ES2848833T3

ES2848833T3 - Métodos para valorar el desarrollo de bebés y niños por medio de seguimiento de ojos

Info

Publication number: ES2848833T3
Application number: ES14777964T
Authority: ES
Inventors: Ami Klin; Warren Jones
Original assignee: Childrens Healthcare of Atlanta Inc
Current assignee: Childrens Healthcare of Atlanta Inc
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: US20160262613A1; IL245153B; SG11201602944YA; US20210000340A1; WO2015057321A1; US11471047B2; US10617295B2; US20230015296A1; BR112016008676A8; US20240115130A1; US20240099578A1; EP3057508B1; CA2927583C; US11864832B2; JP6797683B2; CA2927583A1; AU2014334870B2; EP3057508A1; KR20160106552A; CN105873515B

Abstract

Un método para identificar un cambio en la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo durante al menos dos sesiones, el método comprende las etapas de: posicionar un individuo en un aparato de recogida de datos (100) durante una primera sesión (1604), el aparato tiene un dispositivo de exposición (103) para exponer un estímulo al individuo y un sensor (104) para detectar la fijación visual del individuo en respuesta al estímulo expuesto por el dispositivo de exposición, en donde el individuo se posiciona en una orientación en el aparato de recogida de datos con respecto al dispositivo de exposición y el sensor que permite la recogida de datos de movimiento ocular; durante la primera sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición (103) de un primer estímulo visual al individuo (1608); recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto (1610); posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos durante una segunda sesión (1604); durante la segunda sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición (103) de un segundo estímulo visual al individuo (1608); recibir segundos datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al segundo estímulo visual expuesto (1610); y comparar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, los primeros datos de movimiento ocular con los segundos datos de movimiento ocular (1620) para identificar un cambio en la fijación visual para el individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto (1622), en donde el cambio en la fijación visual para el individuo se identifica sobre la base de una comparación de la fijación visual del individuo de la primera sesión a la segunda sesión, en donde el cambio en la fijación visual a lo largo del tiempo para el individuo de la primera sesión a la segunda sesión es un marcador de una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitiva, social o mental.

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos para valorar el desarrollo de bebés y niños por medio de seguimiento de ojos

Antecedentes

Trastornos de desarrollo tales como trastornos del espectro autista (TEA) afectan casi al 14 % de los niños en los Estados Unidos. Los métodos de diagnóstico para afecciones tales como el TEA varían considerablemente, e incluso el uso de herramientas de "mejor práctica" proporcionan sensibilidad y especificidad bastante pobres para las afecciones. La última diagnosis de discapacidades de desarrollo reduce la eficacia de los tratamientos y a menudo tiene como resultado resultados pobres. Es más, los proveedores de tratamientos (p. ej., pediatras u otros profesionales médicos) carecen de herramientas adecuadas para medir el progreso en estas afecciones, especialmente muy tempranas en la vida de un paciente.

La solicitud de patente de EE. UU. US2011/0242486 A1 describe un aparato de apoyo a la diagnosis de autismo para detectar un síntoma del autismo sobre la base de un estado de un sujeto que mira a un objetivo. El aparato detecta una dirección de «línea de visión» del sujeto que mira en el objetivo, graba una imagen del objetivo, mide una coordenada de pupila de ojo del objetivo, calcula una relación entre la dirección de «línea de visión» del sujeto y una posición de pupila del objetivo usando la dirección de «línea de visión» y la coordenada de pupila, y tiene como salida la relación junto con la imagen del objetivo.

Breve compendio

La invención está definida por la reivindicación independiente a la que se debe hacer referencia.

Los presentes sistemas, dispositivos y métodos están relacionados generalmente con la detección de capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales, incluido TEA, en sujetos usando análisis de datos de seguimiento de ojos generados en respuesta a la exposición de estímulos visuales predeterminados específicos (p. ej., uno o más vídeos) al sujeto. Específicamente, la detección de discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales es aplicable a la detección de tales afecciones como, pero sin limitación a estas, retrasos de desarrollo expresivo y receptivo de lenguaje, retrasos de desarrollo no verbal, discapacidades intelectuales, discapacidades intelectuales de origen genético conocido o desconocido, lesiones cerebrales traumáticas, trastornos de la infancia no especificados de otro modo (DOI-NOS), trastorno de comunicación social, y trastornos del espectro autista (TEA), así como afecciones tales como trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), trastorno por déficit de atención (TDA), trastorno de estrés postraumático (TEPT), conmoción cerebral, lesiones deportivas y demencia. Los presentes sistemas, dispositivos y métodos también son aplicables a la medición de capacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales tales como, pero sin limitación a estas, niveles expresivo y receptivo de lenguaje en el intervalo normativo a excepcional, función cognitiva no verbal en el intervalo normativo a excepcional, y niveles de desarrollo social en el intervalo normativo a excepcional. Es más, tales sistemas, dispositivos y métodos se pueden aplicar a medir y monitorizar cuantitativamente sintomatología de la respectiva capacidad o discapacidad y, en ciertos casos, proporcionar información prescriptiva más precisa y relevante a pacientes, familias y prestadores de servicios. Según aspectos adicionales, los sistemas, dispositivos y métodos descritos se pueden usar para predecir resultados en sujetos con autismo (proporcionando así potencia prescriptiva) mientras también se proporciona diagnóstico y medidas prescriptivas similares para capacidad o discapacidades globales de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales.

Según algunas realizaciones, los presentes sistemas, dispositivos y métodos están relacionados con valorar el riesgo de capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales en pacientes muy jóvenes (p. ej., en los primeros 2-6 meses de vida). Según ciertos aspectos, el descenso en la fijación visual de un sujeto a lo largo del tiempo con respecto a ciertos estímulos dinámicos proporciona un marcador de posibles capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales (tales como TEA) del sujeto. La fijación visual del sujeto se identifica, monitoriza y sigue a lo largo del tiempo (p. ej., en los primeros 6 meses de vida) a través de repetidas sesiones de seguimiento de ojos, y datos relacionados con la fijación visual se comparan entonces con normas relativas para determinar un posible aumento de riesgo de este tipo de afección en el sujeto. Un cambio en la fijación visual (en particular, un descenso en la fijación visual por un sujeto con la imagen de ojos, cuerpo u otra «región de interés» de una persona u objeto expuestos en un estímulo visual) en comparación con datos de fijación visual similares de sujetos desarrollados típicamente con un propio sujeto, antes los datos de fijación visual proporcionan una indicación de un trastorno de desarrollo, cognitivo o mental.

Según algunas realizaciones, la presente divulgación está relacionada con sistemas, métodos y dispositivos para evaluar, monitorizar o diagnosticar una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales sobre la base de identificar un cambio en la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo durante al menos dos sesiones. Generalmente, estos métodos comprenden al menos las siguientes etapas: posicionar un individuo en un aparato de recogida de datos durante una primera sesión, el aparato tiene un dispositivo de exposición para exponer un estímulo al individuo y un sensor para detectar la fijación visual del individuo en respuesta al estímulo expuesto por el dispositivo de exposición, en donde el individuo se posiciona en una orientación en el aparato de recogida de datos con respecto al dispositivo de exposición y el sensor que permite la recogida de datos de movimiento ocular; durante la primera sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de un primer estímulo visual al individuo; recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto; posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos durante una segunda sesión; durante la segunda sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de un segundo estímulo visual al individuo; recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto; y comparar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, los primeros datos de movimiento ocular con los segundos datos de movimiento ocular para identificar un cambio en la fijación visual para el individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto, en donde el cambio en la fijación visual a lo largo del tiempo para el individuo es un marcador de una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales.

Según realizaciones adicionales, la presente divulgación está relacionada con sistemas, métodos y dispositivos para identificar un cambio en la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo. Generalmente, estos métodos comprenden al menos las siguientes etapas: recibir un primer conjunto de datos recogidos de un dispositivo de seguimiento de ojos indicativos de la fijación visual de un individuo con respecto a un primer estímulo visual, en donde la fijación visual del individuo corresponde a al menos una «región de interés» espacial en el primer estímulo visual; recibir un segundo conjunto de datos recogidos del dispositivo de seguimiento de ojos indicativos de la fijación visual del individuo con respecto a un segundo estímulo visual, en donde la fijación visual del individuo corresponde a al menos una «región de interés» espacial en el segundo estímulo visual; y en donde el segundo conjunto de datos se ha recogido durante una segunda sesión realizada después de una primera sesión en la que se ha recogido el primer conjunto de datos; generar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, una representación del primer conjunto de datos y el segundo conjunto de datos, en donde la representación demuestra fijación visual con respecto a la al menos una «región de interés» espacial; y calcular, por medio de software que se ejecuta en un procesador, un cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo de la primera sesión a la segunda sesión sobre la base de la representación del primer conjunto de datos y el segundo conjunto de datos, en donde el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual de la primera sesión a la segunda sesión para el individuo es un marcador de una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales.

