Hodnocení platnosti paradigmatu pohledu na oči při predikci poruchy autistického spektra (EYE)

Současná studie bude probíhat ve čtyřech fázích: pilotní testování, vývoj, validace a opětovné testování. V každé fázi si účastníci prohlédnou vizuální stimulační podnět se sociálními prvky (paradigma sociální pozornosti), zatímco měření sledování očí jsou získávána na dálku. Paradigma vizuální pozornosti bude vylepšeno v pilotním testování, ale zůstane stejné pro fáze vývoje, ověřování a opětovného testování. Celý proces, včetně kalibrace a prohlížení vizuálního paradigmatu, zabere asi 15 minut. Níže uvedený text podrobně popisuje každou fázi a reviduje specifickou metodologii pro paradigma sociální pozornosti a postupy sledování očí.

1. Pilotní fáze. Pilotní testování paradigmatu sociální pozornosti používaného k vyvolání měření pohledů očí, aby bylo zajištěno, že jsou dostatečně poutavé napříč věkem zúčastněných dětí. Očekává se, že paradigma vizuální pozornosti během této fáze bude 10-12 minut. Tato fáze bude také použita k určení optimálních strategií pro udržení pozornosti po celou dobu testování. Počáteční údaje mohou také poskytnout určitý pohled na nejnáročnější stimulační prvky, které je třeba zahrnout do budoucích fází. Vyšetřovatelé očekávají v této fázi nábor přibližně 10 účastníků ASD a 10 účastníků bez ASD. Očekává se, že pilotní fáze bude vyžadovat 2,5 měsíce náboru a 0,5 měsíce redukce a analýzy dat.
2. Vývojová fáze. Po dokončení pilotního testování bude přijato 30 dětí postižených ASD a 30 dětí bez ASD ve věku 1,5 až 18 let. Každé dítě dokončí paradigma sociální pozornosti, zatímco jeho pohled je vzdáleně sledován. Data očních pohledů jsou poté hodnocena pro více než 100 parametrů a tato skóre jsou vložena do databáze, která obsahuje diagnostické a kognitivní informace o každém účastníkovi. Data sledování oka jsou poté analyzována za účelem vytvoření diagnostických a prognostických algoritmů, které zpřesní diagnostickou citlivost a specifitu systému v populaci ASD. Vývojové období bude vyžadovat 6 měsíců shromažďování dat, po kterých následují 3 měsíce bodování a výpočtu algoritmu.
3. Ověřovací fáze. Sběr ověřovacího vzorku bude zahrnovat 60 dětí ve věku 1,5–18 let postižených ASD a 60 dětí bez ASD. Ověřovací fáze bude využívat stejné paradigma vizuální sociální pozornosti a metody použité ve vývojovém vzorku. Doba ověření se bude překrývat s vývojem algoritmu a bude vyžadovat 8 měsíců sběru dat a 1 měsíc analýzy.
4. Fáze opětovného testování. Účastníci ve fázi opakovaného testování budou zahrnovat 30 dětí s ASD a 30 dětí bez ASD přijatých v první polovině fáze ověřování. Těmto účastníkům bude ve fázi ověřování vysvětleno, že je vyšetřovatelé znovu naberou do fáze opětovného testování přibližně 3–6 měsíců po jejich počátečním testování během fáze ověřování.

Velikost cílového vzorku se liší v závislosti na fázi studie. Níže jsou uvedeny cílové velikosti vzorků pro každou fázi:

Pilotní fáze = 10 ASD a 10 Non-ASD Vývojová fáze = 30 ASD a 30 Non-ASD Ověřovací fáze = 60 ASD a 60 Non-ASD Fáze opětovného testování = 30 ASD a 30 Non-ASD (z fáze ověřování) Studie populace jsou jedinci s poruchou autistického spektra nebo s klinickou diagnózou jiné vývojové nebo psychiatrické poruchy (vývojové/psychiatrické kontroly), nebo nemají žádnou specifickou vývojovou nebo psychiatrickou diagnózu (zdravá kontrola), ve věku 1,5 (18 měsíců) až 18 (120 měsíců) v době souhlasu.

