセッションの間に、長期間にわたる個人の視覚固視の変化率に基づいて、発達的、認知的、社会的、又は精神的な、異常障害もしくは能力を評価し、モニタリングし、又は、診断するための方法において、第1のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、前記装置は、前記個人に対して刺激を表示するためのディスプレイ・デバイス、及び、前記ディスプレイ・デバイスによって表示される前記刺激に応答して、前記個人の視覚固視を検出するためのセンサを有しており、前記個人は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記センサに対して、前記データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データの収集を可能にする、データ収集装置内で個人を位置決めする工程と、前記第1のセッションの間に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に第1の視覚刺激の表示を引き起こす工程と、前記表示された第1の視覚刺激に関して前記個人の視覚固視を示す前記センサからの第1の眼球運動データを受信する工程と、第2のセッションの間に、前記データ収集装置内で前記個人を位置決めする、工程と、前記第2のセッションの間に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に第2の視覚刺激の表示を引き起こす工程と、前記表示された第2の視覚刺激に関して前記個人の視覚固視を示す前記センサからの第2の眼球運動データを受信する工程と、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記第1の眼球運動データ及び前記第2の眼球運動データの表現を発生させる工程であって、前記表現は、前記第1のセッションから前記第2のセッションへの、前記個人に関する視覚固視の変化率を実証する、前記第1の眼球運動データ及び前記第2の眼球運動データの表現を発生させる工程と、前記プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記表示された第1の視覚刺激及び前記表示された第2の視覚刺激に対する比較グループに関する視覚固視の変化率の比較表現を検索する工程と、前記プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記個人に関する視覚固視の前記変化率を、前記比較グループに関する視覚固視の前記変化率と比較し、前記個人に関する視覚固視の前記変化率が前記比較グループに関する視覚固視の前記変化率の所定の範囲から外れるかどうかを決定し、それによって、前記個人が、発達的、認知的、又は精神的な異常障害又は能力を有する可能性を示す工程とからなる、方法。

請求項58

前記比較表現は、前記比較グループのそれぞれの部材に関して第1のセッション及び第2のセッションにわたってプロットされている、前記比較グループに関する視覚固視の平均変化率からなる、請求項57に記載の方法。

請求項59

前記比較グループのそれぞれの部材に関して第1のセッション及び第2のセッションにわたって3次元のスキャン経路としてプロットされている、前記比較グループに関する視覚固視の包括的な変化率からなる、請求項57又は58に記載の方法。

請求項60

視覚固視の前記変化は、前記表示された第2の視覚刺激と比較して、前記表示された第1の視覚刺激に関する前記個人の視覚固視の低下からなる、請求項57〜59のいずれか1項に記載の方法。

請求項61

前記個人の視覚固視の前記変化率は、個人の比較グループにおいて測定される視覚固視の変化とは統計的に異なる視覚固視の偏差からなる、請求項57〜60のいずれか1項に記載の方法。

請求項62

前記第1の眼球運動データ及び前記第2の眼球運動データは、前記表示された第1の視覚刺激及び前記表示された第2の視覚刺激の中の1つ又は複数の関心領域に関して、前記個人の視覚固視を示す視覚固視データを含む、請求項57〜61のいずれか1項に記載の方法。

請求項63

前記1つ又は複数の関心領域は、空間的に事前定義されている、請求項62に記載の方法。

請求項64

前記1つ又は複数の関心領域は、視覚的空間の1つ又は複数の離散領域からなる、請求項63に記載の方法。

請求項65

視覚的空間の前記1つ又は複数の離散領域は、95%統計的信頼を備える前記第1の眼球運動データ又は前記第2の眼球運動データの最小分解可能精度の少なくとも2倍に等しい視角の程度で測定される、請求項64に記載の方法。

請求項66

前記個人の視覚固視の前記グラフィカルな表現は、比較グループに対する差異の測定値をマークする1つ又は複数の段階的なラインからなる、請求項57〜65のいずれか1項に記載の方法。

請求項67

視覚固視の前記変化率は、前記1つ又は複数の関心領域に関して、前記個人の空間的な視覚固視の低下からなる、請求項62〜66のいずれか1項に記載の方法。

請求項68

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、静的な視覚刺激、動的な視覚刺激、事前記録された視覚刺激、事前記録された視聴覚刺激、ライブの視覚刺激、ライブの視聴覚刺激、2次元の刺激、又は、3次元の刺激のうちの1つ又は複数からなる、請求項57〜67のいずれか1項に記載の方法。

請求項69

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で特定の眼球運動応答を引き出すために正規化される、請求項57〜68のいずれか1項に記載の方法。

請求項70

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、95%よりも大きい統計的信頼で離散的な時空間的な場所に対して眼球運動応答を引き出す、請求項57〜68のいずれか1項に記載の方法。

請求項71

前記第1の視覚刺激及び前記第2の視覚刺激のうちの少なくとも一方は、前記個人に関する最小眼球運動固視持続時間の少なくとも半分に等しい測定可能な提示持続時間を有している、請求項57〜70のいずれか1項に記載の方法。

請求項72

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激と同じである、請求項57〜71のいずれか1項に記載の方法。

請求項73

前記第1の視覚刺激は、前記第2の視覚刺激とは異なっている、請求項57〜71のいずれか1項に記載の方法。

請求項74

前記データ収集装置は、具体的には、月齢24ヶ月未満の個人に適合されている、請求項57〜73のいずれか1項に記載の方法。

請求項75

前記データ収集装置は、具体的には、月齢6ヶ月未満の個人に適合されている、請求項57〜73のいずれか1項に記載の方法。

請求項76

前記第1のセッション及び前記第2のセッションは、前記個人の以下の月齢、すなわち、月齢2ヶ月、月齢3ヶ月、月齢4ヶ月、月齢5ヶ月、月齢6ヶ月、月齢9ヶ月、月齢12ヶ月、月齢15ヶ月、月齢18ヶ月、及び月齢24ヶ月のうちの2つにおいて起こる、請求項57〜74のいずれか1項に記載の方法。

請求項77

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記センサに対する前記向きで前記個人を着席させて縛り付けるためのサポート・デバイスを含む、請求項57〜76のいずれか1項に記載の方法。

請求項78

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対して前記個人を直線的に位置決めするためのサポート・デバイスを含み、前記眼球運動センサの利用可能な動的な焦点範囲が最大化されている間に、前記ディスプレイ・デバイスから前記個人の眼への直線距離が最小化されるようになっている、請求項57〜77のいずれか1項に記載の方法。

請求項79

前記直線距離は、約40〜80cmの範囲にあり、前記利用可能な動的な焦点範囲は、約50〜70cmである、請求項78に記載の方法。

請求項80

前記データ収集装置は、前記ディスプレイ・デバイスに対してある回転位置に、前記個人の頭部及び眼を回転して位置決めするためのサポート・デバイスを含み、まぶたによる角膜の閉鎖が最小化又は排除されている間に、前記まぶたの分離が、まばたきをしていないときに、最も幅の広い物理的な距離に最大化されるようになっている、請求項57〜79のいずれか1項に記載の方法。

請求項81

前記頭部の前記回転位置は、約0〜24度の範囲において前方に及び下向きに傾けられる、請求項80に記載の方法。

請求項82

前記センサは、アイ・トラッキング・デバイスからなる、請求項57〜81のいずれか1項に記載の方法。

請求項83

前記データ収集装置内で前記個人を位置決めする前記工程は、前記ディスプレイ・デバイス及びセンサから約60cmに前記個人の眼を位置決めする工程と、12度前方及び下向きに傾けられた角度で前記個人の前記頭部を位置決めする工程と、位置を維持するために、前記データ収集装置の頭部及び首部サポートを安定化させる工程とからさらになる、請求項57〜82のいずれか1項に記載の方法。

請求項84

前記第1のセッション及び第2のセッションは、所定の時間期間によって分離されている、請求項57〜83のいずれか1項に記載の方法。

請求項85

前記所定の時間期間は、少なくとも1つの暦月である、請求項84に記載の方法。

請求項86

前記第1の眼球運動データ及び第2の眼球運動データのうちの少なくとも一方をスクラブし、不十分なデータ収集及び質の悪いデータ・キャリブレーションのうちの少なくとも一方に基づく質の悪いデータ点を除去する工程をさらに含む、請求項57〜85のいずれか1項に記載の方法。

請求項87

複数のセッションの間に、長期間にわたる個人の視覚固視の変化率に基づいて、発達的、認知的、社会的、又は精神的な障害を評価し、モニタリングし、又は、診断するための方法において、(a)セッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、前記装置は、前記個人に対して刺激を表示するためのディスプレイ・デバイス、及び、前記ディスプレイ・デバイスによって表示される前記刺激に応答して、前記個人の視覚固視を検出するためのアイ・トラッキング・デバイスを有しており、前記個人は、前記ディスプレイ・デバイス及び前記アイ・トラッキング・デバイスに対して、前記データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データの収集を可能にする、データ収集装置内で個人を位置決めする工程と、(b)前記セッションの間に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上にキャリブレーション・イメージの表示を引き起こす工程であって、前記キャリブレーション・イメージは、空間的な関心領域に前記個人の前記注意を引くために使用され、前記空間的な関心領域は、前記個人の視覚固視をキャリブレートする目的のために、前記ディスプレイ・デバイスの上の前記キャリブレーション・イメージに関連付けされる、前記ディスプレイ・デバイスの上にキャリブレーション・イメージの表示を引き起こす工程と、(c)前記セッションの間に、及び、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に前記キャリブレーション・イメージの表示を引き起こした後に、前記個人に対して、前記ディスプレイ・デバイスの上に視聴覚刺激の表示を引き起こす工程であって、前記視聴覚刺激は、介護者を演じる俳優の少なくとも1つのシーンからなる、前記ディスプレイ・デバイスの上に視聴覚刺激の表示を引き起こす工程と、(d)前記個人に対して前記視聴覚刺激の表示を引き起こす工程に応答して、前記アイ・トラッキング・デバイスから眼球運動データを受信する工程であって、前記アイ・トラッキング・デバイスは、前記表示された視覚刺激の中で前記介護者を演じる前記俳優の眼に関連付けされる特定の空間的な関心領域に対する前記個人の視覚固視を示す、前記アイ・トラッキング・デバイスから眼球運動データを受信する工程と、(e)前記個人の生後24ヶ月内に複数のセッションに関して工程a〜dを繰り返す工程であって、それぞれのセッションは、少なくとも約1ヶ月だけ分離されている、工程a〜dを繰り返す工程と、(f)工程a〜eが完了すると、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記複数のセッションにわたる前記受信された眼球運動データの表現を発生させる工程であって、前記表現は、前記複数のセッションにわたる前記個人に関する視覚固視の変化率を実証する、眼球運動データの表現を発生させる工程と、(g)前記プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、同程度の複数のセッションに対する比較グループに関する視覚固視の変化率の比較表現を検索する工程と、(h)前記プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、前記個人に関する視覚固視の前記変化率を、前記比較グループに関する視覚固視の前記変化率と比較し、前記個人に関する視覚固視の前記変化率が前記比較グループに関する視覚固視の前記変化率の所定の範囲から外れるかどうかを決定し、それによって、前記個人が、発達的、認知的、社会的、又は精神的な障害を有する可能性を示す工程とからなる、方法。

技術分野

0001

本発明は乳児及び子供の発達アイトラッキングによって評価するための方法に関する。

背景技術

0002

自閉症スペクトラム障害ASD)などの発達障害は、米国の子供たちの14%近くに影響を与えている。ASDなどの状態のための診断方法は、かなり変化しており、「ベストプラクティス」ツールを使用しても、状態に対して不十分な感度及び特異度しか提供しない。発達異常障害診断遅れは、治療の有効性を低減させ、不十分な結末を結果として生じさせることが多い。また、治療提供者(たとえば、小児科医又は他の医療専門家)は、特に、患者人生の非常に早期に、これらの状態の進行を測定するための十分なツールがない。

発明が解決しようとする課題

0003

本システムデバイス、及び方法は、概して、被験者への特定の所定の視覚刺激(たとえば、1つ又は複数のビデオ)の表示に応答して発生させられたアイ・トラッキング・データの分析を使用して、被験者の中の発達的認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害(ASDを含む)を検出することに関する。具体的には、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害の検出は、それに限定されないが、表出言語発達遅延及び受容言語発達遅延、非言語的な発達遅延、知的障害、公知の又は未知の遺伝的起源の知的障害、外傷性脳損傷、特定不能の乳児期の障害(DOI−NOS)、社会的なコミュニケーション障害、及び自閉症スペクトラム障害(ASD)、ならびに、注意欠陥多動性障害ADHD)、注意欠陥障害(ADD)、心的外傷後ストレス障害(PTSD)、脳震とうスポーツ損傷、及び認知症などのような状態の検出に適用可能である。また、本システム、デバイス、及び方法は、それに限定されないが、例外的な範囲に規範的な表出言語レベル及び受容言語レベル、例外的な範囲に規範的な非言語的な認知機能、ならびに、例外的な範囲に規範的な社会的な発達レベルなどのような、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力の測定にも適用可能である。そのうえ、そのようなシステム、デバイス、及び方法は、それぞれの能力又は異常障害の症状を定量的に測定及びモニタリングするために適用されることが可能であり、特定のケースでは、より正確な及び関連のある処方箋的情報を、患者、家族、及びサービス提供者に提供することが可能である。追加的な態様によれば、開示されているシステム、デバイス、及び方法は、広範囲の発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害のための同様の診断測定及び処方箋的測定も提供しながら、自閉症を有する被験者の結末を予測する(したがって、処方箋的な力を提供する)ために使用されることが可能である。

課題を解決するための手段

0004

いくつかの実施形態によれば、本システム、デバイス、及び方法は、(たとえば、生後2〜6ヶ月の)非常に幼い患者の発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害のリスクを評価することに関する。特定の態様によれば、特定の動的な刺激に関する長期間にわたる被験者の視覚固視の低下は、被験者の可能性のある発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害(たとえば、ASDなど)のマーカを提供する。被験者の視覚固視は、繰り返されるアイ・トラッキング・セッションを通して、長い時間をかけて(たとえば、生後6ヶ月に)識別され、モニタリングされ、及びトラッキングされ、次いで、視覚固視に関連するデータは、相対的な規範と比較され、被験者のそのような状態のリスクの増加の可能性を決定する。典型的に発育中の被験者の同様の視覚固視データ、
又は被験者自身の以前の視覚固視データと比較されたときの視覚固視の変化(とりわけ、人の眼、身体、もしくは他の関心領域、又は物体イメージが視覚刺激の上に表示された状態での被験者による視覚固視の低下)は、発達的、認知的、又は精神的な障害を示す。

0005

いくつかの実施形態によれば、本開示は、少なくとも2つのセッションの間に、長期間にわたる個人の視覚固視の変化を識別することに基づいて、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力を評価し、モニタリングし、又は、診断するためのシステム、方法、及びデバイスに関する。一般的に、これらの方法は、少なくとも以下の工程、すなわち、第1のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、装置は、個人に対して刺激を表示するためのディスプレイ・デバイス、及び、ディスプレイ・デバイスによって表示される刺激に応答して、個人の視覚固視を検出するためのセンサを有しており、個人は、ディスプレイ・デバイス及びセンサに対して、データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データ収集を可能にする、工程と;第1のセッションの間に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上に第1の視覚刺激の表示を引き起こす、工程と;表示された第1の視覚刺激に関して個人の視覚固視を示すセンサからの第1の眼球運動データを受信する工程と;第2のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする、工程と;第2のセッションの間に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上に第2の視覚刺激の表示を引き起こす、工程と;表示された第2の視覚刺激に関して個人の視覚固視を示すセンサからの第2の眼球運動データを受信する工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、第1の眼球運動データを第2の眼球運動データと比較し、表示された第1の視覚刺激及び表示された第2の視覚刺激に対して、個人に関する視覚固視の変化を識別する工程とからなり、個人に関する長期間にわたる視覚固視の変化は、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力のマーカである。

0006

さらなる実施形態によれば、本開示は、長期間にわたる個人の視覚固視の変化を識別するためのシステム、方法、及びデバイスに関する。一般的に、これらの方法は、第1の視覚刺激に対する個人の視覚固視を示すアイ・トラッキング・デバイスから収集された第1のデータ・セットを受信する工程であって、個人の視覚固視は、第1の視覚刺激の中の少なくとも1つの空間的な関心領域に対応している、工程と;第2の視覚刺激に対する個人の視覚固視を示すアイ・トラッキング・デバイスから収集された第2のデータ・セットを受信する工程であって、個人の視覚固視は、第2の視覚刺激の中の少なくとも1つの空間的な関心領域に対応しており、第2のデータ・セットは、第2のセッションの間に収集され、第2のセッションは、第1のデータ・セットが収集された第1のセッションの後で行われた、工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、第1のデータ・セット及び第2のデータ・セットの表現を発生させる工程であって、表現は、少なくとも1つの空間的な関心領域に対する視覚固視を実証している、工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、第1のデータ・セット及び第2のデータ・セットの表現に基づいて、第1のセッションから第2のセッションへの、個人に関する視覚固視の変化又は変化率を計算する工程とからなり、第1のセッションから第2のセッションへの、個人に関する視覚固視の変化又は変化率は、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力のマーカである。