Según realizaciones adicionales, la presente divulgación está relacionada con sistemas, métodos y dispositivos para evaluar, monitorizar o diagnosticar una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales sobre la base de un cambio o «tasa de cambio» de la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo durante al menos dos sesiones. Generalmente, estos métodos comprenden al menos las siguientes etapas: posicionar un individuo en un aparato de recogida de datos durante una primera sesión, el aparato tiene un dispositivo de exposición para exponer un estímulo al individuo y un sensor para detectar la fijación visual del individuo en respuesta al estímulo expuesto por el dispositivo de exposición, en donde el individuo se posiciona en una orientación en el aparato de recogida de datos con respecto al dispositivo de exposición y el sensor que permite la recogida de datos de movimiento ocular; durante la primera sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de un primer estímulo visual al individuo; recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto; posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos durante una segunda sesión; durante la segunda sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de un segundo estímulo visual al individuo; recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto; generar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, una representación de los primeros datos de movimiento ocular y los segundos datos de movimiento ocular, en donde la representación demuestra un cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo de la primera sesión a la segunda sesión; recuperar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, una representación de comparación de cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual para un grupo de comparación con respecto al primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto; y comparar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo con el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el grupo de comparación para determinar si el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo cae fuera de un intervalo predeterminado del cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el grupo de comparación y de ese modo indica una verosimilitud de que el individuo tenga una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitiva o mental.

Según ciertas realizaciones, la presente divulgación está relacionada con sistemas, métodos y dispositivos para evaluar, monitorizar o diagnosticar un trastorno de desarrollo, cognitivo, social o mental sobre la base de un cambio o «tasa de cambio» de la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo durante una pluralidad de sesiones. Generalmente, estos métodos comprenden al menos las siguientes etapas: (a) posicionar un individuo en un aparato de recogida de datos durante una sesión, el aparato tiene un dispositivo de exposición para exponer un estímulo al individuo y un dispositivo de seguimiento de ojos para detectar la fijación visual del individuo en respuesta al estímulo expuesto por el dispositivo de exposición, en donde el individuo se posiciona en una orientación en el aparato de recogida de datos con respecto al dispositivo de exposición y el dispositivo de seguimiento de ojos que permite la recogida de datos de movimiento ocular; (b) durante la sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de una imagen de calibración al individuo, en donde la imagen de calibración se usa para atraer la atención del individuo a una «región de interés» espacial asociada con la imagen de calibración en el dispositivo de exposición por motivos de calibrar la fijación visual del individuo; (c) durante la sesión y después de provocar la exposición en el dispositivo de exposición de la imagen de calibración al individuo, provocar la exposición en el dispositivo de exposición de un estímulo audiovisual al individuo, en donde el estímulo audiovisual comprende al menos un escena de un actor que representa a un cuidador; (d) en respuesta a provocar la exposición del estímulo audiovisual al individuo, recibir datos de movimiento de ojos desde el dispositivo de seguimiento de ojos que indica la fijación visual del individuo con respecto a una «región de interés» espacial particular asociada con los ojos del actor que representa al cuidador en el estímulo visual expuesto; (e) repetir las etapas a-d para una pluralidad de sesiones dentro de los primeros 24 meses de vida del individuo, en donde cada sesión está separada por al menos aproximadamente un mes; (f) al completar las etapas a-e, generar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, una representación de los datos recibidos de movimiento de ojos sobre la pluralidad de sesiones, en donde la representación demuestra un cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo sobre la pluralidad de sesiones; (g) recuperar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, una representación de comparación de cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual para un grupo de comparación con respecto a una pluralidad de sesiones comparables; y (h) comparar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo con el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el grupo de comparación para determinar si el cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo cae fuera de un intervalo predeterminado del cambio o la «tasa de cambio» en la fijación visual para el grupo de comparación y de ese modo indica una verosimilitud de que el individuo tiene un trastorno de desarrollo, cognitivo, social o mental.

Según algunos aspectos, el cambio en la fijación visual de un individuo comprende un descenso en la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto en comparación con el segundo estímulo visual expuesto. Según aspectos adicionales, el cambio en la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto en comparación con el segundo estímulo visual expuesto comprende un cambio en la fijación visual que es estadísticamente diferente de un cambio en la fijación visual medida en un grupo de individuos de comparación. Según ciertas realizaciones, el cambio en la fijación visual comprende una desviación en la fijación visual igual o mayor que 1.96 veces el error estándar del cambio medio en la fijación visual de un grupo de comparación.

Según ciertos aspectos, los primeros datos de movimiento ocular y los segundos datos de movimiento ocular incluyen los datos de fijación visual indicativos de la fijación visual del individuo con respecto a una o más «regiones de interés» en el primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto. En un aspecto, la una o más «regiones de interés» están predefinidas espacialmente. En aspectos adicionales, la una o más «regiones de interés» comprenden una o más regiones discretas del espacio visual. En todavía aspectos adicionales, la una o más regiones discretas del espacio visual se miden en grados de ángulo visual igual a al menos dos veces la precisión resoluble mínima de los primeros datos de movimiento ocular o los segundos datos de movimiento ocular con una confianza estadística del 95 %.

Según algunos aspectos, la etapa de comparar los primeros datos de movimiento ocular con los segundos datos de movimiento ocular comprende además generar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, una representación gráfica de la fijación visual del individuo con respecto a la una o más «regiones de interés» en el primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto. En algunos aspectos, la representación gráfica de la fijación visual del individuo comprende una o más líneas graduadas que marcan medidas de varianza con respecto a un grupo de comparación. En ciertos aspectos, las líneas graduadas que marcan medidas de varianza pueden comprender percentiles, desviaciones típicas, o alguna otra medida. En aspectos adicionales, el cambio en la fijación visual comprende un descenso en la fijación visual espacial del individuo con respecto a la una o más «regiones de interés».

Según algunos aspectos, el estímulo visual (p. ej., primer estímulo visual y/o el segundo estímulo visual) comprende uno o más de un estímulo visual estático, un estímulo visual dinámico, un estímulo visual pregrabado, un estímulo audiovisual pregrabado, un estímulo visual en directo, un estímulo audiovisual en directo, un estímulo bidimensional o un estímulo tridimensional. En ciertos aspectos, los estímulos visuales se normalizan para incitar respuestas de movimiento ocular específico con confianza estadística de más del 95 %. En aspectos adicionales, los estímulos visuales incitan respuestas de movimiento ocular a ubicaciones espacio-temporales discretas con confianza estadística de más del 95 %. En incluso aspectos adicionales, los estímulos visuales tienen duraciones de presentación medibles igual a al menos la mitad de la duración mínima de fijación de movimiento ocular para el individuo. En ciertos aspectos, la fijación de movimiento ocular mínimo puede ser medida, por ejemplo, en milisegundos o alguna otra medida de tiempo relevante. En algunos aspectos, el primer estímulo visual es el mismo que el segundo estímulo visual, mientras que en otros aspectos, el primer estímulo visual es diferente del segundo estímulo visual.

En algunos aspectos, el aparato de recogida de datos se adapta específicamente para individuos de menos de 24 meses de edad. En ciertos aspectos, el aparato de recogida de datos se adapta específicamente para individuos de menos de 6 meses de edad. En algunos aspectos, el aparato de recogida de datos incluye un dispositivo de soporte para sentar y confinar el individuo en la orientación con respecto al dispositivo de exposición y el sensor. En aspectos adicionales, el aparato de recogida de datos incluye un dispositivo de soporte para posicionar linealmente al individuo con respecto al dispositivo de exposición de manera que se minimiza una distancia lineal desde el dispositivo de exposición a los ojos del individuo, mientras se maximiza el alcance focal dinámico disponible del sensor de movimiento ocular. En incluso aspectos adicionales, la distancia lineal está en un intervalo de aproximadamente 40 80 cm y en donde el alcance focal dinámico disponible es aproximadamente de 50-70 cm.

Según algunos aspectos, el aparato de recogida de datos incluye un dispositivo de soporte para posicionar rotacionalmente la cabeza y los ojos del individuo en una posición rotacional con respecto al dispositivo de exposición de manera que la separación de párpados, cuando no está parpadeando, se maximiza en la distancia física más ancha, mientras se minimiza o elimina la oclusión de la córnea por el párpado. En ciertos aspectos, la posición rotacional de la cabeza del individuo con respecto al dispositivo de exposición se inclina hacia delante y hacia abajo en un intervalo de aproximadamente 0-24 grados. En algunos aspectos del aparato de recogida de datos, el sensor comprende un dispositivo de seguimiento de ojos. En aspectos adicionales, las etapas de posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos comprende además posicionar los ojos del individuo a aproximadamente 60 cm del dispositivo de exposición y el sensor, posicionar la cabeza del individuo en un ángulo inclinado hacia delante y hacia abajo a aproximadamente 12 grados, y estabilizar soportes de cabeza y cuello del aparato de recogida de datos para mantener la posición.