Údaje o očních pohledech budou shromažďovány pomocí dálkového očního sledovače od Sensori-motoric instruments (SMI). Vzdálené sledování očí nabízí minimální invazivitu do zorného pole diváka a shromažďuje údaje o časové značce, 3D poloze očí a binokulárních pohledech a zornicích při vzorkovací frekvenci 120 Hz. Zachycení pohledu očí je automaticky kalibrováno na 2/5/9 bodů a poskytuje přesnost polohy do 0,5° při pozorovací vzdálenosti 60 cm. Data sledování pohledu, záznamy obrazovky, uživatelské události a pozice pohledu budou zaznamenávány současně. Data budou analyzována s důrazem na oblasti zájmu a dobu setrvání na konkrétních cílech každou sekundu. Mezi příklady typů zachycených měření patří: doba prodlevy v jakékoli oblasti stimulu, doba prodlevy v oblasti obličeje a oblastí bez obličeje lidské podoby na videu, posuny fixace mezi stimuly.

Dodatečné testy a demografické údaje budou shromážděny ze standardních schůzek pro diagnostiku autismu a behaviorální diagnostiky, které lze nalézt v lékařském záznamu.

Pilotní analýzy. V pilotní fázi vyšetřovatelé vypočítají velikost účinku (Cohenovo d) mezi účastníky ASD a non-ASD pro každý z parametrů pohledu očí získaných pro každý z jednotlivých podnětů v paradigmatu sociální pozornosti. Stimulační prvky vyvolávající největší diskriminaci mezi pacienty s ASD a pacienty bez ASD budou zachovány ve fázi vývoje.

Analýzy diagnostických algoritmů ASD. Ve fázi vývoje budou všechna měření očního pohledu získaná z paradigmatu sociální pozornosti zahrnuta jako prediktorové proměnné v náhodné lesní analýze. Tato analýza umožňuje vyhodnocení rozlišovací schopnosti velkého počtu proměnných v souborech dat se skromným počtem případů. Proměnné s nejvyšším skóre důležitosti, které indikují dobrou diagnostickou diskriminaci, budou vloženy do logistické regresní analýzy s diagnostickým statusem ASD (ASD vs. non-ASD) jako dichotomickou závislou proměnnou. Významné prediktory budou zachovány a koeficienty ze zachovaných prediktorů budou sloužit jako diagnostický algoritmus.

Skóre diagnostického algoritmu se poté podrobí analýze křivky provozních charakteristik přijímače (ROC), která poskytne podrobné vyhodnocení citlivosti a specifičnosti algoritmu při detekci ASD. Očekávají se oblasti pod křivkou >,90, což ukazuje na silnou diagnostickou validitu.

Analýzy prognostických algoritmů. K identifikaci prognostického algoritmu bude proveden podobný proces se všemi dostupnými měřeními sledování očí jako prediktorů a skóre neverbálních kognitivních schopností (dichotomizovaných na <70 a 70 a výše) jako závislé proměnné v náhodných lesních analýzách. Skóre neverbálních kognitivních schopností bude dichotomizováno na základě předchozích údajů naznačujících, že jedinci s PAS a mentálním postižením vykazují horší výsledky. Prediktorové proměnné s nejvyšší důležitostí, indikující dobrou diagnostickou diskriminaci, budou poté vloženy do logistické regresní analýzy s neverbální kognitivní schopností (<70, >=70) jako dichotomickou závislou proměnnou. Významné prediktory budou zachovány a koeficienty ze zadržených prediktorů budou sloužit jako prognostický algoritmus. Skóre prognostického algoritmu se poté podrobí analýze křivky provozních charakteristik přijímače (ROC), která poskytne podrobné vyhodnocení citlivosti a specifičnosti algoritmu při detekci neverbální kognitivní poruchy. Očekávají se oblasti pod křivkou >,80, což ukazuje na dobrou validitu v predikci kognitivní poruchy. Neverbální kognitivní schopnosti budou primárním cílem těchto analýz, protože mají zdokumentovaný vztah k výsledku u jedinců s autismem. Nicméně podobné analýzy budou vypočítány pro skóre verbálních kognitivních schopností a adaptivních funkcí. Vyšetřovatelé také provedou výše uvedené analýzy pomocí kontinuálních měření, protože dichotomizace může zbytečně snížit platnost.

Analýza algoritmu sledování léčby. K identifikaci algoritmu sledování léčby vyšetřovatelé jednoduše zkombinují měření sledování očí identifikovaná v diagnostickém a prognostickém algoritmu do jediného algoritmu sledování léčby. K vyhodnocení spolehlivosti těchto měření při opakovaném testování použijí vyšetřovatelé korelační koeficienty uvnitř třídy (model 2 - absolutní shoda).