0007

追加的な実施形態によれば、本開示は、少なくとも2つのセッションの間に、長期間にわたる個人の視覚固視の変化又は変化率に基づいて、発達的、認知的、社会的、又は精神的な異常障害又は能力を評価し、モニタリングし、又は、診断するためのシステム、方法、及びデバイスに関する。一般的に、これらの方法は、少なくとも以下の工程、すなわち、第1のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、装置は、個人に対して刺激を表示するためのディスプレイ・デバイス、及び、ディスプレイ・デバイスによって表示される刺激に応答して、個人の視覚固視を検出するためのセンサを
有しており、個人は、ディスプレイ・デバイス及びセンサに対して、データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データの収集を可能にする、工程と;第1のセッションの間に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上に第1の視覚刺激の表示を引き起こす、工程と;表示された第1の視覚刺激に関して個人の視覚固視を示すセンサからの第1の眼球運動データを受信する工程と;第2のセッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする、工程と;第2のセッションの間に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上に第2の視覚刺激の表示を引き起こす、工程と;表示された第2の視覚刺激に関して個人の視覚固視を示すセンサからの第2の眼球運動データを受信する工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、第1の眼球運動データ及び第2の眼球運動データの表現を発生させる工程であって、表現は、第1のセッションから第2のセッションへの、個人に関する視覚固視の変化又は変化率を実証する、工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、表示された第1の視覚刺激及び表示された第2の視覚刺激に対する比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率の比較表現を検索する工程と;プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、個人に関する視覚固視の変化又は変化率を、比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率と比較し、個人に関する視覚固視の変化又は変化率が比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率の所定の範囲から外れるかどうかを決定し、それによって、個人が、発達的、認知的、又は精神的な異常障害又は能力を有する可能性を示す工程とからなる。

0008

特定の実施形態によれば、本開示は、複数のセッションの間に、長期間にわたる個人の視覚固視の変化又は変化率に基づいて、発達的、認知的、社会的、又は精神的な障害を評価し、モニタリングし、又は、診断するためのシステム、方法、及びデバイスに関する。一般的に、これらの方法は、少なくとも以下の工程、すなわち、(a)セッションの間に、データ収集装置内で個人を位置決めする工程であって、装置は、個人に対して刺激を表示するためのディスプレイ・デバイス、及び、ディスプレイ・デバイスによって表示される刺激に応答して、個人の視覚固視を検出するためのアイ・トラッキング・デバイスを有しており、個人は、ディスプレイ・デバイス及びアイ・トラッキング・デバイスに対して、データ収集装置の中で、ある向きで位置決めされ、それは、眼球運動データの収集を可能にする、工程と;(b)セッションの間に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上にキャリブレーション・イメージの表示を引き起こす工程であって、キャリブレーション・イメージは、空間的な関心領域に個人の注意を引くために使用され、空間的な関心領域は、個人の視覚固視をキャリブレートする目的のために、ディスプレイ・デバイスの上のキャリブレーション・イメージに関連付けされる、工程と;(c)セッションの間に、及び、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上にキャリブレーション・イメージの表示を引き起こした後に、個人に対して、ディスプレイ・デバイスの上に視聴覚刺激の表示を引き起こす工程であって、視聴覚刺激は、介護者を演じる俳優の少なくとも1つのシーンからなる、工程と;(d)個人に対して視聴覚刺激の表示を引き起こす工程に応答して、アイ・トラッキング・デバイスから眼球運動データを受信する工程であって、アイ・トラッキング・デバイスは、表示された視覚刺激の中で介護者を演じる俳優の眼に関連付けされる特定の空間的な関心領域に対する個人の視覚固視を示す、工程と;(e)個人の生後24ヶ月内に複数のセッションに関して工程a〜dを繰り返す工程であって、それぞれのセッションは、少なくとも約1ヶ月だけ分離されている、工程と;(f)工程a〜eが完了すると、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、複数のセッションにわたる受信された眼球運動データの表現を発生させる工程であって、表現は、複数のセッションにわたる個人に関する視覚固視の変化又は変化率を実証する、工程と;(g)プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、同程度の複数のセッションに対する比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率の比較表現を検索する工程と;(h)プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、個人に関する視覚固視の変化又は変化率を、比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率と比較し、個人に関する視覚固視の変化又は変化率が比較グループに関する視覚固視の変化又は変化率の所定の範囲から外れるかどうか
を決定し、それによって、個人が、発達的、認知的、社会的、又は精神的な障害を有する可能性を示す工程とからなる。

0009

いくつかの態様によれば、個人の視覚固視の変化は、表示された第2の視覚刺激と比較して、表示された第1の視覚刺激に関する個人の視覚固視の低下からなる。さらなる態様によれば、表示された第2の視覚刺激と比較して、表示された第1の視覚刺激に関する個人の視覚固視の変化は、個人の比較グループにおいて測定される視覚固視の変化とは統計的に異なる視覚固視の変化からなる。特定の実施形態によれば、視覚固視の変化は、比較グループの視覚固視の平均変化標準的な誤差の1.96倍以上の視覚固視における偏差からなる。

0010

特定の態様によれば、第1の眼球運動データ及び第2の眼球運動データは、表示された第1の視覚刺激及び表示された第2の視覚刺激の中の1つ又は複数の関心領域に関して、個人の視覚固視を示す視覚固視データを含む。1つの態様では、1つ又は複数の関心領域は、空間的に事前定義されている。さらなる態様では、1つ又は複数の関心領域は、視覚的空間の1つ又は複数の離散領域からなる。一層さらなる態様では、視覚的空間の1つ又は複数の離散領域は、95%統計的信頼を備える第1の眼球運動データ又は第2の眼球運動データの最小分解可能精度の少なくとも2倍に等しい視角の程度で測定される。

0011

いくつかの態様によれば、第1の眼球運動データを第2の眼球運動データと比較する工程は、プロセッサの上で実行するソフトウェアを介して、表示された第1の視覚刺激及び表示された第2の視覚刺激の中の1つ又は複数の関心領域に関して、個人の視覚固視のグラフカルな表現を発生させる工程からさらになる。いくつかの態様では、個人の視覚固視のグラフィカルな表現は、比較グループに対する差異測定値マークする1つ又は複数の段階的なラインからなる。特定の態様では、差異の測定値をマークする段階的なラインは、パーセンタイル標準偏差、又は、何か他の測定値からなることが可能である。さらなる態様では、視覚固視の変化は、1つ又は複数の関心領域に関して、個人の空間的な視覚固視の低下からなる。

0012

いくつかの態様によれば、視覚刺激(たとえば、第1の視覚刺激及び/又は第2の視覚刺激)は、静的な視覚刺激、動的な視覚刺激、事前記録された視覚刺激、事前記録された視聴覚刺激、ライブの視覚刺激、ライブの視聴覚刺激、2次元の刺激、又は、3次元の刺激のうちの1つ又は複数からなる。特定の態様では、第1の視覚刺激及び/又は第2の視覚刺激は、95%よりも大きい統計的信頼で特定の眼球運動応答を引き出すために正規化される(normed)。さらなる態様では、視覚刺激は、95%よりも大きい統計的信頼で離散的時空間的な場所に対して眼球運動応答を引き出す。一層さらなる態様では、視覚刺激は、個人に関する最小眼球運動固視持続時間の少なくとも半分に等しい測定可能提示持続時間を有している。特定の態様では、最小眼球運動固視は、たとえば、ミリ秒又は何か他の関連の時間測定で、測定されてもよい。いくつかの態様では、第1の視覚刺激は、第2の視覚刺激と同じであり、一方、他の態様では、第1の視覚刺激は、第2の視覚刺激とは異なっている。

0013

いくつかの態様では、データ収集装置は、具体的には、月齢24ヶ月未満の個人に適合されている。特定の態様では、データ収集装置は、具体的には、月齢6ヶ月未満の個人に適合されている。いくつかの態様では、データ収集装置は、ディスプレイ・デバイス及びセンサに対する向きで個人を着席させて縛り付けるためのサポート・デバイスを含む。さらなる態様では、データ収集装置は、ディスプレイ・デバイスに対して個人を直線的に位置決めするためのサポート・デバイスを含み、眼球運動センサ利用可能な動的な焦点範囲最大化されている間に、ディスプレイ・デバイスから個人の眼への直線距離が最小化されるようになっている。一層さらなる態様では、直線距離は、約40〜80cmの範囲
にあり、利用可能な動的な焦点範囲は、約50〜70cmである。

0014

いくつかの態様によれば、データ収集装置は、ディスプレイ・デバイスに対してある回転位置に、個人の頭部及び眼を回転して位置決めするためのサポート・デバイスを含み、まぶたによる角膜閉鎖が最小化又は排除されている間に、まぶたの分離が、まばたきをしていないときに、最も幅の広い物理的な距離に最大化されるようになっている。特定の態様では、ディスプレイ・デバイスに対する個人の頭部の回転位置は、約0〜24度の範囲において前方に及び下向きに傾けられる。データ収集装置のいくつかの態様では、センサは、アイ・トラッキング・デバイスからなる。追加的な態様では、データ収集装置内で個人を位置決めする工程は、ディスプレイ・デバイス及びセンサから約60cmに個人の眼を位置決めする工程と、約12度に前方に及び下向きに傾けられた角度で個人の頭部を位置決めする工程と、位置を維持するために、データ収集装置の頭部及び首部サポートを安定化させる工程とからさらになる。

0015

いくつかの態様では、少なくとも2つのセッションが行われるときに、第1のセッション及び第2のセッションは、個人の以下の月齢、すなわち、月齢2ヶ月、月齢3ヶ月、月齢4ヶ月、月齢5ヶ月、月齢6ヶ月、月齢9ヶ月、月齢12ヶ月、月齢15ヶ月、月齢18ヶ月、及び月齢24ヶ月のうちの2つにおいて起こる。特定の態様では、第1のセッション及び第2のセッションは、所定の時間期間によって分離されており、所定の時間期間は、少なくとも1つの暦月であることが可能である。

0016

いくつかの態様によれば、眼球運動データをスクラブし、不十分なデータ収集及び/又は質の悪いデータ基づく質の悪いデータ点を除去する工程。特定の態様によれば、不十分なデータ収集の解釈は、刺激に向けて方向付けされる視覚固視の最小パーセンテージを設定するための静的な閾値、刺激に向けて方向付けされる視覚固視の最小パーセンテージを設定するためのファジー論理又は適応的閾値、刺激から離れるように方向付けされる視覚固視の最小パーセンテージを設定するための静的な閾値、刺激から離れるように方向付けされる視覚固視の最小パーセンテージを設定するためのファジー論理又は適応的閾値のうちの1つ又は複数から構成されることが可能である。さらなる態様によれば、質の悪いデータの解釈は、質の悪いキャリブレーション精度に関する静的な閾値、質の悪いキャリブレーション精度に関するファジー論理又は適応的閾値、固視眼球運動の間の低い信号対ノイズ比に関する静的な閾値、固視眼球運動の間の低い信号対ノイズ比に関するファジー論理又は適応的閾値、眼球運動信号に対する頭部の移動アーチファクト比率に関する静的な閾値、眼球運動信号に対する頭部の移動アーチファクトの比率に関するファジー論理又は適応的閾値のうちの1つ又は複数のから構成されることが可能である。一層さらなる態様では、固視眼球運動の間の信号対ノイズ比の1つの解釈は、1つ又は複数の眼球運動固視において、測定平均固視場所に対する固視場所の測定差異として定量化されることが可能である。

0017

本開示を再検討した後に、これらの実施形態及び態様の変形例及び修正例が、当業者には思い付くであろう。先述の特徴及び態様は、任意の組み合わせ及びサブコンビネーションで(複数の従属的な組み合わせ及びサブコンビネーションを含む)、本明細書で説明されている1つ又は複数の他の特徴とともに実装されることが可能である。本明細書で説明又は図示されているさまざまな特徴は(その任意のコンポーネントを含む)、他のシステムの中に組み合わせられ、又はそれと一体化されることが可能である。さらに、特定の特徴は、省略されるか、又は、実装されないことが可能である。

0018

先述の及び他の目的及び利点は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮すると、明らかになろう。図面において、同様の参照符号は、全体を通して同様のパーツを参照している。

