Evaluering af gyldigheden af ​​et øjenbliksparadigme til at forudsige autismespektrumforstyrrelser (EYE)

Den nuværende undersøgelse vil foregå i fire faser: pilottest, udvikling, validering og re-test. I hver fase vil deltagerne se en visuel opmærksomhedsstimulus med sociale elementer (socialt opmærksomhedsparadigme), mens øjensporingsmålinger foretages på afstand. Det visuelle opmærksomhedsparadigme vil blive forfinet i pilottestningen, men vil forblive det samme for udviklings-, validerings- og gentestfaser. Hele processen, inklusive kalibrering og visning af det visuelle paradigme, vil tage omkring 15 minutter. Teksten nedenfor beskriver hver fase i detaljer og den gennemgangspecifikke metodologi for det sociale opmærksomhedsparadigme og øjensporingsprocedurer.

1. Pilotfase. Pilottest af det sociale opmærksomhedsparadigme, der bruges til at fremkalde øjenbliksmålinger for at sikre, at de er tilstrækkeligt engagerende på tværs af de deltagende børns aldre. Det visuelle opmærksomhedsparadigme i denne fase forventes at være 10-12 minutter. Denne fase vil også blive brugt til at bestemme optimale strategier for at bevare opmærksomheden gennem hele testperioden. Indledende data kan også give nogle indsigter i de mest diskriminerende stimuluselementer, der skal inkluderes i fremtidige faser. Efterforskere forventer at rekruttere cirka 10 ASD- og 10 ikke-ASD-deltagere i denne fase. Pilotfasen forventes at kræve 2,5 måneders rekruttering og 0,5 måneders datareduktion og analyse.
2. Udviklingsfase. Når pilottesten er afsluttet, vil 30 ASD-ramte og 30 ikke-ASD-børn i alderen 1,5 til 18 blive rekrutteret. Hvert barn vil fuldføre det sociale opmærksomhedsparadigme, mens deres øjenblik spores på afstand. Øjeblikdata bedømmes derefter for mere end 100 parametre, og disse scores indtastes i en database, der indeholder diagnostiske og kognitive oplysninger om hver deltager. Eye tracking-dataene analyseres derefter for at skabe de diagnostiske og prognostiske algoritmer, der vil forfine systemets diagnostiske sensitivitet og specificitet i ASD-populationen. Udviklingsperioden vil kræve 6 måneders dataindsamling, efterfulgt af 3 måneders scoring og algoritmeberegning.
3. Valideringsfase. Indsamling af valideringsprøven vil omfatte 60 ASD-ramte og 60 ikke-ASD-ramte børn i alderen 1,5-18. Valideringsfasen vil bruge det samme visuelle sociale opmærksomhedsparadigme og metoder, der blev brugt i udviklingsprøven. Valideringsperioden vil overlappe algoritmeudvikling og kræve 8 måneders dataindsamling og 1 måneds analyse.
4. Gen-testfase. Deltagere i gentestfasen vil omfatte 30 ASD og 30 ikke-ASD børn rekrutteret i første halvdel af valideringsfasen. Disse deltagere vil blive forklaret i valideringsfasen, at efterforskere vil genrekruttere dem til gentestfasen cirka 3-6 måneder efter deres indledende test i valideringsfasen.

Målprøvestørrelsen varierer afhængigt af undersøgelsens fase. Nedenfor er målprøvestørrelserne for hver fase:

Pilotfase = 10 ASD og 10 ikke-ASD udviklingsfase = 30 ASD og 30 ikke-ASD valideringsfase = 60 ASD og 60 ikke-ASD gentestfase = 30 ASD og 30 ikke-ASD (fra valideringsfasen) Undersøgelsen befolkningen er personer med autismespektrumforstyrrelse eller en klinisk diagnose af en anden udviklingsmæssig eller psykiatrisk lidelse (udviklings-/psykiatrisk kontrol), eller har ingen specifik udviklingsmæssig eller psykiatrisk diagnose (sunde kontrolpersoner), i alderen 1,5 (18 måneder) til 18 (120 måneder) på tidspunktet for samtykke.