En algunos aspectos, cuando se realizan al menos dos sesiones, la primera sesión y la segunda sesión ocurren en dos de las siguientes edades de un individuo: 2 meses de edad, 3 meses de edad, 4 meses de edad, 5 meses de edad, 6 meses de edad, 9 meses de edad, 12 meses de edad, 15 meses de edad, 18 meses de edad y 24 meses de edad. En ciertos aspectos, la primera sesión y la segunda sesión están separadas por un periodo de tiempo predeterminado, que puede ser al menos un mes calendario.

Según algunos aspectos, la etapa de depurar los datos de movimiento ocular para retirar puntos de datos de mala calidad sobre la base de recogida de datos insuficiente y/o datos de mala calidad. Según ciertos aspectos, una interpretación de recogida de datos insuficiente puede comprender uno o más de los siguientes: un umbral estático para establecer el porcentaje mínimo de la fijación visual dirigida hacia el estímulo, una lógica difusa o umbral adaptativo para establecer el porcentaje mínimo de la fijación visual dirigida hacia el estímulo, un umbral estáti establecer el porcentaje mínimo de la fijación visual dirigida que se aleja del estímulo, una lógica difusa o umbral adaptativo para establecer el porcentaje mínimo de la fijación visual dirigida que se aleja del estímulo. Según aspectos adicionales, una interpretación de datos de mala calidad puede comprender uno o más de los siguientes: un umbral estático para precisión de calibración de calidad mala, una lógica difusa o umbral adaptativo para precisión de calibración de calidad mala, un umbral estático para bajo relación señal-ruido durante movimientos oculares de fijación, una lógica difusa o umbral adaptativo para baja relación señal-ruido durante movimientos oculares de fijación, un umbral estático para ratio de artefacto de movimiento de cabeza a señal de movimiento ocular, una lógica difusa o umbral adaptativo para ratio de artefacto de movimiento de cabeza a señal de movimiento ocular. En incluso aspectos adicionales, una interpretación de relación señal-ruido durante movimientos oculares de fijación puede ser cuantificada como la varianza de medición en ubicación de fijación respecto a la ubicación de fijación media de medición, en una o más fijaciones de movimiento ocular.

A los expertos en la técnica se les ocurrirán variaciones y modificaciones de estas realizaciones y aspectos tras revisar esta divulgación. Los rasgos y aspectos anteriores pueden implementarse, en cualquier combinación y subcombinación (incluidas múltiples combinaciones y subcombinaciones dependientes), con una o más de otras de las características descritas en esta memoria. Las diversas características descritas e ilustradas en esta memoria, incluido cualquier componente de las mismas, pueden combinarse o integrarse en otros sistemas. Además, ciertas características puede omitirse o no implementarse.

Breve descripción de los dibujos

Los objetos y ventajas anteriores y otros serán evidentes al considerar la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos acompañantes, en los que los números de referencia similares se refieren a partes similares en todo momento, y en los que:

la Figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema ilustrativo que incluye un dispositivo y una infraestructura de datos de soporte para la entrega de un diagnóstico o resultado prescriptivo según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 2 muestra vistas en perspectiva delantera y trasera, respectivamente, de un dispositivo ilustrativo para la valoración, cribado, monitorización o diagnosis de afecciones de desarrollo o cognitivas en un sujeto, según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

las Figuras 3A a 3F muestran vistas en perspectiva de realizaciones alternativas del dispositivo de la Figura 2 según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 4 muestra un diagrama de flujo ilustrativo para recogida de datos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

las Figuras 5A a 5L muestran una serie de pantallas de exposición ilustrativas que se presentan a un operador durante ciertos procesos de recogida de datos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 6 muestra un diagrama de flujo ilustrativo con funciones implementadas en ordenador para calibrar datos de seguimiento de ojos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 7 muestra un diagrama de flujo ilustrativo con funciones implementadas en ordenador para validar datos de seguimiento de ojos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 8 muestra un diagrama de flujo ilustrativo con funciones implementadas en ordenador para detectar si un punto de calibración potencial incluye una fijación según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

las Figuras 9 y 10 muestran imágenes representativas de valoración y corrección de imprecisiones de calibración sobre la base de funciones implementadas en ordenador y criterios según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 11 muestra un diagrama de bloques de un sistema ilustrativo para transferir datos recogidos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 12 muestra un diagrama de flujo ilustrativo para soportar ciertas etapas de recogida de datos y análisis y procesamiento de datos usando una base de datos centralizada según ciertas realizaciones de la presente divulgación; la Figura 13 muestra un diagrama de flujo ilustrativo para procesar datos recogidos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 14 muestra un diagrama de bloques de un sistema ilustrativo para entregar resultados de análisis de datos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 15 muestra representaciones ilustrativas de datos generados por ordenador de la progresión de desarrollo o cognitiva del sujeto respecto a otros perfiles de desarrollo o cognitivos según ciertas realizaciones de la presente divulgación;

la Figura 16A muestra un diagrama de flujo ilustrativo de un proceso ejemplar de recogida de datos según una realización de la presente divulgación;

la Figura 16B muestra un diagrama de flujo ilustrativo de un proceso ejemplar de análisis de datos según una realización de la presente divulgación;

las Figuras 17A y 17B muestran capturas de pantalla ilustrativas de fotogramas ejemplares de estímulos que muestra un cuidador representativo, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 17C muestra «regiones de interés» ejemplares correspondientes a las pantallas ejemplares de las Figuras 17A y 17B, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 17D y 17E muestran, respectivamente, representaciones gráficas de datos experimentales con encajes de curvas FDA que trazan el porcentaje del tiempo total de fijación para los sujetos de ensayo en las «regiones de interés» de "ojo" en los estímulos correspondientes, de 2 hasta 24 meses de edad, para dos niños representativos con TEA, y dos niños desarrollados típicamente representativos, según una realización de la presente divulgación. La Figura 18A muestra curvas ejemplares de crecimiento que representan enganche visual social con estímulos (y ciertas «regiones de interés» dentro de los estímulos) para niños desarrollados típicamente, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 18B muestra curvas ejemplares de crecimiento que representa enganche visual social con estímulos (y ciertas «regiones de interés» dentro de los estímulos) para niños diagnosticados posteriormente con TEA, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 18C muestra una curva hipotética de crecimiento que representa reducción innata en atención preferencial a los ojos en individuos con TEA, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 18D muestra una curva de crecimiento de comparación que representa reducción real en la atención preferencial a los ojos en individuos con TEA, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 18E, 18F, 18G y 18H muestran representaciones gráficas de cambio longitudinal en la fijación en ojos, boca, cuerpo y regiones de objeto, respectivamente, para ciertos sujetos de ensayo, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 19A muestra un trazado de curvas de crecimiento individual para niveles de fijación en ojos para un grupo experimental entre edades de 2 y 6 meses, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 19B muestra un trazado en el cambio en la fijación en ojos para un grupo experimental entre edades de 2 y 6 meses, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 19C muestra una gráfica que ilustra el grado de solapamiento entre grupos en distribuciones de datos de «cambio en la fijación», para un grupo de ensayo experimental según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 19D-19E muestran gráficas que ilustran media LOOCV e intervalos de predicción del 95 % para trayectorias individuales de fijación en ojos y datos de «cambio en la fijación», respectivamente, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 19F-19L muestran gráficas que ilustran el grado de solapamiento entre grupos en los datos de «cambio en la fijación» para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 19M muestra una gráfica que ilustra una distribución conjunta del cambio en la fijación en ojo y en cuerpo para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 19N muestra una gráfica que ilustra validación del cambio en la fijación en ojo y en cuerpo para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 20A-20C muestran gráficas que ilustran la fijación visual entre individuos de 2-6 meses respecto a niveles de resultado de afectación para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación. La Figura 20D muestra una gráfica que ilustra cómo varía la fijación en ojos sistemáticamente por todos los grupos de resultados, con interacción significativa del Resultado por Edad (por MLJ), para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 20E muestra un trazado dimensional, por todo el espectro completo de capacidad a discapacidad social, de resultados individuales para cambio en la fijación en ojo y en cuerpo (con respecto a «regiones de interés» de ojo y cuerpo de personas mostradas en estímulos, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 21A muestra una gráfica que ilustra media de población para fijación en los ojos de un actor en estímulos en niños con TEA trazados con líneas que indican la dirección de trayectorias individuales que tienen puntuaciones de componente principal uno (PC1) positivo o puntuaciones PC1 negativo, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 21B muestra una gráfica que ilustra niveles de resultado de discapacidad social (medida según ADOS Social-Affect) como función del descenso en la fijación en ojos (medida como puntuación PC1 de ojos), según una realización de la presente divulgación.