図面の簡単な説明

0019

本開示の特定の実施形態による、診断結果又は処方箋的結果の送達のためのデバイス及びサポーティング・データ・インフラストラクチャを含む例示目的のシステムのブロック図。
本開示の特定の実施形態による、被験者の中の発達状態又は認知状態の評価、スクリーニング、モニタリング、又は診断のための例示目的のデバイスのそれぞれ正面斜視図及び後面斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、図2のデバイスの代替的な実施形態の斜視図。
本開示の特定の実施形態による、データ収集のための例示目的のフローチャート
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、特定のデータ収集プロセスの間のオペレータに提示される一連の例示目的のディスプレイ・スクリーンを示す図。
本開示の特定の実施形態による、アイ・トラッキング・データをキャリブレートするためのコンピュータ実装機能を備える例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の特定の実施形態による、アイ・トラッキング・データを検証するためのコンピュータ実装機能を備える例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の特定の実施形態による、可能性のあるキャリブレーション点が固視を含むかどうかを検出するためのコンピュータ実装機能を備える例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の特定の実施形態による、コンピュータ実装機能及び基準に基づくキャリブレーション不正確さの評価及び訂正の代表的なイメージを示す図。
本開示の特定の実施形態による、コンピュータ実装機能及び基準に基づくキャリブレーション不正確さの評価及び訂正の代表的なイメージを示す図。
本開示の特定の実施形態による、収集されたデータを転送するための例示目的のシステムのブロック図。
本開示の特定の実施形態による、集中型データベースを使用して、特定のデータ収集工程ならびにデータ処理及び分析工程を支持するための例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の特定の実施形態による、収集されたデータを処理するための例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の特定の実施形態による、データ分析の結果を送達するための例示目的のシステムのブロック図。
本開示の特定の実施形態による、他の発達プロファイル又は認知プロファイルに対する被験者の発達又は認知進行の例示目的のコンピュータ生成されたデータ表現を示す図。
本開示の一実施形態による、例示的なデータ収集プロセスの例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の一実施形態による、例示的なデータ分析プロセスの例示目的のフローチャートを示す図。
本開示の一実施形態による、代表的な介護者を示す例示的な刺激フレームの例示目的のスクリーンショットを示す図。
本開示の一実施形態による、代表的な介護者を示す例示的な刺激フレームの例示目的のスクリーンショットを示す図。
本開示の一実施形態による、図17A及び図17Bの例示的なスクリーンに対応する例示的な関心領域を示す図。
本開示の一実施形態による、2人の代表的なASDを患う子供たちに関して、生後2ヶ月から24ヶ月までの、テスト被験者に関して、対応する刺激の中の「眼」の関心領域に対する合計の固視時間のパーセンテージをプロットするFDA曲線フィットを伴う、実験データのグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、2人の代表的な典型的に発育中の子供たちに関して、生後2ヶ月から24ヶ月までの、テスト被験者に関して、対応する刺激の中の「眼」の関心領域に対する合計の固視時間のパーセンテージをプロットするFDA曲線フィットを伴う、実験データのグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、典型的に発育中の子供たちに関して、刺激(及び、刺激の中の特定の関心領域)との社会的で視覚的な関わりを表す例示的な成長曲線を示す図。
本開示の一実施形態による、後にASDであると診断された子供たちに関して、刺激(及び、刺激の中の特定の関心領域)との社会的で視覚的な関わりを表す例示的な成長曲線を示す図。
本開示の一実施形態による、ASDを患う個人の中の、眼に対する優先的な注意の先天的な低減を表す、仮説として立てられた成長曲線を示す図。
本開示の一実施形態による、ASDを患う個人の中の、眼に対する優先的な注意の実際の低減を表す、比較成長曲線を示す図。
本開示の一実施形態による、特定のテスト被験者に関して、眼の領域に対する固視の縦断的な変化のグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、特定のテスト被験者に関して、口の領域に対する固視の縦断的な変化のグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、特定のテスト被験者に関して、身体の領域に対する固視の縦断的な変化のグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、特定のテスト被験者に関して、物体の領域に対する固視の縦断的な変化のグラフィカルな表現を示す図。
本開示の一実施形態による、月齢2ヶ月から6ヶ月の間の実験グループに関して、眼の固視のレベルに関する個々の成長曲線のプロットを示す図。
本開示の一実施形態による、月齢2ヶ月から6ヶ月の間の実験グループに関して、眼の固視の変化のプロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テストグループに関して、固視データの変化の分布の中のグループ間オーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、眼の固視の個々の軌跡に関するLOOCV平均及び95%予測区間を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の個々の軌跡に関するLOOCV平均及び95%予測区間を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、固視データの変化の中のグループ間のオーバーラップの程度を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、眼及び身体の固視の変化の結合分布を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、眼及び身体の固視の変化の検証を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに対して2〜6ヶ月の個々の間の視覚固視を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに対して2〜6ヶ月の個々の間の視覚固視を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに対して2〜6ヶ月の個々の間の視覚固視を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、(HLMによる)年齢による結末の有意な交互作用によって、眼の固視がすべての結末グループにわたってどのように系統的に変化するかことを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、(刺激の中に示されている人の眼及び身体関心領域に関して、社会的な能力から異常障害の全スペクトルを横切って、眼及び身体の固視の変化に関する個々の結果の次元的なプロットを示す図。
本開示の一実施形態による、ASDを患う子供たちにおいて、刺激の中の俳優の眼に対する固視に関する集団平均を図示するグラフを示す図であり、プラスの主成分1(PC1)スコア又はマイナスのPC1スコアを有する個々の軌跡の方向を示すラインとともにプロットされている図。
本開示の一実施形態による、眼の固視の低下(眼のPC1スコアとして測定される)の関数として、(ADOS Social−Affectによって測定されるような)社会的異常障害の結末レベルを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、縦断的なデータのサブセットを使用して、眼の固視の低下の関数として、社会的異常障害の結末レベルを図示する一連のグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の眼の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の眼の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の眼の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の口の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の口の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の口の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の身体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の身体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の身体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の物体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の物体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後6ヶ月の中で収集された生の物体の固視データを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後2ヶ月から6ヶ月の間の個人に関して、凝視することに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後2ヶ月から6ヶ月の間の個人に関して、凝視することに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、生後2ヶ月から6ヶ月の間の個人に関して、凝視することに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
生後2ヶ月から6ヶ月の間にサッカードすることに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
生後2ヶ月から6ヶ月の間にサッカードすることに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
生後2ヶ月から6ヶ月の間にサッカードすることに費やした合計時間のパーセンテージのデータ・プロットを図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の眼に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の眼に関する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の口に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の口に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の身体に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の身体に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、物体に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、物体に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の眼に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の眼に関する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の口に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の口に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の身体に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、俳優の身体に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、物体に関する視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間に、物体に対する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線を図示するデータ・プロットを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、被作用性の結末レベルに関して、眼に対する視覚固視の発達的変化を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、刺激の中の関心領域に関連する眼の固視に関するそれぞれの主成分を加算又は減算する効果を伴うPACE/FDAによる平均固視曲線を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、刺激の中の関心領域に関連する口の固視に関するそれぞれの主成分を加算又は減算する効果を伴うPACE/FDAによる平均固視曲線を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、刺激の中の関心領域に関連する身体の固視に関するそれぞれの主成分を加算又は減算する効果を伴うPACE/FDAによる平均固視曲線を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、刺激の中の関心領域に関連する物体の固視に関するそれぞれの主成分を加算又は減算する効果を伴うPACE/FDAによる平均固視曲線を図示するグラフを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、キャリブレーションに関する95%信頼区間を示すアニュラスに基づく、キャリブレーション精度のグラフィカルな説明図を示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちへの固視ターゲットに対する固視場所の分布をプロットするカーネル密度推定を示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちへの固視ターゲットに対する固視場所の分布をプロットするカーネル密度推定を示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、典型的に発育中の子供たちについて、2ヶ月からのデータが含まれる場合−対−除外される場合を伴う、次元的なカテゴリ的な結末との視覚的な関わり及びそれらの関係の成長チャートを示す図。
本開示の一実施形態による、1つの実験テスト・グループに関して、ASDを患う子供たちについて、2ヶ月からのデータが含まれる場合−対−除外される場合を伴う、次元的なカテゴリ的な結末との視覚的な関わり及びそれらの関係の成長チャートを示す図。
本開示の一実施形態による、ASDグループの中の眼の固視と症状重症度の結末レベルとの間の関係に対する2ヶ月データの影響を図示するプロットを示す図。
本開示の一実施形態による、グループ間のオーバーラップのレベルは、チャンスとは有意に異なるままであり、2ヶ月データが含まれているときに計算される曲線から有意差はないことを図示するグラフを示す図。

実施例

0020

本明細書で説明されているシステム、デバイス、及び方法の全体的な理解を提供するために、特定の例示目的の実施形態が説明されることになる。いくつかの実施形態では(より詳細に以下に説明されている)、本開示は、概して、非常に幼い患者(たとえば、生後2〜6ヶ月)において、発達的な異常障害のリスクを評価するためのシステム及び方法に関する。実施形態及び特徴は、自閉症スペクトラム障害(ASD)の評価、スクリーニング、モニタリング、又は診断のために、被験者からアイ・トラッキング・データを収集及び分析することと関係する使用に関して、本明細書で具体的に説明されているが、システム、デバイス、及び方法は、また、他の発達的、認知的、社会的、又は精神的な状態、及び、他の状態に適用することも可能であり、それは、それに限定されないが、表出言語発達遅延及び受容言語発達遅延、非言語的な発達遅延、知的障害、公知の又は未知の遺伝的起源の知的障害、外傷性脳損傷、特定不能の乳児期の障害(DOI−NOS)、社会的なコミュニケーション障害、及び自閉症スペクトラム障害(ASD)、ならびに、注意欠陥性多動性障害(ADHD)、注意欠陥障害(ADD)、心的外傷後ストレス障害(PTSD)、脳震とう、スポーツ損傷、及び認知症などのような状態を含むことを理解されたい。また、本システム、デバイス、及び方法は、それに限定されないが、例外的な範囲に規範的な表出言語レベル及び受容言語レベル、例外的な範囲に規範的な非言語的な認知機能、ならびに、例外的な範囲に規範的な社会的な発達レベルなどのような、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力の測定にも適用可能である。そのようなデータは、障害に関する測定値を示していない場合には、規範的な発達の典型性の程度の測定値を提供し、典型的な発達の多様性を示すことが可能であることを理解されたい。さらに、以下に概説されているコンポーネント及び他の特徴のすべては、任意の適切な様式で、互いに組み合わせられることが可能であり、また、医療診断の外側のシステムに適合及び適用されることが可能である。たとえば、本開示のインタラクティブな視覚刺激は、治療ツールとして使用されることが可能である。さらに、収集されたデータは、被験者が優先的に注意を払う特定のタイプの視覚刺激の測定値を生み出すことが可能である。そのような優先性(preference)の測定値は、医療診断及び治療の分野の中の用途、及び、医療診断及
び治療の分野でない用途の両方を有し、それは、たとえば、視覚刺激優先性に関連するデータが関心のものである広告業界又は他の産業を含む。

0021

本明細書で参照されるすべての刊行物、特許、及び、公開された特許出願は、具体的に本明細書に援用されている。矛盾が生じる場合には、その特定の定義を含む本明細書が支配することになる。本明細書の全体を通して、「からなる(comprise)」の用語、又は、「からなる(comprising)」もしくは「からなる(comprises)」などのような変形例は、述べられている整数(もしくは、コンポーネント)又は整数のグループ(もしくは、複数のコンポーネント)を含むが、任意の他の整数(もしくは、コンポーネント)又は整数のグループ(もしくは、複数のコンポーネント)を除外しないことを暗示していることを理解されたい。単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈が明確にそうでないことを指定していなければ、複数形を含む。さらに、「患者」、「参加者」、「被験者」、及び「個人」の用語は、本開示の全体を通して、相互交換可能に使用されている。本明細書で使用される「眼の固視」及び「固視」の用語は、概して「視覚固視」と同義である。視覚固視は、網膜の上に視覚情報を安定化させるために使用される眼球運動のタイプであり、一般的に、ディスプレイ平面の上の点又は領域を見ている又は「凝視している」人と一致する。

0022

ASDを含む、発達的、認知的、社会的、又は精神的な状態の検出に関して本明細書で説明されているシステム、デバイス、及び方法は、収集されたアイ・トラッキング・データを処理及び分析するための他の技法一緒に使用されることが可能であり、他の技法は、たとえば、2006年2月23日に出願された「視覚的顕著を定量化及びマッピングするためのシステム及び方法」という名称の米国特許第7,922,670号、2013年12月11日に出願された「係合及び知覚される刺激顕著のマーカとしてまばたき抑制を検出するためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願公開第2014/0192325号、及び、2014年3月11日に出願された「認知状態及び発達状態の検出のためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願第14/205,012号に説明されているものを含み、それらの開示は、その全体を本明細書に援用する。

0023

図1は、特定の実施形態による、診断結果又は処方箋的結果の送達のためのデバイス100及びサポーティング・データ・インフラストラクチャを含むシステム10のブロック図を示している。描写されているように、システム10は、全体的に、データ収集20、データ・ストレージ30、データ処理及び分析40、ならびにデータ結果50に関連する4つのパーツ(本明細書でシステムと称される場合もある)に分割されている。特定の実施形態では、システム10は、ASDなどの被験者又は患者の、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害を診断するために使用される。とりわけ、システム10は、幼児及び6ヶ月以下程度の乳児を含む、比較的若年でのASDの診断を可能にする。とりわけ、システム、デバイス、及び方法は、新生児から高齢者まで、任意の年齢の患者に関するデータを信頼性高く収集し、ASDの診断、又は、他の認知的、発達的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害の診断のためにその収集されたデータを使用することが可能である。一般的に、システム10は、アイ・トラッキング・データを収集し、その後にアイ・トラッキング・データを分析し、被験者の社会的機能のレベルを決定する。システム10は、一般的に非侵襲性である。アイ・トラッキング・データを収集することに関連付けされる手順(「セッション」とも称される)が、任意の適切な長さの時間(たとえば、15分)にわたって走り、図1に示されているシステム10の4つのパーツ(すなわち、データ収集システム20、データ・ストレージ・システム30、データ処理及び分析システム40、及びデータ結果システム50)に対応する4つの主要工程を一般的に伴うことが可能である。

0024

概観として、被験者が、共通の社会的相互作用(典型的に二者の又は三者の相互作用
を描写する視覚刺激(たとえば、映画などの動的な視覚刺激)を見ている間に、第1のアイ・トラッキング・データが、被験者から収集される(データ収集20)。データ収集の目的のために被験者に表示される刺激は、(静的であろうと、動的であろうと)任意の適切な視覚イメージであることが可能であり、それは、映画又はビデオ、及び、静止画又は任意の他の視覚刺激を含む。映画又はビデオは、単に例として参照されていること、及び、任意のそのような議論は、他の形態の視覚刺激にも適用されることを理解されたい。手順にしたがって、アイ・トラッキング・データ、及び、任意の他の適切な情報(たとえば、被験者が見た映画のリスト)が、セキュア・データベース(データ・ストレージ30)に転送される。データベースは好適には、デバイスから遠隔にあり、多くのデバイスから収集されるデータを収容及び集約するが、いくつかの実施形態では、データベースは、デバイスにローカル接続され得ることを認識されたい。その転送の後に、データは、中央処理コンピュータ(データベース及び/又はデバイスにローカル接続されているか又は遠隔にある)に再び転送され、任意の適切なプログラミング言語(たとえば、MATLAB)で書かれたカスタム・ソフトウェアを使用して処理される(データ処理及び分析40)。特定の実施形態では、及び、処理工程の間に、個々の被験者のデータが、統計的モデル又は他の相対的な規範と比較される。その比較は、被験者が見た映画の間の被験者の自分自身のその固有凝視点に基づいて、社会的機能の測定値(たとえば、スコア)を出力する(データ結果50)。そのスコアは、統計的モデルからの所定のカットオフ(cutoff)又は他の値と比較される。いくつかの実施形態では、その比較の出力は、ASDを含む、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害のその被験者の診断、及び、状態の重症度のレベルの決定である。いくつかの実施形態では、被験者の視覚固視(たとえば、凝視点データ)は、長い時間をかけてトラッキングされ(たとえば、何ヶ月以上にもわたって繰り返されるセッション)、視覚固視の変化又は変化率(その低下は、特に生後間もなくに、発達状態のマーカとして使用されることが可能である)を決定する。いくつかの実施形態では、その比較の出力は、被験者の言語的な認知技能又は非言語的な認知技能の測定値である。いくつかの実施形態では、その比較の出力は、規範的な発達の典型性の程度の測定値であり、典型的な発達の多様性を示す。追加的に、結果は、ASD、又は、他の認知状況、発達状況社会的状況、もしくは精神的状況によって影響を与えられた被験者の長期間にわたる治療の有効性をモニタリングするために使用されることが可能である。分析の結果、及び処理されたファイル自体は、その後に、データベースにアップロードされる。典型的に、結果は、医師(たとえば、小児科医もしくは他の医療専門家)、又は、他の被験者の介護者に利用される。

0025

いくつかの実施形態では、データ収集システム20は、ハードウェア・コンポーネント及びソフトウェア・コンポーネントの混合を含む。これらのコンポーネントは、一緒に、視覚刺激及び聴覚刺激を被験者に提示し、一時的に整合させられたアイ・トラッキング・データを収集する。データ収集のために使用されるデバイス100は、被験者の視野から視覚的に気を散らすものを最小化しながら、(たとえば、被験者モニタ及びアイ・トラッキング・ユニットに対する)適正な被験者位置決めを推進するように設計されている。本開示の方法を行うための例示的なシステム及びデバイスの特定の詳細は、後述の図を参照して説明されることになる。

0026

図2は、特定の実施形態による図1のデバイス100の正面斜視図及び後面斜視図をそれぞれ示している。デバイス100は、一般的に、ASDを含む被験者の中の発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害(又は、いくつかの他の状態)の評価、スクリーニング、モニタリング、又は診断のために使用される。いくつかの実施形態では、デバイス100は、さまざまな表面を横切る効率的な移動性のために、車輪又はキャスタ108の上に着座している。任意の適切な車輪付きのコンポーネント、又は、他の移動促進コンポーネントが、キャスタ108の代わりに、又は、キャスタ108に加えて使用され、移動性を提供することが可能である。デバイス100は、標準的な廊下及び出入り口
をキャスタ108に乗って移動するように設計されており、好ましくは、すべてのサイズ及び強さのオペレータのための操縦性を可能にする重量(たとえば、おおよそ113.4kg(250lb)以下)を有している。キャスタ108は、移動させられていないときに、デバイスを適切な場所に固定するためのブレーキを含むことが可能である。

0027

また、デバイス100は、被験者のための座り心地の良い座席101(又は、サポート・デバイス)を含み、テストしている間の座席101からの意図せぬ退出を防止するために、位置決め又は拘束システム(たとえば、シートベルト)を有している。任意の適切なサポート・デバイスは、手順の間に被験者を位置決め又は着席させるために使用されることが可能であり、乳児及び幼児のための車の座席もしくは子供椅子、又は、年長児及び成人のためにカスタマイズされた椅子などのような他のタイプのサポート・デバイスを含む。デバイスは、検査刺激(視覚イメージ及びキャリブレーション/固視ターゲットを含む)の被験者が見るためのモニタ又はディスプレイ・デバイス103と、検査刺激に関連付けされるオーディオ再生するためのスピーカ又は聴覚刺激106の他のソースとを有している。いくつかの実施形態では、スピーカは、モニタと一体化されているが、コンポーネントは、別々に設けられることも可能である。モニタの位置は、モニタの任意の軸線に関して調節可能であり得る(たとえば、垂直方向の調節、水平方向の調節、及び、被験者に向かう方向への調節、又は、被験者から離れる方向への調節)。

