Evaluering av gyldigheten av et øyebliksparadigme for å forutsi autismespekterforstyrrelse (EYE)

Den nåværende studien vil foregå i fire faser: pilottesting, utvikling, validering og re-test. I hver fase vil deltakerne se en visuell oppmerksomhetsstimulus med sosiale elementer (sosial oppmerksomhetsparadigme) mens øyesporingsmålinger innhentes eksternt. Det visuelle oppmerksomhetsparadigmet vil bli raffinert i pilottestingen, men vil forbli det samme for utviklings-, validerings- og re-testfaser. Hele prosessen, inkludert kalibrering og visning av det visuelle paradigmet, vil ta omtrent 15 minutter. Teksten nedenfor beskriver hver fase i detalj og den gjennomgangsspesifikke metodikken for det sosiale oppmerksomhetsparadigmet og øyesporingsprosedyrene.

1. Pilotfase. Pilottesting av det sosiale oppmerksomhetsparadigmet som brukes for å fremkalle målinger av blikk for å sikre at de er tilstrekkelig engasjerende på tvers av alderen til barn som deltar. Det visuelle oppmerksomhetsparadigmet i denne fasen forventes å være 10-12 minutter. Denne fasen vil også bli brukt til å bestemme optimale strategier for å opprettholde oppmerksomhet gjennom hele testperioden. Innledende data kan også gi litt innsikt i de mest kresne stimuluselementene som skal inkluderes i fremtidige faser. Etterforskere forventer å rekruttere omtrent 10 ASD- og 10 ikke-ASD-deltakere i denne fasen. Pilotfasen forventes å kreve 2,5 måneder med rekruttering og 0,5 måneder med datareduksjon og analyse.
2. Utviklingsfase. Når pilottestingen er fullført, vil 30 ASD-rammede og 30 ikke-ASD-barn i alderen 1,5 til 18 bli rekruttert. Hvert barn vil fullføre det sosiale oppmerksomhetsparadigmet mens øyeblikket deres spores eksternt. Øyeblikkdata blir deretter skåret for mer enn 100 parametere, og disse skårene legges inn i en database som inkluderer diagnostisk og kognitiv informasjon om hver deltaker. Øyesporingsdataene blir deretter analysert for å lage de diagnostiske og prognostiske algoritmene som vil avgrense systemets diagnostiske sensitivitet og spesifisitet i ASD-populasjonen. Utviklingsperioden vil kreve 6 måneder med datainnsamling, etterfulgt av 3 måneder med scoring og algoritmeberegning.
3. Valideringsfase. Samlingen av valideringsprøven vil inkludere 60 ASD-påvirkede og 60 ikke-ASD-påvirkede barn i alderen 1,5-18. Valideringsfasen vil bruke det samme visuelle sosiale oppmerksomhetsparadigmet og metodene som ble brukt i utviklingsutvalget. Valideringsperioden vil overlappe algoritmeutvikling og kreve 8 måneders datainnsamling og 1 måneds analyse.
4. Testfase på nytt. Deltakere i re-testfasen vil inkludere 30 ASD og 30 ikke-ASD barn rekruttert i første halvdel av valideringsfasen. Disse deltakerne vil bli forklart i valideringsfasen at etterforskere vil re-rekruttere dem til re-testfasen ca. 3-6 måneder etter deres første testing under valideringsfasen.

Målprøvestørrelsen varierer avhengig av fasen av studien. Nedenfor er målprøvestørrelsene for hver fase:

Pilotfase = 10 ASD og 10 ikke-ASD utviklingsfase = 30 ASD og 30 ikke-ASD valideringsfase = 60 ASD og 60 ikke-ASD re-testfase = 30 ASD og 30 ikke-ASD (fra valideringsfasen) Studien populasjonen er individer med autismespekterforstyrrelse, eller en klinisk diagnose av en annen utviklingsmessig eller psykiatrisk lidelse (utviklingsmessig/psykiatrisk kontroll), eller har ingen spesifikk utviklingsmessig eller psykiatrisk diagnose (friske kontroller), i alderen 1,5 (18 måneder) til 18 (120 måneder) på tidspunktet for samtykke.