La Figura 21C muestra una serie de gráficas que ilustran niveles de resultado de discapacidad social como función del descenso en la fijación en ojos usando subconjuntos de los datos longitudinales, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 22A-22C muestran gráficas que ilustran datos sin procesar de fijación en ojos recogidos en los primeros 6 meses, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 22D-22F muestran gráficas que ilustran datos sin procesar de fijación en boca recogidos en los primeros 6 meses, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 22G-22I muestran gráficas que ilustran datos sin procesar de fijación en cuerpo recogidos en los primeros 6 meses, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 22J-22L muestran gráficas que ilustran datos sin procesar de fijación en objeto recogidos en los primeros 6 meses, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 23A-23C muestran gráficas que ilustran trazados de datos de porcentaje del tiempo total empleado en fijar para individuos entre 2 y 6 meses de edad para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 23D-23F muestran gráficas que ilustran trazados de datos de porcentaje del tiempo total empleado realizando movimiento sacádico entre 2 y 6 meses de edad.

Las Figuras 24A, 24C, 24E y 24G muestran trazados de datos que ilustran cambio de desarrollo en la fijación visual con respecto a los ojos, boca, cuerpo del actor o un objeto, respectivamente, entre 2 y 24 meses de edad en niños desarrollados típicamente para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación. Las Figuras 24B, 24D, 24F y 24H muestran trazados de datos que ilustran curvas de fijación media con intervalos de confianza del 95 % para fijación con respecto a los ojos, boca, cuerpo de un actor o un objeto, respectivamente, entre 2 y 24 meses de edad en niños desarrollados típicamente para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 25A, 25C, 25E y 25G muestran trazados de datos que ilustran cambio de desarrollo en la fijación visual con respecto a los ojos, boca, cuerpo del actor o un objeto, respectivamente, entre 2 y 24 meses de edad en niños con TEA para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 25B, 25D, 25F y 25H muestran trazados de datos que ilustran curvas de fijación media con intervalos de confianza del 95 % para fijación con respecto a los ojos, boca, cuerpo de un actor o un objeto, respectivamente, entre 2 y 24 meses de edad en niños con TEA para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 26A-26M muestran gráficas que ilustran cambio de desarrollo en la fijación visual en los ojos respecto a niveles de resultado de afectación para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 27A-27D muestran gráficas que ilustran curvas de fijación media por PACE/FDA con los efectos de añadir y sustraer cada función de componente principal para fijación en ojos, fijación en boca, fijación en cuerpo y fijación en objetos, respectivamente, relacionados con «regiones de interés» en estímulos para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 28A muestra una ilustración gráfica de la precisión de calibración, sobre la base de un anillo que muestra el intervalo de confianza del 95 % para calibración para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 28B muestra estimaciones de densidad Kernel que traza la distribución de ubicaciones de fijación respecto a objetivos de fijación a niños desarrollados típicamente para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 28C muestra estimaciones de densidad Kernel que traza la distribución de ubicaciones de fijación respecto a objetivos de fijación a niños con TEA para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

Las Figuras 29A y 29B muestran gráficos de crecimiento de enganche visual y su relación con resultado dimensionales y categóricos, con datos desde el mes 2 incluido versus excluido, para niños desarrollados típicamente y aquellos con TEA, respectivamente, para un grupo de ensayo experimental, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 29C muestra trazados que ilustran la influencia de datos del mes dos en la relación entre fijación en ojos y niveles de resultado de gravedad de síntoma dentro de un grupo de TEA, según una realización de la presente divulgación.

La Figura 29D muestra gráficas que ilustran que los niveles de solapamiento entre grupos permanecen significativamente diferentes de la casualidad, y no son significativamente diferentes de las curvas calculadas cuando se incluyen los datos del mes 2, según una realización de la presente divulgación.

Descripción detallada

Para proporcionar un entendimiento completo de los sistemas, dispositivos y métodos descritos en esta memoria, se describirán ciertas realizaciones ilustrativas. En algunas realizaciones (descritas en mayor detalle más adelante), la presente divulgación está relacionada generalmente con sistemas y métodos para valorar el riesgo de discapacidades de desarrollo en pacientes muy jóvenes (p. ej., en los primeros 2-6 meses de vida). Aunque las realizaciones y rasgos en esta memoria se describen específicamente para usar en conexión con recoger y analizar datos de seguimiento de ojos de sujetos para la valoración, cribado, monitorización o diagnosis de trastornos del espectro autista (TEA), se entenderá que los sistemas, dispositivos y métodos también se puede aplicar a otras afecciones de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales, así como otras afecciones, incluyendo pero sin limitación a estas, retrasos de desarrollo expresivo y receptivo de lenguaje, retrasos de desarrollo no verbal, discapacidades intelectuales, discapacidades intelectuales de origen genético conocido o desconocido, lesiones cerebrales traumáticas, trastornos de la infancia no especificados de otro modo (DOI-NOS), trastorno de comunicación social, y trastornos del espectro autista (TEA), así como afecciones tales como trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), trastorno por déficit de atención (TDA), trastorno de estrés postraumático (TEPT), conmoción cerebral, lesiones deportivas y demencia. Los presentes sistemas, dispositivos y métodos también son aplicables a la medición de capacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales tales como, pero sin limitación a estas, niveles expresivo y receptivo de lenguaje en el intervalo normativo a excepcional, función cognitiva no verbal en el intervalo normativo a excepcional, y niveles de desarrollo social en el intervalo normativo a excepcional. Se entenderá que tales datos, si no se indican medidas para un trastorno, pueden proporcionar una medida del grado de tipicidad de desarrollo normativo, que proporciona una indicación de variabilidad en desarrollo típico. Además, todos los componentes y otros rasgos resumidos a continuación se pueden combinar entre sí de cualquier manera adecuada y se pueden adaptar y aplicar a sistemas fuera de diagnosis médica. Por ejemplo, los estímulos visuales interactivos de la presente divulgación se pueden usar como herramienta terapéutica. Además, los datos recogidos pueden rendir medidas de ciertos tipos de estímulos visuales a los que los sujetos atienden preferencialmente. Tales medidas de preferencia tienen aplicaciones tanto como sin los campos de diagnosis médica y terapia, que incluye, por ejemplo industrias publicitarias u otras donde datos relacionados con preferencia de estímulos visuales es de interés.

Por toda la memoria descriptiva, el término "comprender" o variaciones tales como "que comprende" o "comprende" se entenderá que implica la inclusión de un entero indicado (o componente) o grupo de enteros (o componentes), pero no la exclusión de ningún otro entidad (o componente) o grupo de enteros (o componentes). La forma singular "un", "una", "el" y "la" incluye el plural a menos que el contexto lo dicte claramente de otro modo. Es más, los términos "paciente", "participante", "sujeto" e "individuo" se usan de manera intercambiable por toda esta divulgación. Como se emplea en esta memoria, los términos "fijación en ojos" y "fijación" son generalmente sinónimos con "la fijación visual." Una fijación visual es un tipo de movimiento ocular usado para estabilizar información visual en la retina, y coincide generalmente con una persona que mira o "se fija" sobre un punto o región en un plano de exposición.

Los sistemas, dispositivos y el método descritos en esta memoria para la detección de afecciones de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales, incluido TEA, se pueden usar junto con otras técnicas para procesar y analizar datos recogidos de seguimiento de ojos incluidos los descritos, por ejemplo, en la patente de EE. UU. N.° 7922670, presentada el 23 de febrero de 2006, y titulada "System and Method for Quantifying and Mapping Visual Salience", solicitud de patente de EE. UU. Publicación n.° 2014/0192325, presentada el 11 de diciembre de 2013, y titulada "Systems and Methods for Detecting Blink Inhibition as a Marker of Engagement and Perceived Stimulus Salience", y la solicitud de patente de EE. UU. n.° 14/205012, presentada el 11 de marzo de 2014, y titulada "Systems and Methods for Detection of Cognitive and Developmental Conditions".