0028

示されているように、デバイス100は、ディスプレイ・デバイス103によって表示される刺激に応答する被験者の眼球運動を検出するためのアイ・トラッキング・ユニット、デバイス、又はセンサ104と、オペレータ制御装置110と、被験者の視野の中の気を散らすものから被験者を視覚的に十分に分離させるためのバッフル又はパーティション107とをさらに含む。オペレータ制御装置110には、オペレータ・モニタ又はディスプレイ・デバイス109が一緒に設けられており、オペレータ・モニタ又はディスプレイ・デバイス109は、オペレータが、手順の全体を通して、ビデオ・カメラ105からのフィードを介して被験者を観察することを可能にし、ビデオ・カメラ105からのフィードは、被験者を示し、また、オペレータ・モニタ109の上に表示される。したがって、いくつかの実施形態では、オペレータは、被験者から遠隔に(たとえば、同じ部屋の異なる部分の中に、又は、完全に異なる部屋の中に)位置付けされることが可能である。デバイス100には、アイ・トラッキング収集及び刺激提示のための制御コンピュータ111と、デバイス100のコンポーネントに電力を与えるための電力供給ユニット112とが設けられている。デバイス100は、医師の事務所又は診療所において、直接プラグイン又はワイヤレス接続によって、ネットワークに接続するように構成可能である。特定の実施形態では、デバイス100は、マルウェアの導入を防止するために、発信用データ通信だけを可能にする。いくつかの実施形態では、デバイス100は、上記に議論されているデバイスのさまざまなコンポーネントを支持するハウジング又はフレーム構造体を使用して形成されることが可能である。

0029

デバイス100のサポート・デバイス又は座席101は、眼球運動データの収集を可能にするディスプレイ・デバイス103及びアイ・トラッキング・センサ104に対して、ある向きで被験者を位置決めするように調節可能であり得る。そして、座席101は、位置決めされると、その特定の向きで被験者を縛り付けることが可能である。これは、(被験者ごとに、又は、同じ被験者での複数のセッションに関して)座席が繰り返し可能な位置で動作することを可能にする。たとえば、いくつかの実施形態では、デバイス100は、2つのモード(「乳児モード」及び「幼児モード」)で動作し、モニタ103及び座席101の向きが、幼児(成人のように、背筋を伸ばして座ることを好む)及び乳児(よりかかることを好む)を収容することができるようになっている。乳児又は幼児/成人のためのデュアルの位置が、図1のデータ収集システム20に関するインサート15の中に示されている。使用されることが可能であり、被験者ごとに繰り返し可能である、多くの可
能性のある位置が存在するので、座席は、任意の適切な数の「モード」を有することが可能であり、また、さらに位置決め可能/調節可能であり得ることを理解されたい。たとえば、デバイス100の実施形態は、被験者進入/退出のための旋回機構102を有しており、それは、ディスプレイ・デバイス103及びアイ・トラッキング・ユニットに対して被験者を向かせるために使用されることも可能である。

0030

図2のデバイス100は、上記に概説されているデータ収集20のために使用されることが可能であり、(1)被験者が、ディスプレイ・スクリーン(たとえば、コンピュータ・モニタ)の前に着席させられ、ディスプレイ・スクリーンの上に、種々の動的なビデオ及び他の刺激が被験者のために再生されるようになっており、(2)オペレータが、ソフトウェアを制御することが可能であり、ソフトウェアは、(a)被験者に対してアイ・トラッキング・ユニットをキャリブレートし、(b)キャリブレーションが正確であることを検証し、(c)被験者が動的なビデオ又は他の視覚刺激を見るときに、被験者からアイ・トラッキング・データを収集することになるようになっている。「データ収集」と一般的に称される手順のこの部分の後に、被験者のデータは、セキュア・データベースに転送されることが可能である。データベースは、好ましくは、デバイスから遠隔にあり、多くのデバイスから収集されるデータを収容及び集約するが、しかし、いくつかの実施形態では、データベースは、デバイスにローカル接続され得ることを認識されたい。いくつかの実施形態では、収集されたデータのデータベースによる受信が、ソフトウェアにより実装される自動的な処理及び分析プロセスを開始させ、そのプロセスにおいて、被験者の個人データが、ヒストリカル・アイ・トラッキング・データから以前に発生させられたアイ・トラッキング・データのモデルと比較される。比較の結果は、被験者の発達機能の診断測定及び/又は処方箋的測定である。他の実施形態では、収集されるデータは、複数のセッションにわたって(及び、所定の時間期間にわたって)、所与の被験者に関して比較して再検討され、視覚固視の潜在的な変化(たとえば、視覚固視の低下)を識別する。それらの結果は、被験者の医師による使用のための診断レポートへと凝縮されることが可能である。

0031

一般的に、デバイス・オペレータ(たとえば、医療助手又は他の医療専門家)は、デバイスを動作させるために最小のトレーニングしか必要としない。デバイスは、ディスプレイ・デバイス(たとえば、図2のディスプレイ・デバイス103)の前での繰り返し可能な適正な被験者の位置決めを可能にするように設計されている。オペレータの情報及び被験者の情報を、デバイスの上で実行されるカスタム・ソフトウェア・プラットフォームの中へ入力した後で、ソフトウェアは、年齢別の刺激(たとえば、映画)を選択し、また、被験者の前に適正な向きでディスプレイ・デバイスを位置決めすることをオペレータに命令する。次いで、キャリブレーション・手順が、アイ・トラッキング・デバイス(たとえば、図2のアイ・トラッキング・デバイス104)に対して被験者をキャリブレートするために行われる。有効なキャリブレーション(ソフトウェアによって決定される)に続いて、ソフトウェアは、ディスプレイ・デバイスを介して被験者のために再生されるビデオを選択することによって、データ収集プロセスを開始し、(所定の映画又は他の視覚刺激に応答して、自分の眼を移動させている被験者からの)生のアイ・トラッキング・データが収集される。次いで、アイ・トラッキング・データ及び刺激に関連する情報(たとえば、被験者によって見られる刺激のリスト)の両方が、処理のためにセキュア・データベースに転送される。

0032

被験者に対して表示される映画は、被験者の年齢に依存することが可能である。いくつかの実施形態では、デバイスは、(座席の中に位置決めされている)被験者が俳優の眼、口、もしくは身体、又は、他の所定の関心領域を見ることに費やす固視時間の量、及び、被験者がビデオの中の背景領域を見ることに費やす時間の量を測定する。ディスプレイ・デバイスを介して被験者に示されるビデオ・シーンは、社会的相互作用のシーンを描写す
ることが可能である(たとえば、カメラを真っ直ぐに見て、見ている被験者に関わることを試みる俳優、たとえば、又は、遊んでいる子供たちのシーン)。いくつかの実施形態では、ビデオ・シーンは、たとえば、アニメーション及びプレファレンシャル・ビューイングタスクを含む、他の適切な刺激を含むことが可能である。ビデオの中の特定の空間的な場所に対する固視時間の測定は、被験者の社会的発達及び/又は認知発達のレベルに関連する可能性がある。たとえば、12〜15ヶ月の間の月齢の子供たちは、彼らの言語発達の発達段階の結果として、口の固視の増加を示し、また、眼の固視と口の固視との間を行ったり来たりする。別の例として、ビデオの中の俳優の眼に対して、被験者による長期間にわたる視覚固視の低下は、被験者の中のASD又は別の発達状況のインジケーターであることが可能である。

0033

(表示される映画の間の、及び、複数のビューイング・セッションを横切る)被験者の視聴パターンの分析が、ASDを含む、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害の診断及びモニタリングのために行われる。このデータ収集期間の間に、システムは、被験者に対してキャリブレーション又は固視ターゲット(それは、アニメが使われ得る)を定期的に示す。これらのデータは、後で精度を立証するために使用される。検査手法は、目が覚めておりスクリーンを見ている被験者に依存する。キャリブレーション・手順及びデータ収集手順の両方の間に、所定の映画及び/又は他の視覚刺激が、ディスプレイ・デバイスを介して被験者に提示される。これらの映画及び/又は他の視覚刺激は、手/顔/身体を動かす人間の俳優又はアニメが使われた俳優を含むことが可能である。

0034

任意の適切なアイ・トラッキング・ユニット及び関連のソフトウェアは、本開示のシステム、デバイス、及び方法とともに使用されることが可能である。たとえば、さまざまな市販のアイ・トラッキング・ユニットが使用されることが可能であり、それは、センサモータリック・インスツルメンツ(SensoMotoric Instruments)(たとえば、モデルRED−m)、Iスキャン社(ISCAN Inc.)(たとえば、モデルRK−464)、及び、トビー・テクノロジー(Tobii Thechnology)(たとえば、モデルX60)から市販されているそれらのアイ・トラッキング・ユニット、又は、他の製造業者からの任意の他の適切なアイ・トラッキング・ユニットを含む。特定の実施形態では、本出願人によって開発されたものなどのような、本明細書で開示されているシステム、デバイス、及び方法のマスタ・ソフトウェア・コードが、アイ・トラッキング・ソフトウェアの工程を監督又は制御するために使用され、追加的に、他の機能を果たすために使用される。そのような機能の例は、被験者の氏名、生年月日など、及び、被験者に示される刺激(たとえば、映画)に関連する情報などをオペレータに示すインターフェースを提示することを含む。いくつかの実施形態では、マスタ・ソフトウェア・コードは、ソフトウェア開発キット(SDK)を介してアイ・トラッキング・ソフトウェアとインターフェース接続している。

0035

いくつかの実施形態によれば、診断検査セッションを促進させるコンピュータは、(たとえば、検査プロセスに関わる比較的に大容量のビデオに起因して)高い処理能力を備える専用コンピュータである。アイ・トラッキング・データは、コンピュータによって収集され、データ・ファイルの中に保存され(たとえば、idfデータなど)、次いで、それは、分析のために、セキュア・ネットワーク接続を介して、医師の事務所から、中央データベース及び処理コンピュータへ送信される。処理設備において、(たとえば、ASD、又は、他の発達的、認知的、社会的、又は精神的な状況を有することが知られている被験者から、及び、健常対照群からも以前に収集されたデータを使用して)ヒストリカル・データから生成されたモデルに関連して、(医師の事務所においてテストされている被験者から受信された)アイ・トラッキング・データを分析することによって、データのオフラインの分析が行われることが可能である。しかし、本開示の全体を通して議論されているように、いくつかの実施形態では、処理及び分析工程は、デバイスにローカル接続されて
いるコンピュータによって、セッションの間にリアルタイムで行われ得ることを理解されたい。

0036

アイ・トラッキング・データが収集され、保存され、分析され、及び処理される様式に影響を与えることなく、デバイス100に対してなされ得る、多くの可能性のある修正例又は代替例が存在する。それぞれのケースにおいて、修正又は変更されたデバイスは、視覚的に気を散らすものを被験者の視野から最小化しながら、データ収集、及び、(たとえば、被験者モニタ及びアイ・トラッキング・ユニットに対する)適正な被験者の位置決めを提供する。図3A図3Fは、図2のデバイス100の代替的な実施形態(A)から(F)の斜視図を示している。たとえば、いくつかの実施形態では、デバイスは、定置式である(すなわち、デバイスは可動でない)。デバイスは、永久的に又は半永久的に床に固定されていてもよく(たとえば、使用時の場所に固着されている)、又は、デバイスは、キャスタもしくは車輪を含まなくてもよく、したがって、デバイスの重量が、デバイスを適切な場所に維持する。図3Aから図3Eに示されているように、それぞれのデバイスは、キャスタ又は車輪を含まない。いくつかの実施形態では、サポート・デバイス(たとえば、図2の座席101)は、(デバイス自体が可動であろうと定置式であろうと)そのそれぞれのデバイスから分離可能であってもよい。たとえば、被験者がその中に位置決めされている座席は、ローリング機構を介してスライド可能に調節可能であってもよい。図3Eに示されているように、デバイス240は定置式であるが、サポート・デバイス242は可動である。別の例として、図3Fでは、デバイス250が可動であり、また、サポート・デバイス252も可動である。

0037

特定の実施形態によれば、図3A図3Fで上記に議論されているものを含む、本開示のデバイスのいずれかは、(1)被験者の年齢に応じて調節され得る、被験者のための座席、(2)デバイスに向けて、又は、デバイスから離れるように、座席を回転させるための機構、(3)映画又は他の視覚刺激を被験者に示すためのディスプレイ・デバイス(それは、手動で、又は、電気的なモータを使用して、種々の被験者高さに対して調節されることが可能である)、(4)被験者の眼にカメラの焦点を合わせ、安全な量の赤外線エネルギー又は他の電磁エネルギーによってそれを照らすアイ・トラッキング・ユニット、(5)被験者の全体的な健康及びコンプライアンスをモニタリングするためにオペレータが使用するためのカメラ、(6)音を作り出す1つ又は複数のスピーカ、(7)ディスプレイ・デバイス、アイ・トラッキング・ユニット、及び任意の他のコンポーネントを位置決めするための機械的なシステム(随意的に、電動である)、(8)ブレーキを備える旋回キャスタ、(9)デバイスを動作させるオペレータのためのモニタ(たとえば、タッチ・スクリーン)、(10)オペレータのためのキーボード及びマウス、(11)カスタム・ソフトウェアを備える制御コンピュータ、(12)デバイスのさまざまなコンポーネントに電力を送達するための電力供給部、及び、(13)コンポーネントのすべてを一緒に保持するための、溶接された被覆された(sheathed)機械的なフレームを含むことが可能である。

0038

いくつかの実施形態では、上記コンポーネント(1)〜(13)は、共通の規準フレーム(たとえば、上記に述べられている溶接された被覆された機械的なフレーム、又は、任意の他の適切なハウジングもしくはエンクロージャ)の中に整合させられており、それらが、一緒に位置決め又は輸送され得るようになっている。この規準フレームは、静的な、カスタム設計された、金属製の支持構造体であってもよい。いくつかの実施形態では、金属製の支持構造体は、溶接されたチューブ状の部材を備え、溶接されたチューブ状の部材は、垂直方向に、水平方向に、及び/又は、角度付きの方向に配置されており、支持フレーム及び検査領域を生成させる。座席は、検査領域の内側に位置決めされており、被験者は、ディスプレイ・デバイスの近位に位置決めされるが、バッフル又はパーティションによって、外部の最も気を散らすものから遮蔽される。デバイスのオペレータは、オペレー
タ・コンピュータを介して被験者を監視するための位置において、フレームワークの外側に立つことが可能であり、モニタリング・カメラを通して被験者を観察することが可能である。(サポート・デバイスの上に位置決めされている)被験者は、被験者の視界がパーティションによって妨害されるので、好ましくは、オペレータを見ることができない。パーティションは、プラスチックのような材料から形成されることが可能であり、プラスチックのような材料は、きれいにするのが容易であり、金属フレームワークに熱成形される。図3A図3Fに示されているように、たとえば、デバイスは、それぞれのデバイスのコンポーネントのすべて又はいくつかを支持するフレームを有している。

0039

図4は、特定の実施形態によるデータ収集のためのフローチャート300を示している。いくつかの実施形態では、データ収集は、カスタム開発されたソフトウェア・アプリケーションを使用して達成され、そのソフトウェア・アプリケーションは、図2のデバイス100などのような、本開示のデバイスのいずれかによって実装される。プロセスの特定の工程は、コンピュータ実装機能であり、それは、開示されているデバイスを動作させるコンピュータ(たとえば、図2のコンピュータ111)に関連付けされるソフトウェア・コードで実装される。図5Aから図5Lは、一連のディスプレイ・スクリーンを示しており、それは、特定の実施形態によるデータ収集の間に、(たとえば、図2のオペレータ・モニタ109を介して)オペレータに提示され、プロセス300の工程の議論とともに参照されることになる。本開示のフローチャートの工程は、単に例示目的のものであることを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく、フローチャートの工程のいずれかが、修正されるか、省略されるか、もしくは再配置されてもよく、工程の2つ以上が組み合わせられてもよく、又は、任意の追加的な工程が加えられてもよい。

0040

特定の実施形態では、カスタム開発されたソフトウェア・アプリケーションは、デバイス・オペレータが、(a)検査手順を特定の被験者に関連付けさせ、(b)アイ・トラッキング・データ収集機器を被験者に対してキャリブレートし、(c)被験者刺激モニタ及びスピーカの上にビデオ及び聴覚刺激を提示し、ならびに、(d)視覚刺激及び聴覚刺激に関連している被験者から、アイ・トラッキング・データ(たとえば、凝視のx、y座標)を収集することを可能にする。いくつかの実施形態では、セッションの終わりに、収集されたデータは、さらなる処理及び分析(たとえば、図13のプロセス1050)のために、中央データベースに転送される(たとえば、図12のプロセス1000)。