Eye gaze data vil blive indsamlet ved hjælp af en remote eye tracker fra Sensori-motoric instruments (SMI). Ekstern øjensporing giver minimal invasivitet til seerens synsfelt og indsamler tidsstemplede, 3D øjenposition og binokulære blik- og pupildata med en samplingshastighed på 120 Hz. Øjeblikfang er automatisk kalibreret til 2/5/9 punkter og giver positionsnøjagtighed til 0,5° ved en 60 cm synsafstand. Bliksporingsdata, skærmoptagelser, brugerhændelser og blikposition vil blive optaget samtidigt. Data vil blive analyseret med vægt på interesseområder og opholdstid på specifikke mål sekund for sekund. Eksempler på de typer målinger, der fanges, omfatter: opholdstid til ethvert område af stimulus, opholdstid til ansigts- og ikke-ansigtsområder af en menneskelig form på videoen, fikseringsskift mellem stimuli.

Yderligere tests og demografiske data vil blive indsamlet fra standardbehandling af autismediagnostiske og adfærdsmæssige sundhedsdiagnostiske aftaler, som kan findes i journalen.

Pilotanalyser. I pilotfasen vil efterforskerne beregne effektstørrelsen (Cohens d) mellem ASD og ikke-ASD deltagere for hver af øjenbliksparametrene erhvervet for hver af de individuelle stimuli i det sociale opmærksomhedsparadigme. Stimuluselementer, der fremkalder den største forskelsbehandling mellem ASD- og ikke-ASD-patienter, vil blive bibeholdt i udviklingsfasen.

ASD diagnostiske algoritmeanalyser. I udviklingsfasen vil alle øjenbliksmålinger erhvervet fra det sociale opmærksomhedsparadigme indgå som prædiktorvariable i en tilfældig skovanalyse. Denne analyse tillader evaluering af den diskriminerende evne af et stort antal variabler i datasæt med et beskedent antal tilfælde. Variablerne med højeste betydningsscore, der indikerer god diagnostisk diskrimination, vil blive indgået i en logistisk regressionsanalyse med ASD diagnostisk status (ASD vs. ikke-ASD) som den dikotome afhængige variabel. Signifikante prædiktorer vil blive bibeholdt, og koefficienter fra de bevarede prædiktorer vil tjene som den diagnostiske algoritme.

De diagnostiske algoritmescores vil derefter blive sendt til Receiver Operating Characteristic (ROC) kurveanalyser for at give en detaljeret evaluering af algoritmens sensitivitet og specificitet ved påvisning af ASD. Områder under kurven på >.90 forventes, hvilket indikerer stærk diagnostisk validitet.

Prognostiske algoritmeanalyser. For at identificere en prognostisk algoritme vil en lignende proces blive udført med alle de tilgængelige øjensporingsmålinger som prædiktorer og non-verbale kognitive evnescores (dikotomiseret ved <70 og 70 og derover) som den afhængige variabel i tilfældige skovanalyser. Non-verbale kognitive evnescores vil blive dikotomiseret baseret på tidligere data, der tyder på, at personer med ASD og intellektuelle handicap viser dårligere resultat. De prædiktorvariabler med højest betydning, der indikerer god diagnostisk diskrimination, vil derefter blive indgået i en logistisk regressionsanalyse med non-verbal kognitiv evne (<70, >=70) som den dikotome afhængige variabel. Signifikante prædiktorer vil blive bibeholdt, og koefficienter fra de bevarede prædiktorer vil tjene som den prognostiske algoritme. De prognostiske algoritmescores vil derefter blive indsendt til Receiver Operating Characteristic (ROC) kurveanalyser for at give en detaljeret evaluering af algoritmens sensitivitet og specificitet ved påvisning af non-verbal kognitiv funktionsnedsættelse. Områder under kurven på >.80 forventes, hvilket indikerer god validitet til at forudsige kognitiv funktionsnedsættelse. Non-verbal kognitiv evne vil være det primære fokus for disse analyser på grund af dets dokumenterede forhold til udfald hos personer med autisme. Imidlertid vil lignende analyser blive beregnet for verbal kognitiv evne og adaptive funktionsscore. Efterforskere vil også udføre ovenstående analyser ved hjælp af kontinuerlige målinger, da dikotomisering kan unødvendigt deflatere validiteten.

Behandlingssporingsalgoritmeanalyser. For at identificere en behandlingssporingsalgoritme vil efterforskerne simpelthen kombinere øjensporingsmålingerne identificeret i den diagnostiske og prognostiske algoritme til en enkelt behandlingssporingsalgoritme. For at evaluere re-test reliabiliteten af ​​disse målinger vil efterforskere bruge intra-klasse korrelationskoefficienter (model 2 - absolut overensstemmelse).