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema 10 que incluye un dispositivo 100 y una infraestructura de datos de soporte para la entrega de un diagnóstico o resultado prescriptivo según ciertas realizaciones. Como se representa, el sistema 10 se divide generalmente en cuatro zonas (a veces también se les hace referencia en esta memoria como sistemas) relacionadas con recogida de datos 20, almacenamiento de datos 30, análisis y procesamiento de datos 40, y resultados de datos 50. En ciertas realizaciones, el sistema 10 se usa para diagnosticar una capacidad o discapacidad de desarrollo, cognitiva, social o mental, tal como TEA, en sujetos o pacientes. En particular, el sistema 10 permite la diagnosis de TEA a una edad relativamente joven, incluidos deambuladores y bebés tan jóvenes como de seis meses y más jóvenes. En particular, los sistemas, dispositivos y métodos pueden recoger de manera fiable datos para pacientes de cualquier edad, desde neonatos a ancianos, y usar esos datos recogidos para la diagnosis de TEA u otras capacidades o discapacidades cognitivas, de desarrollo, sociales o mentales. Generalmente, el sistema 10 recoge y posteriormente analiza datos de seguimiento de ojos para determinar el nivel de funcionamiento social de un sujeto. El sistema 10 es generalmente no invasivo. El procedimiento (también se le hace referencia como "sesión") asociado con recoger datos de seguimiento de ojos puede discurrir para cualquier cantidad adecuada de tiempo (p. ej., 15 minutos) y generalmente implica cuatro etapas mayores correspondientes a las cuatro zonas del sistema 10 mostradas en la Figura 1 (es decir, el sistema de recogida de datos 20, el sistema de almacenamiento de datos 30, el sistema de análisis y procesamiento de datos 40, y el sistema de resultados de datos 50).

Como descripción general, se recogen primeros datos de seguimiento de ojos de un sujeto mientras mira estímulos visuales (p. ej., estímulos visuales dinámicos, tales como películas) que representan interacciones sociales comunes (típicamente interacciones diádicas o triádicas) (recogida de datos 20). Los estímulos expuestos al sujeto por motivos de recogida de datos pueden ser cualquier imagen visual adecuada (ya sea estática o dinámica), incluidas películas o vídeos, así como imágenes fijas o cualesquiera otros estímulos visuales. Se entenderá que películas o vídeos se referencian solamente a modo de ejemplo y que cualquier discusión de este tipo también se aplica a otras formas de estímulos visuales. Siguiendo el procedimiento, los datos de seguimiento de ojos, así como cualquier otra información adecuada (p. ej., una lista de las películas que el sujeto ha visto), se trasfieren a una base de datos segura (almacenamiento de datos 30). La base de datos está preferiblemente a distancia del dispositivo, para acomodar y agregar datos recogidos de muchos dispositivos, pero se apreciará que en algunas realizaciones la base de datos puede ser local al dispositivo. Después de esa trasferencia, los datos de nuevo son trasferidos a un ordenador de procesamiento central (local o remoto a la base de datos y/o el dispositivo) y se procesan usando software personalizado escrito en cualquier lenguaje de programación adecuado (p. ej., Matlab) (análisis y procesamiento de datos 40). En ciertas realizaciones y durante la etapa de procesamiento, los datos de un sujeto individual se comparan con un modelo estadístico u otra norma relativo. Esa comparación tiene como salida una medida (p. ej., una puntuación) de funcionamiento social sobre la base de ese único propio punto de mirada del sujeto durante las películas que ha visto (resultados de datos 50). Esa puntuación se compara con desconexión predeterminada u otros valores del modelo estadístico. En algunas realizaciones, la salida de esa comparación es una determinación de que la diagnosis del sujeto de una capacidad o discapacidad de desarrollo, cognitiva, social o mental, incluido TEA, así como nivel de gravedad de la afección. En algunas realizaciones, la fijación visual del sujeto (p. ej., datos de punto de mirada) es seguida a lo largo del tiempo (p. ej., repetidas sesiones durante muchos meses o más largo) para determinar un cambio o «tasa de cambio» en la fijación visual (cuyo descenso, especialmente en fases tempranas en la vida, se puede usar como marcador de una afección de desarrollo). En algunas realizaciones, la salida de esa comparación es una medida de las habilidades cognitivas verbales o no verbales del sujeto. En algunas realizaciones, la salida de esa comparación es una medida del grado de tipicidad de desarrollo normativo, que proporciona una indicación de variabilidad en desarrollo típico. Adicionalmente, los resultados se pueden usar para monitorizar la eficacia de tratamiento a lo largo del tiempo de sujetos afectados por TEA u otras afecciones cognitivas, de desarrollo, sociales o mentales. Los resultados del análisis y los propios archivos procesados son cargados posteriormente a una base de datos. Típicamente, los resultados se ponen a disposición del facultativo (p. ej., un pediatra u otro profesional médico) u otro cuidador del sujeto.

En algunas realizaciones, el sistema de recogida de datos 20 incluye una mezcla de componentes de hardware y software. Estos componentes juntos presentan estímulos visuales y auditivos a sujetos y recoger datos de seguimiento de ojos alineados temporalmente. El dispositivo 100 usado para recogida de datos se diseña para promover un posicionamiento de sujeto apropiado (p. ej., con respecto a la unidad de seguimiento de ojos y de monitor de sujeto) si bien también se minimizan distracciones visuales del campo de visión del sujeto. Ciertos detalles de sistemas y dispositivos ejemplares para realizar los métodos de la presente divulgación se describirá con referencia a las figuras indicadas a continuación.

La Figura 2 muestra vistas en perspectiva delantera y trasera, respectivamente, del dispositivo 100 de la Figura 1 según ciertas realizaciones. El dispositivo 100 se usa generalmente para la valoración, cribado, monitorización o diagnosis de capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales en un sujeto que incluye TEA (o alguna otra afección). En algunas realizaciones, el dispositivo 100 asienta encima de ruedas o ruedas giratorias 108 para movilidad eficiente a través de una variedad de superficies. Cualquier componente adecuado con ruedas u otro que facilite el movimiento se puede usar en lugar o además de las ruedas giratorias 108 para proporcionar movilidad. El dispositivo 100 se diseña para moverse a través de salones y portales estándar sobre las ruedas giratorias 108 y preferiblemente tiene un peso (p. ej., aproximadamente 113 kg (250 lbs.) o menos) que permite maniobrabilidad para operadores de todo tamaño y fortaleza. Las ruedas giratorias 108 pueden incluir frenos para asegurar el dispositivo en el sitio cuando no se está moviendo.

El dispositivo 100 también incluye un asiento cómodo 101 (o dispositivo de soporte) para el sujeto, que tiene un sistema de posicionamiento o restricción (p. ej., un cinturón de seguridad) para impedir entrada inintencionada del asiento 101 durante los ensayos. Se puede usar cualquier dispositivo de soporte adecuado para posicionar o sentar el sujeto durante el procedimiento, que incluye asientos de coche o sillas altas para bebés y deambuladores, u otros tipos de dispositivo de soportes tales como sillas personalizadas para niños mayores y adultos. El dispositivo tiene un monitor o dispositivo de exposición 103 para que lo vea el sujeto que estímulos de ensayo (incluidas imágenes visuales y objetivos de calibración/de fijación) y un altavoz u otra fuente de estímulo audible 106 para reproducir audio asociado con los estímulos de ensayo. En algunas realizaciones los altavoces se integran con el monitor, aunque los componentes se pueden proporcionar por separado. La posición del monitor puede ser ajustable con respecto a cualquier eje del monitor (p. ej., ajuste vertical, ajuste horizontal, y ajuste acercándose o alejándose del sujeto).

Como se muestra, el dispositivo 100 incluye además una unidad de seguimiento de ojos, dispositivo o sensor 104 para detectar movimientos oculares de un sujeto en respuesta a un estímulo expuesto por el dispositivo de exposición 103, controles de operador 110, y un deflector o partición 107 para suficiente separación visual del sujeto de distracciones en el campo de visión del sujeto. Los controles de operador 110 se proporcionan junto con un monitor de operador o dispositivo de exposición 109 que permite al operador observar el sujeto por todo el procedimiento por medio de una alimentación desde una videocámara 105 que muestra el sujeto y se expone en el monitor de operador 109. Así, en algunas realizaciones, el operador se puede ubicar a distancia (p. ej., en una zona diferente de la misma sala o en una sala completamente diferente) del sujeto. El dispositivo 100 se provee de un ordenador de control 111 para recogida de seguimiento de ojos y presentación de estímulos y una unidad de suministro de energía 112 para alimentar los componentes del dispositivo 100. El dispositivo 100 es configurable para conectar a una red en la consulta del facultativo o clínica para conexión directa o conexión inalámbrica. En ciertas realizaciones, el dispositivo 100 permite únicamente comunicación de datos salientes para impedir la introducción de malware. En algunas realizaciones, el dispositivo 100 se puede formar usando un alojamiento o estructura de bastidor que soporta los diversos componentes del dispositivo discutido anteriormente.