0041

プロセス300は、工程302において開始し、工程302では、オペレータ情報が入力される(たとえば、図2のオペレータ制御装置110を介して)。情報は、オペレータの識別を可能にする任意の適切な情報であることが可能である。たとえば、オペレータのファーストネーム及びラスト・ネームが記録されることが可能である。ファースト・ネーム及びラスト・ネームは、システムにログインする目的のために、及び、オペレータを識別する目的のために、ユーザネームに関連付けされることが可能である。いくつかの実施形態では、オペレータ情報は、サイト利用及びオペレータ依存性データ品質変化(これは、低いことが予期されるが)をモニタリングするために、データベース(たとえば、図1のデータベース35)の中で質問される。図5Aに示されているように、ディスプレイ・スクリーン400aは、オーバーレイ460を含み、オーバーレイ460は、オペレータがユーザネーム及びパスワードを使用してシステムにログインすることを可能にする。また、ディスプレイ400aは、さまざまなボタン(たとえば、アニメーション、元に戻す、次の映画、アクティブ映画、音量、セッション終了、ログアウト)を備えるバーナー・バー410を含み、さまざまなボタンは、セッションの全体を通して利用可能であり、セッションの一部分をナビゲートし、又は、セッションの他の機能を制御する。また、ディスプレイ400aの下部において提示されているのは、コンテキスト・ボタン450(たとえば、次のターゲットを再生する、ターゲットを見る!、映画に戻る!)であり、コンテキスト・ボタン450は、現在セッション中のアプリケーションの特定のモードに
利用可能な機能に関連している(たとえば、ディスプレイ400aは、ディスプレイ400jの中のものとは異なるコンテキスト・ボタン450を有している)。

0042

工程304において、被験者情報が入力される。情報は、被験者の識別を可能にする任意の適切な情報、及び、データ処理及び分析の目的に関連のある任意の他の情報であることが可能である。たとえば、被験者のファースト・ネーム及びラスト・ネーム、生年月日、性別、ならびに一次言語が入力されることが可能である。被験者情報は、所与のセッションのデータをデータベースの中の個人記録リンクさせるために使用される。図5Bに示されているように、ディスプレイ・スクリーン400bは、オーバーレイ462を含み、オーバーレイ462は、オペレータが、上記に議論されているものを含む、さまざまなフィールドの中へ被験者情報を入力することを可能にする。また、オーバーレイ462の中に示されているのは、「セッションID」であり、「セッションID」は、それぞれの被験者に関連付けされるセッションにしたがって、収集されたデータにデータベースの中でインデックスを付けることを可能にする。

0043

工程306において、年齢に合わせた又は年齢別の刺激(たとえば、映画)が、モニタの上で再生される。このディスプレイは、モニタ(たとえば、図2のディスプレイ・デバイス103)への被験者の注意を引き、オペレータ又は被験者の介護者が、工程308において、被験者を椅子の中に留めることを可能にする。特定の実施形態では、アプリケーションは、(a)被験者の年齢に基づいてモニタ及び椅子角度を調節し、(b)被験者を椅子の中に置き、シートベルトをしっかりと締め、(c)アイ・トラッカーが被験者の眼を識別することが可能であることを確認するようにオペレータに命令する。図5Cに示されているように、ディスプレイ・スクリーン400cは、オーバーレイ464を含み、オーバーレイ464は、(ビデオ・ウィンドウ466を使用して)被験者の位置を観察し、また、被験者の眼が(ビデオ・ウィンドウ468を使用して)アイ・トラッカーによって識別されていることを確認するためのものである。ビデオ・ウィンドウ466は、被験者のビデオ・フィードを示しており、固視ターゲットが被験者の位置に対して表示されることになる場所を描写する。ビデオ・ウィンドウ468は、被験者の眼がアイ・トラッカーによって識別されたかどうかを示し、現在の位置レーティングに関するフィードバックエレメント468a,468b)を提供する。いくつかの実施形態では、位置レーティングは、素晴らしい位置、適度な位置、又は不十分な位置を表すために色分けされている。

0044

工程310において、アイ・トラッキング・システムは、被験者に対してキャリブレートされる。オペレータは、カメラ・フィードを介して、被験者の一定の視覚モニタリングを維持する。特定の実施形態では、固視ターゲットとも呼ばれるキャリブレーション・ターゲットが被験者に提示されるとき、オペレータ及びアイ・トラッキング・ユニット(たとえば、図2のアイ・トラッキング・ユニット104)の両方が、被験者が凝視していることを確認する。ターゲットは、反射的に被験者の注意を引き付け既知ターゲット場所に向かうサッカード、及び、既知のターゲット場所の上の固視を結果として生じさせる。ターゲットは、有限の場所、たとえば、0.5度未満の視角に広がる半径方向に対称のターゲットへの固視を信頼性高く引き出す。他の例は、同心円状のパターン、形状、又は縮小する刺激を含み、それは、初期にはサイズがより大きい場合でも、固着されているターゲット場所への固視を信頼性高く引き出す。図5Dに示されているように、ディスプレイ・スクリーン400dは、ビデオ・ウィンドウ440を含み、ビデオ・ウィンドウ440は、オペレータが被験者の一定の視覚モニタリングを維持していることを示しており、被験者は、ウィンドウ420の中のカメラ・フィードを介してモニタリングされている。ウィンドウ420の中のカメラ・フィードの上に重ね合わせられているのは、キャリブレーション・ターゲット、又は固視ターゲットの場所であり、それは、被験者に順々に提示される。オペレータは、ビデオ・ウィンドウ420を見ることによって、被験者が表示されたターゲットを凝視していることを視覚的に確認することが可能であり、次いで、入力
デバイスを使用して、観察された固視を手動で示すことが可能である。ビデオ・ウィンドウ430は、アイ・トラッキング機器からの情報を描写するフィードの上に重ね合わせられるターゲットを有している。任意の適切なアイコンが、キャリブレーション・ターゲット又は固視ターゲットとして使用されることが可能であり、ターゲットは、静的であっても、動的であってもよい。たとえば、図5Eのディスプレイ400eに示されているように、バーナー・バー410からの「アニメーション」ボタンの選択は、固視ターゲットとして使用され得る可能性のあるアニメーションのリストの表示を結果として生じさせる。動的な、又は、アニメが使われる固視ターゲットは、言語的な媒介、又は、オペレータによる命令の必要性なしに、被験者による外因性の(exogenous)キューイング(cueing)を反射的に引き起こすことが可能である。たとえば、ターゲット自体が被験者の注意を引き付けるので、オペレータは、動的なターゲットを見るように命令を与える必要がない。

0045

工程312において、連続的な(x、y)凝視座標が、アイ・トラッキング機器(たとえば、図2のアイ・トラッキング・デバイス104)から出力される。キャリブレーション・ターゲットに向けられる十分な数の固視が登録された後で、(x、y)凝視位置座標の連続的なストリームが、たとえば、120Hzで、又は、任意の他の適切なレートで出力される。図5Fに示されているように、ディスプレイ400fは、アイ・トラッキング・ビデオ・ウィンドウ440の中に凝視位置座標442を含む。被験者は、(刺激の表示の前、間、又は後に)ディスプレイ・デバイスを見続けるので、アイ・トラッキング機器は、後のデータ処理及び分析のために、連続的な凝視位置座標を出力する。全体的に本明細書で議論されているように、被験者の視覚固視は、凝視点データ(又は、凝視位置座標)、すなわち、被験者が見ている空間的な位置の観点から画定されることが可能である。

0046

収集されたアイ・トラッキング・データの精度は、視覚刺激の提示を介して評価されることが可能であり、視覚刺激は、反射的に注意を引き付け、既知のターゲット場所に向かうサッカード、及び、既知のターゲット場所の上の固視を結果として生じさせる。ターゲットは、有限の場所、たとえば、0.5度未満の視角に広がる半径方向に対称のターゲットへの固視を信頼性高く引き出す。他の例は、同心円状のパターン、形状、又は縮小する刺激を含み、それは、初期にはサイズがより大きい場合でも、固着されているターゲット場所への固視を信頼性高く引き出す。そのような刺激は、ヘッドレストレイントを伴うデータ収集の下でテストされることが可能であり、それらが、理想的な検査環境の下で固視を信頼性高く引き出すことを確実にし、次いで、それらの使用は、頭部を拘束されていないデータ収集を含むように拡大させられることが可能である。

0047

収集されたデータが正確であることを確実にするために、工程314において、アイ・トラッキング・キャリブレーションが検証される。この工程は、初期のキャリブレーションの直後に行われることが可能であり、又は、この工程は、刺激が被験者に提示された後に(たとえば、いくつかの映画が示された後に)行われることが可能である。いくつかの実施形態では、追加的な固視ターゲットが被験者に示され、出力されたアイ・トラッキング・データが、データ精度を評価するために、既知のターゲット場所と比較される。データ品質が十分でない場合には、ソフトウェア・アプリケーションは、再キャリブレートするようにオペレータに命令することが可能である。たとえば、図5Gのディスプレイ400gに示されているように、(5つのうちの)3つ未満のターゲットが検証されており、オペレータは、2点キャリブレーションを試みるように命令されるか、又は、セッションを終了させるように命令される。図5Hの例示目的のディスプレイ400hに示されているように、5つのうちの4つのターゲットが検証されており、オペレータは、残りの点を検証するように試みるように命令されるか、又は、刺激の表示を進める(又は、継続する)ように命令される。図5Iの例示目的のディスプレイ400iに示されているように、5つのうちの5つのターゲットが検証されており、オペレータは、データ収集を進めるよ
うに命令される。任意の適切な数のターゲットが、表示されることが可能であり、また、アイ・トラッキング・デバイスのキャリブレーション及び/又は検証のために使用されることが可能であることを理解されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、2点キャリブレーション及び検証が、信頼性の高いアイ・トラッキング・データの収集のために使用されることが可能である。

0048

工程316において、刺激が被験者に示され、凝視座標ストリームが記録される。特定の実施形態では、凝視座標ストリームは、所与の周波数(たとえば、60Hz、120Hz、512Hz、1000Hz、又は、任意の他の適切な周波数)でサンプリングされたデータを含み、それは、所与の時間の期間(たとえば、視覚刺激の持続時間)にわたって、ディスプレイ(たとえば、図2のディスプレイ103)に対する被験者の瞬間的な凝視位置座標を示す。(工程314において)成功した検証に続いて、刺激(たとえば、共通の二者の及び三者の社会的相互作用を描写する映画)が、被験者に提示される。凝視位置座標が、刺激提示に関連付けされて一時的に記録される。たとえば、図5Jのディスプレイ400jに示されているように、ウィンドウ470は、被験者に表示される現在の「アクティブ映画」及び「次の映画」を示している。別のウィンドウ472は、現在のセッションについての情報を有しており、それは、進捗度472a、経過時間472b、示されている映画の数472c、及び、検証される点の数472dを含む。以前に記載されているように、コンテキスト・ボタン450は、先のディスプレイに表示されたものとは異なり、また、次の映画にスキップするというオプション、及び、次のキャリブレーション・チェックまでの映画の数を示すというオプションを、オペレータに与える。工程314に関して上記に議論されているように、アイ・トラッキング・キャリブレーションの検証は、初期のキャリブレーションの直後に行われることが可能であり、及び/又は、検証は、刺激が被験者に提示された後に行われることが可能である。図5Kのディスプレイ400kにおいて、キャリブレーション・チェックは、刺激が被験者に提示された後に(このケースでは、9つの映画が示された後に)行われる。図5Fに関して上記に議論されているものと同様のウィンドウを含むオーバーレイ480が表示されている。コンテキスト・ボタン450は、現在のアクティブ・ターゲットが「右上」ターゲットであることを示している。

0049

工程318において、十分なデータが収集されたとき、又は、(たとえば、被験者が小さい子供たち、幼児、及び乳児であることが多いことを考えると、)被験者がぐずるようになった場合、もしくは、そうでなければ非協力的になった場合には、セッションが終了される。手順の終了のための理由は、記録されることが可能であり、オペレータは、被験者を除去するように(又は、被験者の介護者に被験者を除去させるように)命令される。図5Lのディスプレイ400lに示されているように、オーバーレイ490が発生させられ、それは、オペレータにいくつかの質問をし、それは、セッションの終了の理由、及び、セッションの間のさまざまな事象に関するランキングを備える質問表を含む。また、示されているのは、現在のセッションに関するさまざまな統計の概要492であり、それは、データ要件が満たされるパーセンテージ、経過時間、示されている映画、示されるキャリブレーション・チェック、及び、検証されるキャリブレーション・ターゲットの数を含む。セッションに関連する任意の他の適切なメトリクスが表示されることが可能である。

0050

特定の実施形態によれば、本明細書で説明されているシステム、デバイス、及び方法は、所与のセッションの間にするべきことについて被験者に命令するために、言語的な媒介を必要としない。すなわち、アイ・トラッキング・システムは、意味のあるデータを収集するためにディレクションしたがうことができる従順な人を必要としない。言語的な媒介なしに、意味のあるデータを記録するために、システム、デバイス、及び方法は、(キャリブレーションのために、キャリブレーションの検証のために、又は、他の視覚刺激の表示のために)視覚注意の反射的な又は外因性のキューイングに頼り、また、自然的な刺
激(たとえば、現実世界の社会的相互作用のビデオ・シーン)又は準自然的な刺激(たとえば、ビデオ・アニメーション)を使用し、データを収集し、最終的に診断を与えることが可能である。被験者がディレクションにしたがわない、又はしたがうことができない場合でも、刺激(たとえば、ビデオ)が、被験者の注意を自然に集め、意味のあるデータが記録されることが可能であるので、自然的な及び準自然的な刺激は効果的である。したがって、被験者は、収集されることになるそのアイ・トラッキング・データに関して、アイ・トラッキング・データが収集されていることを知っている必要はない。

0051

本開示の実施形態にしたがってキャリブレーションが行われることができるいくつかの方式が存在している。図6は、特定の実施形態にしたがってアイ・トラッキング・データをキャリブレートするためのコンピュータ実装機能を備えるフローチャートを示している。適正なキャリブレーションが、(たとえば、年齢に起因して、又は、機能の認知レベルに起因して)言語的な命令にしたがうことができない被験者から得られることが可能である。プロセス500は、被験者の注意を引くためにいつ刺激を示すかことを決定する権限をオペレータが持つことを可能にする。したがって、本開示のアイ・トラッキング・システム、デバイス、及び方法は、これらの集団に効果的である。その理由は、所定の持続時間及びタイミングを備えるように見える1セットのターゲット刺激に被験者がしたがう場合に限り(いくつかの実施形態では、キャリブレーションはこのように得られることが可能であるが)、そのようなオペレータの権限に基づいて、キャリブレーションが得られる必要がないからである。いくつかの実施形態では、プロセス500のキャリブレーション工程は、図4の工程310の一部として行われることが可能である。

0052

キャリブレーション・プロセス500をスタートさせると、及び、いくつかの実施形態では、脱感作(desensitization)映画が、工程510において、被験者のために表示される。データは、一般的に、脱感作映画の表示の間に記録されず、その代わりに、映画は、被験者の注意を集めるために表示される。映画は、言語的な媒介、又は、オペレータによる命令の必要性なしに、被験者による外因性のキューイングを反射的に引き起こすことが可能である。たとえば、映画自体が被験者の注意を引き付けるので、オペレータは、ディスプレイ・デバイス(たとえば、図2のディスプレイ・デバイス103)を見るように命令を与える必要がない。被験者が注意を払っているときに、工程520において、キャリブレーション・ターゲット又は固視ターゲットが表示される。キャリブレーション・ターゲット又は固視ターゲットは、被験者の注意を反射的に引き付け、既知のターゲット場所に向かうサッカード、及び、既知のターゲット場所の上の固視を結果として生じさせる。ターゲットは、有限の場所、たとえば、0.5度未満の視角に広がる半径方向に対称のターゲットへの固視を信頼性高く引き出す。他の例は、同心円状のパターン、形状、又は縮小する刺激を含み、それは、初期にはサイズがより大きい場合でも、固着されているターゲット場所への固視を信頼性高く引き出す。

0053

いくつかの実施形態では、被験者が、ターゲットを見ているものとして、オペレータによって観察されるときには(工程522)、オペレータは、入力デバイスを使用して(たとえば、「点の承認」ボタンを押すことによって)、観察されている固視を手動で示す(工程524)。被験者がターゲットを見ていない場合には、オペレータは、ターゲットを表示し続けることが可能であり、又は、別の脱感作映画の表示を引き起こす。特定の実施形態では、被験者がキャリブレーション・ターゲットを見ていることをオペレータが手動で承認するというよりも、又は、それに加えて、デバイス(たとえば、デバイス100)は、被験者がターゲットを見ていることを自動的に決定する(たとえば、ターゲットの周りの所定の空間的領域の中の凝視を識別する)ことができるソフトウェア又は他のロジックを含む。工程530において、アイ・トラッカー(たとえば、図2のアイ・トラッキング・デバイス104)は、固視が検出されているかどうかを決定する。固視が検出されない場合には、オペレータは、ターゲットの継続的な表示を可能にし、ターゲットを再び承
認するように試みることが可能であり、又は、プロセス500は、工程510に戻るように方向付けされることが可能であり、脱感作映画が、被験者のために再び表示される。固視が検出される場合には、工程540において、すべての点がキャリブレートされたかどうかが決定される。任意の適切な数の点が、本開示のキャリブレーション工程の中で使用されることが可能である。好ましくは、少なくとも2つの点がキャリブレートされるが、追加的な点(たとえば、5つ)、又は、それよりも少ない点(たとえば、点がないことを含む)が使用されることも可能である。すべての点がキャリブレートされていない場合には、プロセスは、工程510において脱感作映画を最初に示すことによって、工程550において、次のキャリブレートされていないターゲットを示す準備をする。工程540においてすべての点がキャリブレートされた場合には、プロセスは、工程560に続き、工程560において、キャリブレートされた点が検証される。