Øyeblikkdata vil bli samlet inn ved hjelp av en ekstern eyetracker fra Sensori-motoric instruments (SMI). Ekstern øyesporing gir minimal invasivitet til seerens synsfelt og samler inn tidsstemplede, 3D-øyeposisjoner og binokulære blikk- og pupilldata med en samplingshastighet på 120 Hz. Øyeblikkfangst kalibreres automatisk til 2/5/9 poeng og gir posisjonsnøyaktighet til 0,5° ved en visningsavstand på 60 cm. Blikksporingsdata, skjermopptak, brukerhendelser og blikkposisjon vil bli registrert samtidig. Data vil bli analysert med vekt på interesseområder og oppholdstid på spesifikke mål sekund for sekund. Eksempler på typene mål som fanges inkluderer: oppholdstid til et hvilket som helst område av stimulus, oppholdstid til ansikt og ikke-ansiktsregioner av en menneskelig form på videoen, fikseringsskifter mellom stimuli.

Ytterligere tester og demografiske data vil bli samlet inn fra autismediagnostiske og atferdshelsediagnostiske avtaler som kan finnes i journalen.

Pilotanalyser. I pilotfasen vil etterforskerne beregne effektstørrelsen (Cohens d) mellom ASD og ikke-ASD-deltakere for hver av øyeblikkets parametere som er oppnådd for hver av de individuelle stimuli i det sosiale oppmerksomhetsparadigmet. Stimuluselementer som fremkaller den største diskrimineringen mellom ASD og ikke-ASD-pasienter vil bli beholdt i utviklingsfasen.

ASD diagnostiske algoritmeanalyser. I utviklingsfasen vil alle øyeblikkets målinger hentet fra det sosiale oppmerksomhetsparadigmet bli inkludert som prediktorvariabler i en tilfeldig skoganalyse. Denne analysen tillater evaluering av den diskriminerende evnen til et stort antall variabler i datasett med et beskjedent antall tilfeller. Variablene med høyest viktighetsskår, som indikerer god diagnostisk diskriminering, vil bli lagt inn i en logistisk regresjonsanalyse med ASD diagnostisk status (ASD vs. ikke-ASD) som den dikotome avhengige variabelen. Signifikante prediktorer vil bli beholdt og koeffisienter fra de beholdte prediktorene vil tjene som den diagnostiske algoritmen.

De diagnostiske algoritmeskårene vil deretter bli sendt til Receiver Operating Characteristic (ROC) kurveanalyser for å gi detaljert evaluering av sensitiviteten og spesifisiteten til algoritmen ved deteksjon av ASD. Områder under kurven på >.90 forventes, noe som indikerer sterk diagnostisk validitet.

Prognostiske algoritmeanalyser. For å identifisere en prognostisk algoritme, vil en lignende prosess bli utført med alle tilgjengelige øyesporingsmålinger som prediktorer og ikke-verbale kognitive evneskårer (dikotomisert ved <70 og 70 og over) som avhengig variabel i tilfeldige skoganalyser. Ikke-verbale kognitive evneskårer vil bli dikotomisert basert på tidligere data som tyder på at individer med ASD og intellektuell funksjonshemming viser dårligere resultat. Prediktorvariablene med høyest betydning, som indikerer god diagnostisk diskriminering, vil deretter legges inn i en logistisk regresjonsanalyse med ikke-verbal kognitiv evne (<70, >=70) som den dikotome avhengige variabelen. Signifikante prediktorer vil bli beholdt og koeffisienter fra de beholdte prediktorene vil tjene som den prognostiske algoritmen. De prognostiske algoritmeskårene vil deretter bli sendt til Receiver Operating Characteristic (ROC) kurveanalyser for å gi en detaljert evaluering av sensitiviteten og spesifisiteten til algoritmen ved påvisning av ikke-verbal kognitiv funksjonshemming. Områder under kurven på >.80 forventes, noe som indikerer god validitet for å forutsi kognitiv funksjonshemming. Non-verbal kognitiv evne vil være hovedfokus for disse analysene på grunn av dens dokumenterte sammenheng med utfall hos individer med autisme. Imidlertid vil lignende analyser bli beregnet for verbal kognitiv evne og skåre for adaptive funksjoner. Etterforskere vil også utføre analysene ovenfor ved å bruke kontinuerlige målinger, da dikotomisering kan unødvendig deflatere gyldigheten.

Behandlingssporingsalgoritmeanalyser. For å identifisere en behandlingssporingsalgoritme vil etterforskerne ganske enkelt kombinere øyesporingsmålingene identifisert i den diagnostiske og prognostiske algoritmen til en enkelt behandlingssporingsalgoritme. For å evaluere re-test reliabiliteten til disse målingene vil etterforskere bruke intra-klasse korrelasjonskoeffisienter (modell 2 - absolutt samsvar).