El dispositivo de soporte o asiento 101 del dispositivo 100 puede ser ajustable para posicionar el sujeto en una orientación con respecto al dispositivo de exposición 103 y el sensor de seguimiento de ojos 104 que permite la recogida de datos de movimiento ocular. Y el asiento 101, una vez posicionado, puede confinar al sujeto en esa orientación particular. Esto permite al asiento funcionar en posiciones repetibles (ya sea sujeto-a-sujeto o para múltiples sesiones con el mismo sujeto). Por ejemplo, en algunas realizaciones, el dispositivo 100 opera en dos modos (un "modo bebé" y un "modo deambulador") de manera que la orientación de monitor 103 y asiento 101 puede acomodar deambuladores (que, como los adultos, prefieren sentarse erguidos) y bebés (que prefieren estar reclinados). Las posiciones duales para bebés o deambuladores/adultos se muestran en el inserto 15 para el sistema de recogida de datos 20 de la Figura 1. Como hay muchas posibles posiciones que se pueden usar y que son repetibles de un sujeto a otro, se entenderá que el asiento puede tener cualquier número adecuado de "modos" y puede además ser posicionable/ajustable. Por ejemplo, realizaciones del dispositivo 100 tienen un mecanismo giratorio 102 para ingreso/salida de sujeto que también se puede usar para orientar al sujeto con respecto al dispositivo de exposición 103 y la unidad de seguimiento de ojos.

El dispositivo 100 de la Figura 2 se puede usar para recogida de datos 20, resumido anteriormente, de manera que (1) un sujeto se sienta delante de una pantalla de exposición (p. ej., un monitor de ordenador) en el que varios vídeos dinámicos y otros estímulos se reproducen para el sujeto, (2) un operador es capaz de controlar software que (a) calibrará una unidad de seguimiento de ojos al sujeto, (b) validar que la calibración es precisa, y (c) recoger datos de seguimiento de ojos del sujeto conforme mira los vídeos dinámicos u otros estímulos visuales. Después de esta parte del procedimiento, generalmente se le hace referencia como "recogida de datos," los datos del sujeto pueden ser trasferidos a una base de datos segura. La base de datos está preferiblemente a distancia del dispositivo, para acomodar y agregar datos recogidos de muchos dispositivos, pero se apreciará que en algunas realizaciones una base de datos puede ser local al dispositivo. En algunas realizaciones, la recepción de los datos recogidos por la base de datos inicia un procesamiento automático implementado por software y proceso de análisis en los que los datos individuales del sujeto se comparan con modelos de datos de seguimiento de ojos que se generaron previamente a partir de datos históricos de seguimiento de ojos. El resultado de la comparación es un diagnóstico y/o medida prescriptiva del funcionamiento de desarrollo del sujeto. En otras realizaciones, los datos recogidos se comparan revisados para un sujeto dado en múltiples sesiones (y en un periodo de tiempo predeterminado) para identificar un cambio potencial en la fijación visual (p. ej., un descenso en la fijación visual). Esos resultados se pueden condensar en un informe de diagnóstico para uso por parte del facultativo del sujeto.

Generalmente, el operador de dispositivo (p. ej., un auxiliar médico u otro profesional médico) necesita únicamente mínima formación para hacer funcionar el dispositivo. El dispositivo se diseña para permitir posicionamiento repetible apropiado del sujeto delante de un dispositivo de exposición (p. ej., dispositivo de exposición 103 de la Figura 2). Tras introducir la información del operador y el sujeto en la plataforma de software personalizada que se ejecuta en el dispositivo, el software selecciona estímulos específicos de la edad (p. ej., películas) y da instrucciones al operador para que posicione el dispositivo de exposición delante del sujeto en orientación apropiada. Entonces, se realiza un procedimiento de calibración para calibrar el sujeto con el dispositivo de seguimiento de ojos (p. ej., dispositivo de seguimiento de ojos 104 de la Figura 2). Subsiguiente a una calibración válida (determinada por el software), el software comienza el proceso de recogida de datos al seleccionar vídeos que se reproducen para el sujeto por medio del dispositivo de exposición, y se recogen datos sin procesar de seguimiento de ojos (del sujeto que mueve sus ojos en respuesta a películas predeterminadas u otros estímulos visuales). Tanto datos de seguimiento de ojos como información relacionada con los estímulos (p. ej., una lista de los estímulos vistos por el sujeto) se trasfieren entonces a una base de datos segura para procesamiento.

Las películas que se exponen a un sujeto pueden ser dependientes de la edad del sujeto. En algunas realizaciones, el dispositivo mide la cantidad de tiempo de fijación que un sujeto (posicionado en la asiento) emplea mirando en ojos, boca o cuerpo de un actor u otra «región de interés» predeterminada, y la cantidad de tiempo que el sujeto emplea mirando en áreas de fondo en el vídeo. Escenas de vídeo, mostradas al sujeto por medio del dispositivo de exposición, pueden representar escenas de interacción social (p. ej., un actor que mira directamente a la cámara, que trata de enganchar al sujeto observador, por ejemplo, o escenas de niños jugando). En algunas realizaciones, las escenas de vídeo pueden incluir otros estímulos adecuados que incluye, por ejemplo, animaciones y tareas de visualización preferenciales. Medidas de tiempo de fijación con respecto a ubicaciones espaciales particulares en el vídeo pueden estar relacionadas con el nivel de social y/o el desarrollo cognitivo de un sujeto. Por ejemplo, niños de edades entre 12-15 meses muestran aumento de fijación en boca, y alternan entre fijación en ojos y en boca, como resultado de su fase de desarrollo del desarrollo de lenguaje. Como otro ejemplo, un descenso en la fijación visual a lo largo del tiempo por parte de un sujeto con respecto a los ojos de actores en vídeos puede ser un indicador de TEA u otra afección de desarrollo en el sujeto.

Se realiza análisis de los patrones de visualización del sujeto (durante las películas expuestas y a lo largo de una pluralidad de sesiones de visualización) para la diagnosis y monitorización de una capacidad o discapacidad de desarrollo, cognitiva, social o mental, incluido TEA. Durante este periodo de recogida de datos, el sistema muestra periódicamente objetivos de calibración o de fijación (que pueden ser animados) al sujeto. Estos datos se usan más tarde para verificar la precisión. La metodología de ensayo depende de que el sujeto esté despierto y mirando a la pantalla. Tanto durante el procedimientos de calibración así como de recogida de datos, se presentan películas predeterminadas y/u otros estímulos visuales al sujeto por medio del dispositivo de exposición. Estas películas y/u otros estímulos visuales pueden incluir actores humanos o animados que hacen movimientos de mano/cara/cuerpo.

Con los sistemas, dispositivos y métodos de la presente divulgación se puede usar cualquier unidad de seguimiento de ojos adecuada y software asociado. Por ejemplo, se pueden usar diversas unidades de seguimiento de ojos disponibles comercialmente, incluidas aquellas unidades de seguimiento de ojos disponibles comercialmente de SensoMotoric Instruments (p. ej., modelo RED-m), ISCAN Inc. (p. ej., modelo RK-464), y Tobii Tecnology (p. ej., modelo X60), o cualquier otra unidad de seguimiento de ojos adecuada de otros fabricantes. En ciertas realizaciones, código de software maestro tal como el desarrollado por los solicitantes de los sistemas, dispositivos y métodos descritos en esta memoria se usa para supervisar o controlar las etapas del software de seguimiento de ojos y adicionalmente se usa para realizar otras funciones. Ejemplos de tales funciones incluyen presentar una interfaz al operador que muestra el nombre, la fecha de nacimiento, etc. del sujeto, información relacionada con los estímulos (p. ej., películas) que se muestran al sujeto, y similares. En algunas realizaciones, el código de software maestro forma una interfaz con el software de seguimiento de ojos por medio de un kit de desarrollo de software (SDK).

Según algunas realizaciones, el ordenador que facilita la sesión de ensayos de diagnóstico es un ordenador de finalidad especial con altas capacidades de procesamiento (p. ej., debido al volumen de vídeo relativamente alto implicado en el proceso de ensayo). El ordenador recoge datos de seguimiento de ojos y los almacena en un archivo de datos (p. ej., como datos .idf) que entonces se trasmiten por medio de una conexión de red segura desde la consulta del facultativo a una base de datos central y ordenador de procesamiento para análisis. En los servicios de procesamiento, se puede realizar análisis sin conexión de los datos al analizar los datos de seguimiento de ojos (recibidos de un sujeto ensayado en la consulta del facultativo) en relación a un modelo creado a partir de datos históricos (p. ej., usando datos previamente recogidos de sujetos conocidos por tener TEA u otras afecciones de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales y también controles de salubridad). Como se discute por toda esta divulgación, sin embargo, se entenderá que en algunas realizaciones las etapas de procesamiento y análisis pueden ser realizadas en tiempo real durante la sesión por un ordenador local al dispositivo.