0054

図7は、特定の実施形態による、アイ・トラッキング・データを検証するためのコンピュータ実装機能を備えるフローチャートを示している。図6に概説されているプロセス500と同様に、オペレータは、被験者の注意を引くためにいつ刺激を示すかことを決定する権限を有することが可能である。被験者がターゲットを見ていることをオペレータがソフトウェアに知らせると、その時間から記録された凝視座標情報が計算され、表示されているターゲットの実際の場所と比較される。種々のレベルの成功(たとえば、検証される点の数)を伴う初期の検証は、(1)アイ・トラッカーを再キャリブレートすること、(2)検証されることができなかったそれらのターゲットを再検証すること、又は、(3)キャリブレーションを承認し、データ収集ソフトウェアの「刺激を示し、凝視座標ストリームを記録する」という状態を継続する(たとえば、図4の工程316)ことを、オペレータに自動的に命令することになる。キャリブレーションと同様に、本システム、デバイス、及び方法は、ターゲット点及び脱感作刺激(たとえば、映画)を示すタイミングにオペレータが権限を有することを可能にすることが留意されるべきである。いくつかの実施形態では、プロセス570の検証工程は、図4の工程314の一部として行われることが可能である。

0055

検証プロセス570は、キャリブレーション・プロセス500の工程560の後に開始することが可能である。しかし、いくつかの実施形態では、検証プロセス570は、データ収集の過程の間にデータ精度を評価するために刺激(たとえば、映画)が被験者に表示された後に、(1回又は複数回)行われることが可能である。工程580において、脱感作映画が、被験者に表示される。データは、一般的に、脱感作映画の表示の間に記録されず、その代わりに、映画は、被験者の注意を集めるために表示される。映画は、言語的な媒介、又は、オペレータによる命令の必要性なしに、被験者による外因性のキューイングを反射的に引き起こすことが可能である。たとえば、映画自体が被験者の注意を引き付けるので、オペレータは、ディスプレイ・デバイス(たとえば、図2のディスプレイ・デバイス103)を見るように命令を与える必要がない。被験者が注意を払っているときに、工程590において、キャリブレーション・ターゲット又は固視ターゲットが表示され、被験者の凝視位置座標に関連するデータが記録される。キャリブレーション・ターゲット又は固視ターゲットは、被験者の注意を反射的に引き付け、既知のターゲット場所に向かうサッカード、及び、既知のターゲット場所の上の固視を結果として生じさせる。ターゲットは、有限の場所、たとえば、0.5度未満の視角に広がる半径方向に対称のターゲットへの固視を信頼性高く引き出す。他の例は、同心円状のパターン、形状、又は縮小する刺激を含み、それは、初期にはサイズがより大きい場合でも、固着されているターゲット場所への固視を信頼性高く引き出す。

0056

いくつかの実施形態では、被験者が、ターゲットを見ているものとして、オペレータによって観察されるときには(工程592)、オペレータは、入力デバイスを使用して(たとえば、「点の承認」ボタンを押すことによって)、観察されている固視を手動で示す(
工程594)。被験者がターゲットを見ていない場合には、オペレータは、ターゲットを表示し続けることが可能であり、又は、別の脱感作映画の表示を引き起こす。特定の実施形態では、被験者がキャリブレーション・ターゲットを見ていることをオペレータが手動で承認するというよりも、又は、それに加えて、デバイス(たとえば、デバイス100)は、被験者がターゲットを見ていることを自動的に決定する(たとえば、ターゲットの周りの所定の空間的領域の中の凝視を識別する)ことができるソフトウェア又は他のロジックを含む。工程600において、アイ・トラッカー(たとえば、図2のアイ・トラッキング・デバイス104)は、固視が検出されているかどうかを決定する。固視が検出されない場合には、オペレータは、ターゲットの継続的な表示を可能にし、ターゲットを再び承認するように試みることが可能であり、又は、プロセス570は、工程580に戻るように方向付けされることが可能であり、脱感作映画が、被験者のために再び表示される。固視が検出される場合には、工程610において、固視に関して固視場所が計算され、工程620において、固視が、ターゲットに関して、既知の場所座標の特定の近接閾値の中に入るかどうかが決定される。工程630において、固視が特定の近接閾値の中にない場合には、固視は検証点として拒絶される。そうでなければ、工程630において、固視が特定の近接閾値の中にある場合には、固視は検証点として承認される。

0057

固視の承認又は拒絶に続いて、工程640において、すべての利用可能な点(キャリブレートされた点の数に対応する)が示されたかどうかが決定される。すべての点が示されていない場合には、プロセスは、工程580において脱感作映画を最初に示すことによって、工程650において、次のターゲットを示す準備をする。すべての点が示された場合には、プロセスは、工程660に続き、工程660において、3つ又は4つの検証点が承認されたかどうかが決定される。肯定であるとき、プロセスは、工程650において追加的な点を示すために繰り返す。3つ未満の検証点が承認された場合には(工程670)、システムは、工程680においてキャリブレーションをクリアし、キャリブレーション・プロセス(たとえば、図6のプロセス500)に戻る。残る選択肢は、工程690において、すべての5つの検証点が承認されたことを示すことである。この工程において、検証プロセス570は終了する。先述の議論は、5つのキャリブレーション点が検証されていることを仮定している。いくつかの実施形態では、5つのうちの4つだけ、又は、場合によっては5つのうちの3つのキャリブレーション点が承認される場合に、検証は承認可能であり得る。さらに、任意の適切な数のキャリブレーション点が使用されることが可能であり、それは、いくつかの実施形態では、ゼロキャリブレーション点を含むこと、及び、検証プロセス570(とりわけ、工程660、670、690)が、それにしたがって更新されることが可能であることを認識されたい。

0058

上記に議論されているキャリブレーション・プロセス及び検証プロセスの両方において、アイ・トラッカーが固視を検出するかどうかを決定するための工程(工程530及び600)が含まれている。図8は、特定の実施形態による、可能性のあるキャリブレーション点が固視を含むかどうかを検出するためのコンピュータ実装機能を備えるフローチャートを示している。いくつかの実施形態では、プロセス700の工程が、図6の工程530及び/又は図7の工程600の一部として行われることが可能である。オペレータが観察されている固視を示した後に、システムは、プロセス700の工程を使用して、その示された固視を確認又は否定することが可能である。アイ・トラッキング・データ収集ソフトウェアは、観察される固視がオペレータによって示された時間に、又は、その時間の近くで記録されたデータの中の凝視位置座標が、ターゲットの上に固視を実際に示すかどうかを決定する。場合によっては、オペレータが固視を観察する時間、及び、固視が実際に起こる時間の中に、遅れが存在する可能性がある。したがって、アイ・トラッキング・データ収集ソフトウェア及び/又はアイ・トラッキング・デバイスは、オペレータが観察された固視を示した時間において、又はその時間の近くで、時間の範囲を考慮することが可能である。たとえば、2秒のウィンドウが、観察された固視に対して分析されることが可能
である(観察された固視の時間の前に1秒、及び、その時間の後に1秒)。そのウィンドウの間に固視が存在しない場合には、データ点は、固視を含まないことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して拒絶されることが可能である。そのウィンドウの中に固視が存在している場合には、データ点は、固視を含むことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して承認されることが可能である。

0059

工程710において、アイ・トラッカーは、被験者の眼が識別されているかどうかを決定する。眼が識別されていない場合には、データ点は、工程720において、固視を含まないことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して拒絶されることが可能である。眼が識別されていない場合には、次いで、工程730において、眼がアイ・トラッキング・デバイスから適正な距離にあるかどうかが決定される。任意の適切な距離は、被験者からデータを収集するために使用されることが可能であり、いくつかの実施形態では、適正な距離は、特定の被験者(たとえば、年齢)又はアイ・トラッカー・デバイス自体の1つ又は複数の属性に依存し得る。眼がアイ・トラッカーから適正な距離にない場合には、データ点は、工程720において、固視を含まないことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して拒絶されることが可能である。眼が適正な距離にある場合には、次いで、工程740において、眼球運動が安定した固視を示すかどうかが決定される。たとえば、データが固視を含む場合でも、サッカード、滑らかな追跡、又はまばたきのいずれかが、分析されている時間ウィンドウの中に存在する可能性もある。そのような眼球運動(たとえば、サッカード、滑らかな追跡、まばたきなど)が存在する場合には、データは、キャリブレーション又は検証の目的に関して、望ましくない可能性がある。工程740において安定した固視を検出するために、さまざまな技法が用いられることが可能である。いくつかの実施形態では、眼球運動が、所与の持続時間にわたって、所与の速度又は加速度よりも小さい場合に、固視を示すものが起こり得る。たとえば、眼球運動が約100ms以上にわたって約5度/秒よりも小さいときに、固視を示すものが起こり得る。任意の他の適切な事象が、安定した固視の発生を決定するために規定され得ることを理解されたい。その事象が起こらない場合には、データ点は、工程720において固視を含まないことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して拒絶されることが可能である。その事象が起こる場合には、次いで、工程750において、データ点は、固視を含むことが決定され、キャリブレーション及び/又は検証目的に関して承認されることが可能である。

0060

データ収集セッションの間に行われるキャリブレーション・データの検証及びエラーチェッキングに加えて、キャリブレーション・データの検証及びエラー・チェッキングは、所与のセッションが完了した後にも起こり得る。アイ・トラッキング・データの精度は、その後に続く分析の有効性を制限する可能性のある特徴である。精度は、なかでも、初期の被験者キャリブレーション(典型的に、データ収集セッションのスタートのときに行われる)の精度、データ収集の期間の全体を通して起こる可能性がある任意の頭部の移動、ならびに、自然の及び予期される被験者間のデータ品質及び精度の変化に依存する。頭部の移動が拘束されている場合には、初期のキャリブレーションの精度は、維持されることが可能である。好ましいことであるように、頭部の移動が拘束されていない場合には、精度は、データ収集セッションの間に変化する傾向がある(たとえば、ゆがんだデータ点、又は、初期のキャリブレーションの精度の中のドリフトは、データ収集セッションの間の頭部の移動の結果として起こる可能性がある)。収集されたアイ・トラッキング・データの中の空間的な不正確さを評価及び訂正するためのアルゴリズムが、図9及び図10を参照して以下に議論されている。このアルゴリズムは、検査手順の中の再キャリブレーション事例の間の代表的な固視点を利用する。そのような代表的な固視点は、次いで、ゆがんだデータ点を訂正するために、事後の(すなわち、検査手順の後の)変換において使用されることが可能である。いくつかの実施形態では、変換は、データが収集されるときに、リアルタイムで起こり得る。図は、特定の実施形態による、コンピュータ実装機能及び
基準に基づく、キャリブレーション不正確さの評価及び訂正の代表的なイメージを示している。

0061

収集されたアイ・トラッキング・データの精度は、上記に議論されているように、視覚刺激の提示を介して評価されることが可能であり、視覚刺激は、反射的に注意を引き付け、既知のターゲット場所に向かうサッカード、及び、既知のターゲット場所の上の固視を結果として生じさせる。ターゲットは、有限の場所、たとえば、0.5度未満の視角に広がる半径方向に対称のターゲットへの固視を信頼性高く引き出す。他の例は、同心円状のパターン、形状、又は縮小する刺激を含み、それは、初期にはサイズがより大きい場合でも、固着されているターゲット場所への固視を信頼性高く引き出す。そのような刺激は、ヘッド・レストレイントを伴うデータ収集の下でテストされることが可能であり、それらが、理想的な検査環境の下で固視を信頼性高く引き出すことを確実にし、次いで、それらの使用は、頭部を拘束されていないデータ収集を含むように拡大させられることが可能である。

0062

いくつかの実施形態では、収集されたアイ・トラッキング・データの精度の数値的評価は、以下の工程:(1)視覚的ディスプレイ・ユニットの小さい領域への固視を信頼性高く引き出す固視ターゲットを提示すること、(2)ターゲット提示の全体を通してアイ・トラッキング・データを記録すること、(3)収集されたアイ・トラッキング・データの中の固視を識別すること、(4)固視場所座標とターゲット場所座標との間に差を計算すること、(5)1つ程度の少ないターゲットに関して、又は、可能な限り多くのターゲット(典型的に5つ又は9つであるが、それよりも多いことが可能である)に関して、ベクトル・データ(方向及び大きさ)として、固視場所座標とターゲット場所座標との間の計算された差を保存すること、ならびに、(6)それに限定されないが、(a)トリリニア補間、(b)重心座標線形補間、(c)アフィン変換、及び(d)区分多項式変換を含むアプローチによって、固視場所座標を実際のターゲット場所座標に整合させるために、空間的な変形を適用することを含むことが可能である。

0063

図9に示されているように、記録されたアイ・トラッキング・データ810は、ファイル820(又は、複数のファイル)に出力され、ファイル820は、アイ・トラッキング・データ、及び、刺激に関連する情報(たとえば、被験者によって見られている映画のリスト)を含有する。収集された生のデータは、イメージ分解能に相当する軸線830a、830bを備えるディスプレイ830として、図の中に視覚的に描写される(この分解能は、ディスプレイ・スクリーンの実際の分解能であることが可能であり、又は、処理時間を低減させるために、低減された分解能であることが可能である)。ディスプレイ830の中に見られ得るように、生のデータは、特定の固視場所座標(たとえば、点832)が、互いに概して一致しているが、それらのそれぞれの既知のターゲット位置座標(たとえば、ターゲット834)からオフセットされていることを示す。ディスプレイ840は、固視場所座標832’をターゲット場所座標834に整合させるための空間的な変形の結果を示している。変形についてのさらなる詳細が、図10のディスプレイ850の進行の中に示されている。第1のディスプレイ860は、固視データが、収集された生のデータから抽出されていることを示している。第2のディスプレイ870は、固視データの中央値が決定されていることを示しており、次いで、第3のディスプレイ880では、固視データの中央値が、それぞれの固視場所閾値と比較される。いくつかの実施形態では、閾値(点884)の外側にある点は無視される。代替的に、又は追加的に、そのような点は、それらの近接性にしたがって、確率論的な方式で重み付けがされることが可能であり、固着されている閾値に依存することなく(又は、固着されている閾値に依存することに加えて)、重み付けがされた中心傾向(たとえば、中央値)の推定値を計算するようになっている。いくつかの実施形態では、閾値の中にある点(点882)は、承認可能な点として使用され、ディスプレイ890に示されている結果にデータを変換する。ASD、及び、
他の発達的、認知的、社会的、又は精神的な状態の検出の精度は、開示されているデバイスの中のアイ・トラッキング・ユニットから受信されるアイ・トラッキング・データの精度に依存することを理解及び認識されたい。

0064

ここで図1に戻ると、示されている実施形態では、データ収集システム20によってデータが収集された後に、そのデータは、データ・ストレージ・システム30に転送され、データ・ストレージ・システム30は、被験者マッチングを備えるセキュア・データベース35を含む。データベースは、好ましくは、デバイス100から遠隔にあり、多くのデバイスから収集されたデータを収容及び集約するが、いくつかの実施形態では、データベースはデバイスにローカル接続され得ることを認識されたい。データ収集が完了すると、データは、(たとえば、1時間ごとに又は夜ごとになど、定期的に、)セキュア・ネットワーク接続を介して、手動で又は自動的に、オンライン・データベースに転送される。データがオンライン・データベースにおいて受信された後に、データは分析される。一般的に、分析は、1つの特定の被験者の挙動を、アイ・トラッキングされながら同様の映画を見ていた他の被験者の挙動と比較することを伴う。しかし、特定の実施形態では、特定の被験者の挙動は、時間的により前のその同じ被験者の挙動と比較される(たとえば、その前の週、月、又は年に行われた前のセッションと比較される)。特定の実施形態によれば、データ処理及び分析の結果は、被験者がASD症状を有している(又は、発達させることになる)という可能性を示す。いくつかの実施形態では、結果は、規範的な発達の典型性の程度の測定値を示しており、典型的な発達の多様性を示す。

0065

分析の結果は、一般的に、セキュアなウェブベースポータルを介して、それぞれの被験者の医師又は他の介護者に送達される。いくつかの実施形態では、オペレータ・ポータル及び医師ポータルが存在することが可能である。たとえば、オペレータ・ポータルのカスタム・インターフェースは、オペレータが1つ又は複数の電子デバイスを介してデータベースにアクセスするために提供される。いくつかの実施形態では、1つ又は複数の電子デバイスは、レシプロカル・ネットワーク・アクセスを有していない(すなわち、データは、デバイスへ押し出されることだけが可能であり、デバイスから受信されることはできない)。いくつかの実施形態では、このポータルを介して、ユーザは、(a)新しい被験者に関する取り込み情報を入力すること、(b)ユーザ・マニュアル及びクイックリファレンスカードにアクセスすること、及び、(c)そのデバイスでの過去の被験者の経験についての情報(たとえば、以前のセッションについての注目点など)にアクセスすることが可能である。生のデータが処理されると、医師ポータルは、医師が被験者のテストの結果にアクセスすることを可能にする。ポータルは、通常、インターネット接続可能なデバイスからアクセス可能である。

0066

図11は、本開示の特定の実施形態による、(たとえば、図1のデータ収集システム20から)収集されたデータを転送するためのシステム900のブロック図を示している。システム900の配置は、図1のデータ・ストレージ・システム30ならびにデータ処理及び分析システム40として具現化されることが可能である。特定の実施形態によれば、処理設備920におけるデータベース930は、集中型のデータ・ストレージを提供しており、データ収集システム20、ならびに、データ処理及び分析システム40などのような、他のコンポーネントとインターフェース接続し、一般的に、デバイスを使用するデバイス・オペレータならびに医師及び/又は専門家の両方に、被験者特有の情報を提供する。データ・ストレージ・システム30は、データ処理及び分析システム40から遠隔にあることが可能であり、又は、2つのシステムが、同じコンピューティング・システムの一部であることが可能である。たとえば、図9に示されているように、処理設備920は、データ・ストレージ930、ならびに、データ処理及び分析935システムの両方を含む。

0067

いくつかの実施形態では、データベースは、SQLサーバであり、任意の適切なプログラミング言語(たとえば、Python、MATLAB)によって書かれたツールとペアにされ、URLベースのインターフェース、及び、データベースへの質問を可能にする。追加的に、データベースは、データ収集システムからデータベースへ、及び、データベースから中央処理コンピュータへ、データを転送するために使用されるプログラミング言語(たとえば、Python、MATLAB)と互換性があり得る。たとえば、デバイス(たとえば、図1のデバイス100)が医療用設備910に位置付けされている場合では、データ収集はその設備910で起こり、データは、処理設備920のデータベース930と医療用設備910との間で転送される。一般的に、データベースは、セキュアなHIPAA準拠のものであり、冗長バックアップ・システムによって保護されている。

0068

特定の実施形態では、データベースは、(a)新しい被験者情報の取り込み、(b)生のデータ・ファイル(たとえば、アイ・トラッキング・データを含む)の保存、(c)データ収集デバイス、データ処理コンピュータ、及びデータベースの間での、自動化された及びセキュアなファイルの転送、(d)デバイス利用及び他のデータ品質メトリクスを評価する目的のために、データの作表及び問い合わせ、ならびに、e)医師による処理の結果へのアクセスを可能にするように設計されている。データベースの例示的な機能は、特定の実施形態による集中型のデータベースを使用するデータ処理及び分析工程のデータ収集を支持するためのフローチャート1000として、図12に描写されている。データ処理のためのデータベースのさらなる機能は、特定の実施形態による収集されたデータを処理するためのフローチャート1050として、図13に描写されている。フローチャートは、生の被験者データを保存するデータベース、ならびに、データ処理及び分析を通して発生させられたファイルに関連付けされるソフトウェア・コードの中で実装されるコンピュータ実装機能を描写している。

0069

工程1002において、被験者取り込みが行われる。データを収集する前に、オペレータ、又は別の訓練されたユーザは、オペレータ・ポータル、又は、取り込み情報を入力及び見るための任意の他の適切なセキュアなウェブ・ベースのツールを使用して、データベース(たとえば、図1のデータベース35)に被験者を追加することが可能である。工程1004において、生のデータが、データベースにアップロードされる。デバイス(たとえば、図1のデバイス100)を使用して、データ収集セッションが完了された後に、2つのファイルが、データベースにアップロードされ、一方は、生のアイ・トラッキング凝視位置座標を含有しており、もう一方は、刺激に関連する情報(たとえば、被験者によって見られるそれらの映画のリスト又はプレイ・リスト)を含有している。セッションの試みが成功しなかった場合には、被験者の識別子を備える空のプレイ・リストが、依然として、記録としてアップロードされることが可能である。

0070

工程1006において、データが、被験者ファイルに保存される。アップロードされたデータ(及び、プレイ・リストの中の識別子)は、取り込み記録に対してチェックされ、(マッチしている場合には)被験者の記録にリンクさせられる。ミスマッチが存在している場合には、データは、手動の調整のために、エラー・テーブルの中に保存される。工程1008において、データは、データ処理にダウンロードされる。定例の質問は、未だ処理されなければならない生のデータを示し、その生のデータを中央処理コンピュータへ送る。工程1010において、一般的に、データ処理は、生のデータ・ファイルを処理し、次いで分析することを伴い、それは、被験者についての診断情報を生み出す。特定の実施形態では、3つのファイルが発生させられ、1つは、処理されたETデータを含有し、1つは、概要アイ・トラッキング統計を含有し、1つは、診断情報を含有している。データ処理のさらなる詳細は、図13のプロセス1050に関して以下に議論されている。工程1012において、処理されたファイルが保存される。工程1010における処理を通して発生させられた3つのファイルは、その後にデータベースにアップロードされ、被験者
に関連付けされる。工程1014において、データが、セッション・テーブルへと作表される。概要アイ・トラッキング情報(たとえば、固視サンプル/映画など)は、プロセス概要ETファイルから読み取られ、その後に続く質問のためにデータベースの中に作表される。次いで、概要値(たとえば、固視/映画のパーセンテージなど)が、データベースの中で計算される。

0071

いくつかの実施形態によれば、工程1016において、結果は、結果表へと作表される。概要診断データは、診断概要処理されたファイルから読み出され、その後に、医師の再検討のために、データベースの中に可視化される。工程1018において、データは、質問されることが可能である。データベースは、複数の変数を横切って質問するために、(たとえば、管理的な役割を備えるものに関して)URLベースの問い合わせを可能にする。たとえば、変数は、被験者/デバイス、有害事象などを含むことが可能である。工程1020において、医師ポータル(たとえば、ウェブ・ベースのインターフェース)は、医師がテスト結果を見ることを可能にする。事前に書かれた行動方針が、テスト結果に基づいて提供されることが可能である(たとえば、さらなる評価を求める)。本開示のフローチャートの工程は、単に例示目的のものであることを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく、フローチャートの工程のいずれかが、修正されるか、省略されるか、もしくは再配置されてもよく、工程の2つ以上が組み合わせられてもよく、又は、任意の追加的な工程が加えられてもよい。

0072

上記に述べられているように、図13は、特定の実施形態による、収集されたデータを処理するためのフローチャート1050を示している。工程1052において、生のデータが、データベース(たとえば、図1のデータベース35)の中へ読み込まれる。たとえば、任意の適切なプログラミング言語(たとえば、Python、MATLAB)で書かれているソフトウェア・スクリプトが、生の処理されていないデータ・ファイルを、処理のために、データベースからコンピュータへ転送するために使用されることが可能である。このコンピュータは、一般的に、受信データを処理及び分析する。2つのファイルが、分析のためのプログラムの中へ読み込まれることが可能であり、一方は、(x、y)凝視位置座標を含むアイ・トラッキング・データを含有し、もう一方は、刺激に関連する情報(たとえば、被験者によって見られる映画のリスト)を含有している。関連のある情報は、分離されて捨てられる(binned)。工程1054において、データは、再サンプリングされ、サンプル同士の間の任意の時間の差異を説明する。データは、任意の適切な補間技法を使用して再サンプリングされる。工程1056において、データは、分析のための適当な分解能(たとえば、640x480ピクセル)に転換される。生のデータは、典型的に、処理する(たとえば、640x480ピクセルに縮尺変更される)ために使用されるものよりも高い分解能(たとえば、1024x768ピクセル)で収集される。任意の適切な分解能が、収集されたデータの任意の特定のオリジナルの分解能を含む、データ処理のために使用されることが可能であることを理解されたい。

0073

工程1058において、望ましくない固視、サッカード、まばたき、及びオフ・スクリーンの又は失敗したデータ点が識別される。アルゴリズムは、被験者が(望ましくない方式で)凝視していた時間、サッカードしていた時間、まばたきしていた時間、又はスクリーンを見ていなかった時間を自動的に識別する。例示的な実施形態では、データ処理アプリケーションは、Matlabなどのようなプログラミング言語によって書かれた自動実行ファイルであるが、任意の他の適切なプログラミング言語が使用されることも可能である。一般的に、ソフトウェアは、被験者の検査セッションの間に発生させられた生のファイルから、関連のある情報を抽出し、その情報を使用し、統計的分析を通して診断を引き出す。1つの態様では、プログラムは、基礎的な眼球運動事象(望ましくない固視、サッカード、まばたき、オフ・スクリーンのデータ又は消失データなど)自動的に識別し、また、アイ・トラッキング機器によって出力されるような凝視位置推定の収差に関して調節
する。たとえば、工程1060において、キャリブレーションが訂正される。追加的なキャリブレーション・ターゲットが示された時間からのデータを用いて、凝視位置の任意の食い違いが訂正される。いくつかのより大きな食い違いは、その後に続く分析から特定のデータを除外することが可能である。工程1062において、エラー・チェッキングが行われる。(a)被験者が、映画持続時間の20%未満(もしくは、任意の他の適切なパーセンテージ)にわたってスクリーンを凝視した場合には、又は、(b)映画が、その全体の持続時間にわたって示されなかった場合には、映画からのデータは、その後に続く分析から除外されることが可能である。工程1060及び工程1062のいずれか又は両方において、図9及び図10に関して上記に議論されているデータ評価及び訂正が使用されることが可能である。

0074

工程1064において、データ分析が行われる。個々の被験者データが、種々のレベルの社会的機能、認知機能、又は発達機能にわたって、被験者(たとえば、乳児及び幼児)に関する凝視位置の有意差の事例と比較される。データの分析は、比較によって、社会的機能のレベルを明らかにすることが可能である。この処理工程の中で、被験者のアイ・トラッキング・データの統計的分析は、被験者がASDを含む発達状態又は認知状態と診断されるかどうかを決定するために、使用されることが可能である。上記で援用されている米国特許第7,922,670号に以前に開示されているように、処理されたアイ・トラッキング・データは、既存のデータ・モデルと比較され、発達的、認知的、社会的、又は精神的な状態のレベルを決定する。次いで、発生させられたスコアは、所定のカットオフ又は他の値と比較され、被験者のASDの診断、及び、状態の重症度のレベルを決定する。特定の他の実施形態では、被験者の凝視点データ(すなわち、視覚固視データ)は、所定の時間期間にわたり(たとえば、数ヶ月に及ぶ複数のセッションにわたり)分析され、視覚固視の低下又は他の顕著な変化を識別する(たとえば、初期には典型的に発育中の子供たちのものに相当する凝視点データが、ASDを示す子供たちのものに相当する、より異常な凝視点データへ変化する)。

0075

工程1066において、集計が行われる。凝視位置座標は、示されている映画のそれぞれのフレームにわたって、所定の関心領域と比較される。工程1068において、関連のある統計が要約される。それぞれの映画に関する概要統計が記録され、それは、スクリーン及びそれぞれの関心領域に対する固視の時間、ならびに、サッカードすること、まばたきすること、又はそうでなければ、スクリーンに関わらないことに費やされた時間を含む。また、社会的機能分析の結果が要約される。最後に、工程1070において、処理されたデータが、データベースに転送されて戻される。2つのファイルが、データベースに転送されて戻され、1つは、概要統計を含有し、1つは、処理及び分析のそれぞれの工程のトラッキングによって、捨てられた情報を含有している。工程1052において上記に議論されている生のデータ・ダウンロード・スクリプトと同様に、任意の適切なスクリプトが、処理されたデータ・ファイルのすべてを転送してデータベースに戻すために使用されることが可能である。以前に議論されたように、処理の診断結果は、医師ポータルを介してアクセスされることが可能である。本開示のフローチャートの工程は、単に例示目的のものであることを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく、フローチャートの工程のいずれかが、修正されるか、省略されるか、もしくは再配置されてもよく、工程の2つ以上が組み合わせられてもよく、又は、任意の追加的な工程が加えられてもよい。

0076

診断結果又は処方箋的結果は、データ処理及び分析に基づいて、任意の適切な様式で、医師又は他の介護者に提示されることが可能である。たとえば、図14は、特定の実施形態による、データ処理及び分析の結果を送達するために使用される、図11のシステム900のブロック図を示している。システム900のこの配置は、医療用設備910と、処理設備920のデータベース930とを含む。処理設備920は、データベース930の全体を通して、示されているような診断レポート/結果シート940を送達することが可
能である。レポート940は、データ収集に関連している書誌的な及び他の関連のある情報950と、診断スコアとして描写されているテスト結果960と、コメント及び推奨970とを含む。診断結果又は処方箋的結果を医師又は他の介護者に提供するために、任意の適切なフォーマットが使用されることが可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、デバイスは、プリンターを設けられ、テスト結果を直接的に送達することが可能である。

0077

たとえば、ここで図15を参照すると、他の発達的、認知的、社会的、又は精神的なプロファイルに対する被験者の発達的、認知的、社会的、又は精神的な進行の、コンピュータ生成されたデータ表現が示されている。診断成長チャート1100は、典型的に発達した被験者、及び、ASDを有することが知られている被験者に関する歴史的な規範(historic norms)と比較されたときの、いくつかの例示目的の被験者の社会的発達を示している。たとえば、チャート1110(a)及び1120(a)は、単一のデータ点1110に基づいて、又は、長い時間をかけてとられた複数のデータ点1120に基づいて、ASDを有する者に対する典型的な発達を示す被験者に関する。チャート1110(b)及び1120(b)は、単一のデータ点1110に基づいて、又は、長い時間をかけてとられた複数のデータ点1120に基づいて、さまざまなレベルのASDを示す被験者に関する。

0078

上記開示は、概して、被験者に対する特定の所定の視覚刺激(たとえば、1つ又は複数のビデオ)の表示に応答して発生させられたアイ・トラッキング・データの分析を使用して、ASDを含む、被験者の中の発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害の検出のためのシステム、デバイス、及び方法に関する。次に続くものは、本開示の特定の実施形態の議論であり、本システム、デバイス、及び方法は、(たとえば、生後2〜6ヶ月の)非常に幼い患者の発達能力及び発達異常障害のリスクを評価することに関する。便宜のため、本明細書での議論は、発達異常障害を評価することに関するが、本開示は、被験者の規範的な/典型的な発達及び能力を評価するためにも適用されることを理解されたい。特定の態様によれば、特定の動的な刺激に関する長期間にわたる被験者の視覚固視の低下は、被験者の可能性のある発達状態(たとえば、ASDなど)のマーカを提供する。被験者の視覚固視は、繰り返されるアイ・トラッキング・セッションを通して、長い時間をかけて(たとえば、生後6ヶ月に)識別され、モニタリングされ、及び/又はトラッキングされ、次いで、視覚固視に関連するデータは、相対的な規範と比較され、被験者の発達状態のリスクの増加の可能性を決定する。典型的に発育中の被験者の同様の視覚固視データ、又は、被験者自身の以前の視覚固視データと比較されたときの視覚固視の変化(とりわけ、人の眼、身体、又は他の関心領域、又は物体のイメージが視覚刺激の上に表示された状態での被験者による視覚固視の低下)は、発達的、認知的、社会的、又は精神的な能力又は異常障害を示す。

0079

上記に先に示されているように、本開示の大部分は、全体的に、自閉症のリスクを評価及び/又は診断することに言及しているが、本明細書で説明されているシステム、方法、研究、及び情報は、注意欠陥障害(ADD)、注意欠陥多動性障害(ADHD)、及び特定の学習異常障害などを含む、若い患者における多くの他の発達的、認知的、社会的、及び精神的な異常障害のリスクを評価するために使用されることが可能である。したがって、本開示において説明されているシステム及び方法は、本明細書で説明されている特定の自閉症検出技法に限定されず、当業者が想到し得るような他の異常障害に広く適用することが可能であることを理解及び認識されたい。しかし、参照及び議論のしやすさのために、以下の開示は、具体的には、非限定的な例の自閉症に関する実施形態、研究、例、実験方法論、情報、及び結論を説明している。