Hay muchas posibles modificaciones o alteraciones que se pueden hacer al dispositivo 100 sin afectar a la manera en la que los datos de seguimiento de ojos son recogidos, almacenados, analizados y procesados. En cada caso el dispositivo modificado o alterado permite recogida de datos y posicionamiento de sujeto apropiado (p. ej., con respecto a la unidad de seguimiento de ojos y de monitor de sujeto) mientras también se minimizan las distracciones visuales del campo de visión del sujeto. Las Figuras 3A a 3F muestran vistas en perspectiva de realizaciones alternativas (A) a (F) del dispositivo 100 de la Figura 2. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el dispositivo es estacionario (esto es, el dispositivo no es móvil). El dispositivo se puede asegura permanentemente o semipermanentemente al suelo (p. ej., fijado en el sitio de uso), o el dispositivo puede no incluir ruedas o ruedas giratorias, y el peso del dispositivo lo mantiene así en el sitio. Como se muestra en las Figuras 3A a 3E, los respectivos dispositivos no incluyen ruedas o ruedas giratorias. En algunas realizaciones, el dispositivo de soporte (p. ej., asiento 101 de la Figura 2) puede ser separable de su respectivo dispositivo (tanto si el propio dispositivo es móvil o estacionario como si no). Por ejemplo, el asiento en el que se posiciona el sujeto puede ser ajustable de manera deslizante por medio de un mecanismo de rodadura. Como se muestra en la Figura 3E, el dispositivo 240 es estacionario pero el dispositivo de soporte 242 es móvil. Como otro ejemplo, en la Figura 3F, el dispositivo 250 es móvil y el dispositivo de soporte 252 también es móvil.

Según ciertas realizaciones, cualquiera de los dispositivos de la presente divulgación, incluidos los discutidos anteriormente en las Figuras 3A a 3F, puede incluir (1) un asiento para el sujeto que se puede ajustar dependiendo de la edad del sujeto, (2) un mecanismo para hacer rotar el asiento acercándose o alejándose del dispositivo, (3) un dispositivo de exposición (que, manualmente o usando un motor eléctrico se puede ajustar para variar alturas de sujeto) para mostrar las películas de sujeto u otros estímulos visuales, (4) una unidad de seguimiento de ojos que enfoca una cámara en los ojos del sujeto y los ilumina con una cantidad segura de infrarrojos u otra energía electromagnética, (5) una cámara para que la use el operador para monitorizar la sensación de bienestar general y el cumplimiento del sujeto, (6) uno o más altavoces que producen sonido, (7) un sistema mecánico (opcionalmente alimentado eléctricamente) para posicionar el dispositivo de exposición, la unidad de seguimiento de ojos y cualesquiera otros componentes, (8) ruedas giratorias con frenos, (9) un monitor (p. ej., pantalla táctil) para que un operador haga funcionar el dispositivo, (10) un teclado y ratón para el operador, (11) un ordenador de control con software personalizado, (12) un suministro de energía para entregar alimentación a los diversos componentes del dispositivo, y (13) un bastidor mecánico soldado, enfundado para sostener juntos todos los componentes.

En algunas realizaciones, los componentes anteriores (1 )-(13) se alinean en un bastidor de referencia común (p. ej., el bastidor mecánico enfundado soldado mencionado anteriormente o cualquier otro alojamiento o recinto adecuados) de manera que se pueden posicionar o trasportar juntos. Este bastidor de referencia puede ser una estructura de soporte metálica estática, diseñada a medida. En algunas realizaciones, la estructura de soporte metálica comprende miembros tubulares soldados dispuestos vertical, horizontal y/o angularmente para crear el bastidor de soporte y la región de ensayo; el asiento se posiciona dentro de la región de ensayo con el sujeto posicionado en proximidad al dispositivo de exposición pero protegido de distracciones más externas por un deflector o una partición. El operador del dispositivo puede estar de pie fuera de la estructura en una posición para supervisar al sujeto por medio de un ordenador de operador, y observar al sujeto a través de la cámara de monitorización. El sujeto (posicionado en el dispositivo de soporte) es preferiblemente incapaz de ver al operador porque la vista del sujeto está obstruida por la partición. La partición se puede formar de material semejante a plástico que sea fácil de limpiar y que se moldea por calor en la estructura metálica. Como se muestra en las Figuras 3A a 3F, por ejemplo, los dispositivos tienen bastidores que soportan todos o algunos de los componentes del respectivo dispositivo.

La Figura 4 muestra un diagrama de flujo 300 para recogida de datos según ciertas realizaciones. En algunas realizaciones, la recogida de datos se consigue usando una aplicación de software desarrollada a medida implementada con cualquiera de los dispositivos, tales como el dispositivo 100 de la Figura 2, de la presente divulgación. Ciertas etapas del proceso son funciones implementadas en ordenador implementado en código de software asociado con un ordenador que hace funcionar el dispositivo descrito (p. ej., el ordenador 111 de la Figura 2). Las Figuras 5A a 5L muestran una serie de pantallas de discusión que se presentan a un operador (p. ej., por medio del monitor de operador 109 de la Figura 2) durante la recogida de datos según ciertas realizaciones y serán referenciados juntos con la discusión de las etapas de proceso 300. Se entenderá que las etapas de los diagramas de flujo de esta divulgación son meramente ilustrativas. Cualquiera de las etapas de los diagramas de flujo puede ser modificada, omitida o reordenada, dos o más de las etapas pueden ser combinadas, o se pueden añadir cualesquiera etapas adicionales, sin salir del alcance de la presente divulgación.

En ciertas realizaciones, una aplicación de software desarrollada a medida permite al operador de dispositivo (a) asociar un procedimiento de ensayos con un sujeto específico, (b) calibrar equipamiento de recogida de datos seguimiento de ojos al sujeto, (c) presentar vídeo y estímulo audible en el monitor y altavoces de estímulo de sujeto, y (d) recoger datos de seguimiento de ojos (p. ej., coordenadas x,y de la mirada) del sujeto según están relacionados con el estímulo visual y audible. En algunas realizaciones, al final de la sesión, los datos recogidos se trasfieren a una base de datos central (p. ej., proceso 1000 de la Figura 12) para procesamiento y análisis adicionales (p. ej., proceso 1050 de la Figura 13).

El proceso 300 comienza en la etapa 302, donde se introduce información de operador (p. ej., por medio de controles de operador 110 de la Figura 2). La información puede ser cualquier información adecuada que permita la identificación del operador. Por ejemplo, se puede registrar el nombre y el apellido del operador. El nombre y el apellido se pueden asociar con un nombre de usuario con las finalidades de iniciar sesión en el sistema así como identificar al operador.

En algunas realizaciones, la información de operador es consultada en una base de datos (p. ej., base de datos 35 de la Figura 1) para monitorizar utilización de lugares y variaciones de calidad de datos dependientes de operador (aunque se espera que esto sea bajo). Como se muestra en la Figura 5A, una pantalla de exposición 400a incluye una superposición 460 que permite al operador iniciar sesión en el sistema usando un nombre de usuario y una contraseña. La pantalla 400a también incluye una barra de banner 410 con diversos botones (p. ej., Animación, Deshacer Último, Siguiente Película, Película Activa, Volumen, Finalizar Sesión, Cerrar Sesión) disponibles por toda la sesión para navegar a través de partes de la sesión o controlar otras funciones de la sesión. También se presentan en la parte inferior de la pantalla 400a botones contextuales 450 (p. ej., Representar siguiente objetivo, ¡Mirar al objetivo!, ¡Volver a la película!) que están relacionados con funciones disponibles para un modo particular de la aplicación actualmente en la sesión (p. ej., la pantalla 400a tiene diferentes botones contextuales 450 a los de la pantalla 400j).

En la etapa 304 se introduce información de sujeto. La información puede ser cualquier información adecuada que permita la identificación del sujeto y cualquier otra información relevante para las finalidades de análisis y procesamiento de datos. Por ejemplo, se puede introducir el nombre y el apellido, la fecha de nacimiento, el género y el idioma primario del sujeto. La información de sujeto se usa para vincular datos de una sesión dada con un registro individual en la base de datos. Como se muestra en la Figura 5B, una pantalla de exposición 400b incluye una superposición 462 que permite al operador introducir información de sujeto en diversos campos que incluyen los discutidos anteriormente. En la superposición 462 también se muestra un "ID de Sesión" que permite indexar los datos recogidos en la base de datos según sesiones asociadas con sujetos respectivos.