0080

一般的に、アイ・コンタクト欠陥は、状況の初期の説明から、自閉症の顕著な特徴で
あったが、しかし、これらの欠陥の早期の発症は知られていなかった。本開示は、後に自閉症スペクトラム障害であると診断される乳児が、生後2ヶ月から6ヶ月において眼の固視(及び、一般的に、視覚固視)の平均低下を示すことを示すシステム、方法、デバイス、及び証拠を提供する。視覚固視のこの低下は、臨床転帰(clinical outcome)の重症度に一般に相関させられ、1年目単独における低下は、明白な症状が現れる前に、将来の結末の重症度をかなり予測する。低下のタイミングは、皮質成熟(cortical maturation)の幅の狭い発達ウィンドウを正確に示し、そうでなければ、典型的な社会的発達を切り開く上で重要な役割を果たすことになるプロセスの早期の脱線を明らかにする。規範的な経験からのこの早期の発散は、ある手段を示唆し、その手段によって、多様な遺伝的な責任(liabilities)は、発達的に、さまざまな被作用性へと例示化される。最後に、完全にないということではなく、この低下の観察は、眼に向かって反射的な初期の向きの助けとなる機構を見かけ上保存することに依拠し得る早期の介入に関する有望な機会を提供する。

0081

繰り返しになるが、本開示の態様によれば、所定の時間期間(たとえば、生後2〜6ヶ月)にわたる個人に関する眼の固視(又は、視覚固視)の低下を識別及び分析することが、ASD、又は、別の発達的、認知的、社会的、又は精神的な状況のマーカを提供する。直ぐ次に続くものは、本実施形態に関連付けされる例示的なデータ収集及び分析方法の議論である。

0082

再び図を参照すると、図16Aは、本開示のいくつかの実施形態による例示的なデータ収集プロセス1600を図示するフローチャートである。一般的に、プロセス1600の態様は、所定にわたる期間(たとえば、数週間、数ヶ月、数年、又は、それ以上)に広がる2つ以上のセッションにわたって、個人又は被験者に関するデータを収集することに相当する。プロセス1600のスタートにおいて、セッションが、所与の被験者とともに開始させられる(工程1602)。現在説明されている実施形態の目的のために、被験者は、一般的に、2ヶ月から24ヶ月の間の月齢であることになるが、理解及び認識されるように、被験者の年齢に対する限定は、本開示によって意図されていない。セッションを開始させるために、被験者は、上記図1〜図3に関連して説明されているデバイス100などのような、データ収集装置内で位置決めされる。一般的に、被験者は、デバイスの中に位置決めされ、望ましくない移動を回避し、視覚的ディスプレイ(たとえば、ディスプレイ・デバイス103)をクリアに見ることを可能にする。乳児及び若い幼児は、一般的に、それらの好適な身体位置(たとえば、上記に説明されている、図3A図3B、及び図3D図3Fに示されているものなどのように、横たわっている、又は、抱かれている)を収容する座席の中に位置決めされており、一方、幼児、年長児、及び成人は、一般的に、(たとえば、図2及び図3Cに示されているものなど)好適な直立の位置決めを反映する座席の中に位置決めされている。

0083

被験者がデータ収集デバイスの中に位置決めされた後に、デバイスは、特定の被験者(たとえば、位置決め、眼の位置決め、高さ、重量など)に対してキャリブレートされることが可能である(工程1606)。キャリブレーション・プロセスの詳細は、本開示において前に議論された(図4及び図5、ならびに、関連の開示を参照)。キャリブレーションの後に、第1の刺激が、被験者に対して表示される(工程1608)。以前に述べたように、この刺激は、アイ・ルッキングを引き出すように設計されている動的な視覚刺激(又は、他のタイプの刺激)であることが可能である。刺激の表示の間に、デバイスは、(たとえば、アイ・トラッキング・デバイス又はセンサ104から)アイ・トラッキング・データ(凝視点データとも称される)を受信及びキャプチャーする。一般的に、アイ・トラッキング・データは、フレームごとのアイ・ルッキング位置(たとえば、座標又は凝視点データ)を含むことになり、それは、刺激の中の関心領域に後にマッピングされることが可能である。

0084

工程1614において、システムは、それぞれの被験者に対して追加的なセッションが望まれるかどうかを質問する。いくつかの実施形態では、工程1614は、所定の量の時間(たとえば、1週間、2週間、1ヶ月、数ヶ月など)の後になって初めて開始させられる。一般的に、セッションは、所定の時間の期間によって分離されており、被験者に関する視覚固視の変化が長い時間をかけてトラッキングされ得るようになっている。したがって、工程1614において、別のセッションが望まれることが決定される場合には、プロセス1600は、ループして初期の工程1602に戻り、別のセッションが被験者に対して開始させられる(すなわち、工程1602〜1614が繰り返される)。追加的なセッションが望まれない場合には(すなわち、長期間にわたる十分なデータが所与の被験者に関して収集された場合には)、プロセスは、データ分析プロセス1601へ進む。

0085

図16Bは、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なデータ分析プロセス1601を図示するフローチャートである。示されているように、プロセス1601は、アイ・トラッキング・データを分析するためのいくつかの例示的な方法論を含み、被験者に関する視覚固視を決定し、長期間にわたって被験者に関する視覚固視の変化又は変化率(たとえば、低下)を識別又はトラッキングする。工程1616において、システムは、所与の被験者に関するアイ・トラッキング・データを受信する。このデータは、図16Aに示されている例示的なプロセス1600、又は、別の同様のデータ収集プロセスなどのような、プロセスを通して収集されることが可能である。

0086

データが受信されると、データが分析され、視覚固視の変化を決定する(そして、最終的に、被験者に関する可能性のある診断に到達する)ことができる異なる方式が存在している。いくつかの実施形態によれば(経路A)、所与の被験者に関するアイ・トラッキング・データのデータ・セットが、互いに比較され(工程1620)、被験者に関する視覚固視の変化(もしあれば)を識別する(工程1622)。この実施形態では、(所与の時間期間にわたる少なくとも2つの異なるセッションに相当する)少なくとも2つのデータ・セットが必要とされる。たとえば、より詳細に以下に示されているように、視覚固視の特定の低下は、データ点における傾斜の変化又は下向きのトレンドによって表現されることが可能であり、視覚固視の特定の低下は、個人がASD(又は、何か他の状況)を発症する可能性を示している可能性がある。別の実施形態(経路B)によれば、データ・セットは、グラフィカルな表現又はプロットとして可視化されることが可能であり(工程1624)、また、表現の中の変化率又は傾斜が測定及び/又は計算されることが可能である。さらに別の実施形態(経路C)では、所与の被験者のデータの表現(工程1628)が、同様の刺激又はコントロール・グループに関するデータの検索された比較表現と比較されることが可能である(工程1630)。比較表現(たとえば、グラフ、データ・プロット、表など)は、コントロール・グループ、同様のテスト・グループ、被験者自身の以前のデータなど)に関連することが可能である。次いで、これらの表現は、互いに比較され、2つの間の変動を識別する(たとえば、被験者の表現が、比較表現の何らかの所定の閾値の範囲内に入るかどうか)。

0087

経路A、B、又はCによって表現される実施形態のいずれの終わりにおいても、被験者の診断が行われることが可能である(工程1634)。たとえば、被験者に関するデータが生後6ヶ月の間に眼の固視の低下を強く示しており、低下が、何らかの許容可限界を超え、又は、下向きに傾く傾斜を明確に有するようになっている場合には、そのような低下は、ASD、又は、何か他の発達的、認知的、社会的、又は精神的な状況に関するマーカである可能性がある。より詳細に下記に示されて説明されているグラフ及び実験データは、この概念に関連する追加的な詳細を提供する。

0088

本開示のフローチャートの工程は、単に例示目的のものであることを理解されたい。本
開示の範囲から逸脱することなく、フローチャートの工程のいずれかが、修正されるか、省略されるか、もしくは再配置されてもよく、工程の2つ以上が組み合わせられてもよく、又は、任意の追加的な工程が加えられてもよい。

0089

実験概要
以下の例示的な議論は、早期に出現する規範的なプロセスの測定値(たとえば、馴染みの声、顔、顔のような刺激などに対する優先的な注意)が、明白な症状の兆候の前の時点において、ASDの混乱を明らかにすることが可能である範囲をテストする特定の実験に関する。一般的に、実験は、複数のセッションの過程(数ヶ月に広がる)にわたり、乳児及び若い幼児に関するアイ・トラッキング・データを使用し、乳児及び幼児に対して提示された視覚刺激に関する乳児及び幼児に関する視覚固視(すなわち、凝視点データ)の変化(及び、とりわけ、低下)を識別することを含んでいた。行われた実験の詳細は、関連のデータ/パラメータ、例示的なセッティング、実験からの関連の結果、一般的な影響、及び代替的な実施形態とともに、より詳細に以下に提供される説明及び添付の図面において、より良好に理解されることになる。

0090

一般に、テストは、他人の眼に対する優先的な注意、典型的な乳児であるが重大な障害のあるASDを患う2の子の中に存在する技能を測定した。データは、10個の時点:2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月、9ヶ月、12ヶ月、15ヶ月、18ヶ月、及び24ヶ月において収集された。実験は、リスク・ベースのコホートとして登録された110人の乳児、すなわち、ASDに関してハイ・リスクのN=59(子供のすべての兄弟姉妹がASDを患う)、及び、ロー・リスクのN=51(ASDを患う1親等血縁者、2親等血縁者、又は3親等血縁者がいない)に焦点を合わせた。診断ステータスが、テストされているそれぞれの個人に関して、36ヶ月において確認された。研究設計、参加者の臨床的特性評価、及び実験手順に関連するさらなる詳細は、以下に、本開示の実験方法の章及び補足実験情報の章に提供されている。

0091

ハイ・リスク乳児のうち、N=12(男子10人、子2人)が、ASDに関する基準を満たし、20.3%の転換率を示した。また、ロー・リスク・コホートからの1人の子供が、ASDであると診断された。ASDグループの中の少数の女児を考えると、分析されるテスト被験者は、男子だけに制約され、N=11(ハイ・リスク・コホートから10人、及び、ロー・リスク・コホートから1人)がASDであり、N=25(すべてロー・リスク・コホートから)が典型的に発育中(TD)であった。

0092

それぞれの検査セッションにおいて、乳児の視覚的スキャニングがアイ・トラッキング機器によって測定されながら、乳児は、自然的な介護者の相互作用のシーンを見た。図17A及び図17Bは、代表的な介護者を示す刺激(たとえば、ビデオ)フレームの例示目的のスクリーンショットである。後にASDであると診断された6ヶ月の子からの代表的なデータ(2秒のアイ・トラッキング・データ)が、図17Aのスクリーン1702の上に(データ・ドット/点として)重ね合わせられた。典型的に発育中の6ヶ月の子からの代表的なデータ(2秒のアイ・トラッキング・データ)が、図17Bのスクリーン1704の上に(データ・ドット/点として)重ね合わせられている。図17A及び図17Bでは、サッカードは、ドットを伴う細線としてプロットされており、一方、固視データは、より大きいドットとしてプロットされている。N=36のTD及びASDの子供たちは、2,384トライアルのビデオ・シーンを見た。

0093

コントロール比較は、手順のタスク及び完了に対する注意のグループ間の差に関してテストした。子供ごとに収集されるデータの持続時間においても(TD=71.25(27.66)分、ASD=64.16(30.77)分、t34=0.685、P=0.498)、また、成功したデータ収集が起こった年齢の分布においても(k=.0759、P
=0.9556;2−サンプルのコルモゴロフ−スミルノフ(Kolmogorov−Smirnov))、グループ間の差は存在しなかった。キャリブレーション精度は、任意のデータ収集セッションにおいて、診断の主効果(F1,2968.336=0.202、P=0.65)、又は、時間による診断の交互作用(F1,130.551=0.027、P=0.87)として、横断的にも(すべてのP>0.15、t<1.44;平均P=0.428)、また、縦断的にも、グループ同士の間に有意差はなかった(階層的線形モデリングに関するさらなる情報については、本開示の実験方法の章及び補足的実験情報の章を参照)。図28A〜Cは、テスト・グループに関するキャリブレーション精度のグラフィカルな説明図を示している。とりわけ、図28Aでは、アニュラスが、キャリブレーションに関する95%信頼区間をマークしている。図28Bでは、カーネル密度推定が、典型的に発育中の子供たちへの固視ターゲットに対する固視場所の分布をプロットしている。図28Cでは、カーネル密度推定が、ASDを患う子供たちへの固視ターゲットに対する固視場所の分布をプロットしている。図28A〜Cの中の図に関して、カーネル密度推定に関する平滑化バンド幅は、1°に等しかった。キャリブレーション・プロセスは、本開示の中で前に説明されたように使用された。

0094

次に、眼、口、身体、及び物体の領域に対する視覚固視時間のパーセンテージが測定された。図17Cは、1702、1704の例示的なスクリーンに対応する例示的な関心領域1706を示している。それぞれの子供に関して、それぞれのビデオの間に、これらの測定値は、縦断的解析に関する従属変数としての役割をした。縦断的解析は、関数データ解析(FDA)及び条件付き期待値による主分析(PACE:Principal Analysis by Conditional Expectation)によって行われ、また、階層的線形モデリング(HLM)を使用して、伝統的な成長曲線分析によって繰り返された。図17D及び図17Eは、それぞれ、実験データのグラフィカルな表現を示しており、FDA曲線フィットは、生後2ヶ月から24ヶ月まで、ASDを患う2人の代表的な子供たち、及び、2人の代表的な典型的に発育中の子供たちに関して、テスト被験者に関して、対応する刺激の中の「眼」の関心領域に対する合計の固視時間のパーセンテージをプロットしている。

0095

図18Aは、典型的に発育中の子供たちに関する刺激(及び、刺激の中の特定の関心領域)との社会的で視覚的な関わりを表す成長曲線を図示している。とりわけ、規範的な社会的関わりに関する成長曲線は、生後2年の間の典型的に発育中の乳児の幅広い発達的変化を示している。示されているように、2〜6ヶ月において、典型的に発育中の乳児は、口の領域、身体の領域、又は物体の領域(すべてF1,23>15.74、P<0.001、関数的なANOVAによる)を見るよりも、眼の領域を見ることが多い。図18E図18F図18G、及び図18Hは、それぞれ、眼の領域、口の領域、身体の領域、及び物体の領域に対する固視の縦断的な変化のグラフィカルな表現である。口の固視は、1年目の間に増加し、おおよそ18ヶ月においてピークとなる。身体の領域及び物体の領域に対する固視は、1年目の全体を通して鋭く低下し、18ヶ月から24ヶ月の間にプラトーに到達し、すべての時点において、物体の領域に対する固視よりも身体の領域に対する固視が大きい(F1,23=18.02、P<0.001)。この点に関連のある追加的な実験データが、図22A図22L図24A図24H、及び図27A図27Dに示されている。

0096

とりわけ、図22A図22Lは、俳優の眼(図22A図22C)、俳優の口(図22D図22F)、俳優の身体(図22G図22I)、及び物体(図22J図22L)の関心領域に対する固視に関して、生後2ヶ月から6ヶ月の間の視覚固視の発達差を図示するデータ・プロットである。これらの図では、濃く影を付けられたデータ・マーカは、四分位範囲(25パーセンタイルから75パーセンタイルに広がる)を示している。データは、暦年齢との有意な関連性を示すが、関連性の傾斜は、ASDの結末グループ及び
典型的に発育中の結末グループに関して異なっている。

0097

図24A図24Hは、典型的に発育中の子供たちにおいて、生後2ヶ月から24ヶ月の間の視覚固視の発達的変化を図示するデータ・プロットである。生のアイ・トラッキング・データ・プロットは、俳優の眼(図24A)、俳優の口(図24C)、俳優の身体(図24E)、及び物体(図24G)に関して示されている。これらの図では、濃く影を付けられたデータ・マーカは、四分位範囲(25パーセンタイルから75パーセンタイルに広がる)を示している。黒い線は、階層的線形モデリング(HLM)による平均成長曲線を示している。また、典型的に発育中の子供たちに関して、2ヶ月から24ヶ月の間の俳優の眼(図24B)、俳優の口(図24D)、俳優の身体(図24F)、及び物体(図24H)に関する固視についての95%信頼区間を伴う平均固視曲線が示されている。

0098

図27A図27Dは、それぞれ、刺激の中の関心領域に関連する眼の固視、口の固視、身体の固視、及び物体の固視に関するそれぞれの主成分を加算又は減算する効果を伴うPACE/FDAによる平均固視曲線を図示するグラフである。図27A図27Dのグラフは、典型的に発育中の子供たち及びASDを患う子供たちの両方に関するデータを含む。それぞれの領域及びそれぞれのテスト・グループに関して、プロットの数が、PC関数の数によって決定付けられている。

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