En la etapa 306 en un monitor se reproducen estímulos apropiados para edad o específicos de edad (p. ej., películas). Esta exposición atrae la atención del sujeto al monitor (p. ej., dispositivo de exposición 103 de la Figura 2) y permite al operador o el cuidador del sujeto, en la etapa 308, sujetar al sujeto en la silla. En ciertas realizaciones, la aplicación da instrucciones al operador para que (a) ajuste el monitor y el ángulo de silla basándose en la edad del sujeto, (b) coloque al sujeto en la silla y sujete con seguridad el cinturón de seguridad, y (c) confirme que el seguidor de ojos puede identificar los ojos del sujeto. Como se muestra en la Figura 5C, una pantalla de exposición 400c incluye una superposición 464 para observar la posición del sujeto (usando la ventana de vídeo 466) y confirmar que los ojos del sujeto están siendo identificados por el seguidor de ojos (usando la ventana de vídeo 468). La ventana de vídeo 466 muestra una alimentación de vídeo del sujeto y representa la ubicación de donde se expondrán objetivos de fijación respecto a la posición del sujeto. La ventana de vídeo 468 muestra si los ojos del sujeto han sido identificados por el seguidor de ojos, y proporciona retroinformación (elementos 468a y 468b) sobre la calificación de posición actual. En algunas realizaciones, la calificación de posición está codificada por colores para representar posiciones excelentes, moderadas o pobres.

En la etapa 310 el sistema de seguimiento de ojos se calibra para el sujeto. El operador mantiene monitorización visual constante del sujeto por medio de una alimentación de cámara. En ciertas realizaciones, cuando se calibran objetivos, también llamados objetivos de fijación, se presentan al sujeto, tanto el operador como la unidad de seguimiento de ojos (p. ej., unidad de seguimiento de ojos 104 de la Figura 2) confirman que el sujeto se está fijando. Los objetivos capturan por reflejo la atención del sujeto y tiene como resultado un movimiento sacádico hacia una ubicación de objetivo conocida y fijación sobre el mismo. El objetivo incita de manera fiable fijaciones a una ubicación finita; por ejemplo, un objetivo radialmente simétrico que abarca menos de 0.5 grados de ángulo visual. Otros ejemplos incluyen patrones concéntricos, formas o estímulos encogiéndose que, incluso si inicialmente son de mayor tamaño, incitan de manera fiable fijaciones a ubicaciones de objetivo fijas. Como se muestra en la Figura 5D, una pantalla de exposición 400d incluye una ventana de vídeo 440 que muestra que el operador mantiene monitorización visual constante del sujeto, que es monitorizado por medio de una alimentación de cámara en la ventana 420. La superposición sobre la alimentación de cámara en la ventana 420 son las ubicaciones de objetivos de calibración, u objetivos de fijación, que se presentan secuencialmente al sujeto. El operador puede confirmar visualmente, al mirar en la ventana de vídeo 420, que el sujeto se está fijando en un objetivo expuesto y entonces indicar manualmente la fijación observada usando un dispositivo de entrada. La ventana de vídeo 430 tiene objetivos que se superponen sobre una alimentación que representa información del equipamiento de seguimiento de ojos. Como objetivo de calibración o fijación se puede usar cualquier icono adecuado, y los objetivos pueden ser estáticos o dinámicos. Por ejemplo, como se muestra en la pantalla 400e de la Figura 5E, la selección del botón "Animación" de la barra de banner 410 tiene como resultado la exposición de una lista de posibles animaciones que se pueden usar como objetivos de fijación. Objetivos de fijación dinámicos o animados pueden provocar por reflejo indicaciones exógenas por parte del sujeto sin necesidad de mediación o instrucción verbal por parte del operador. Por ejemplo, el operador no tiene que dar instrucciones de mirar al objetivo dinámico porque el propio objetivo captura la atención del sujeto.

En la etapa 312 el equipamiento de seguimiento de ojos (p. ej., dispositivo de seguimiento de ojos 104 de la Figura 2) tiene como salida coordenadas de mirada continuas (x,y). Tras haber registrado un número suficiente de fijaciones hacia objetivos de calibración, se produce un flujo continuo de coordenadas de posición de mirada (x,y), por ejemplo, a 120 Hz o cualquier otra tasa adecuada. Como se muestra en la Figura 5F, la pantalla 400f incluye una coordenada de posición de mirada 442 en la ventana de vídeo de seguimiento de ojos 440. Conforme el sujeto continúa mirando al dispositivo de exposición (antes, durante o después de la exposición de un estímulo), el equipamiento de seguimiento de ojos tiene como salida coordenada de posición de mirada continuas para más análisis y procesamiento posteriores de datos. Como se discute generalmente en esta memoria, la fijación visual de un sujeto se puede definir desde el punto de vista de datos de punto de mirada (o coordenadas de posición de mirada), es decir, una posición espacial a la que está mirando un sujeto.

La precisión de los datos recogidos de seguimiento de ojos se puede valorar por medio de la presentación de estímulos visuales que capturan por reflejo la atención y tienen como resultado un movimiento sacádico hacia una ubicación de objetivo conocida, y la fijación sobre esta. El objetivo incita de manera fiable fijaciones a una ubicación finita; por ejemplo, un objetivo radialmente simétrico que abarca menos de 0.5 grados de ángulo visual. Otros ejemplos incluyen patrones concéntricos, formas o estímulos encogiéndose que, incluso si inicialmente son de mayor tamaño, incitan de manera fiable fijaciones a ubicaciones de objetivo fijas. Tales estímulos se pueden ensayar en recogida de datos con restricción de cabeza para asegurar que incitan de manera fiable fijaciones en circunstancias de ensayo ideales; entonces su uso se puede expandir para que incluya recogida de datos con cabeza no restringida.

Para asegurar que los datos recogidos son precisos, en la etapa 314, se valida la calibración de seguimiento de ojos. Esta etapa puede ocurrir inmediatamente después de la calibración inicial, o esta etapa puede ocurrir después de que se ha presentado un estímulo al sujeto (p. ej., después de que se han mostrado varias películas). En algunas realizaciones, se muestran objetivos de fijación adicionales al sujeto y los datos de seguimiento de ojos sacados se comparan con la ubicación de objetivo conocida para valorar la precisión de los datos. La aplicación de software puede instruir al operador para que recalibre si la calidad de los datos no es suficiente. Por ejemplo, como se muestra en la pantalla 400g de la Figura 5G, se han validado menos de tres (de cinco) objetivos y se instruye al operador para que intente una calibración de dos puntos o finalice la sesión. Como se muestra en la pantalla 400h ilustrativa de la Figura 5H, se han validado cuatro de cinco objetivos y se instruye al operador para que intente validar la puntos restantes o proceda (o continúe con) a exponer un estímulo. Como se muestra en la pantalla 400i ilustrativa de la Figura 5I, se han validado cinco de cinco objetivos y se instruye al operador para que proceda con la recogida de datos. Se entenderá que se puede exponer cualquier número adecuado de objetivos y se pueden usar para calibración y/o validación del dispositivo de seguimiento de ojos. Por ejemplo, en algunas realizaciones, para la recogida de datos de seguimiento de ojos fiables se puede usar calibración de dos puntos y validación.

En la etapa 316 el estímulo se muestra al sujeto y se registra un flujo de coordenadas de mirada. En ciertas realizaciones, el flujo de coordenadas de mirada incluye datos muestreados a una frecuencia dada (p. ej., 60 Hz, 120 Hz, 512 Hz, 1000 Hz, o cualquier otra frecuencia adecuada) que indican las coordenadas de posición de mirada instantáneas del sujeto con respecto a una pantalla (p. ej., pantalla 103 de la Figura 2) durante un periodo de tiempo dado (p. ej., duración de estímulos visuales). Tras una validación exitosa (en la etapa 314), al sujeto se le presentan estímulos (p. ej., películas que representan interacciones sociales diádicas y triádicas comunes). Se registran coordenadas de posición de mirada temporalmente en asociación con la presentación de estímulos. Por ejemplo, como se muestra en la pantalla 400j de la Figura 5J, una ventana 470 indica la "Película Activa" actual y la "Siguiente Película" que se está exponiendo al sujeto. Otra ventana 472 tiene información sobre la sesión actual, que incluye el porcentaje de finalización 472a, el tiempo trascurrido 472b, el número de películas mostradas 472c, y el número de puntos validados 472d. Los botones contextuales 450, como se señala previamente, son diferentes que los expuestos en pantallas anteriores, y dan al operador la opción de saltar a la siguiente película así como indicar el número de películas hasta la siguiente comprobación de calibración. Como se ha discutido anteriormente con respecto a la etapa 314, la validación de la calibración de seguimiento de ojos puede ocurrir inmediatamente después de la calibración inicial, y/o la validación puede ocurrir después de que se haya presentado un estímulo al sujeto. En la pantalla 400k de la Figura 5K, se realiza una comprobación de calibración después de que se haya presentado un estímulo al sujeto (en este caso, después de haber mostrado nueve películas). Se expone una superposición 480 que incluye ventanas similares a las discutidas anteriormente con respecto a la Figura 5F. Los botones contextuales 450 indican que el objetivo activo actual es el objetivo "Superior Derecho".

En la etapa 318 se finaliza la sesión cuando se han recogido suficientes datos o si el sujeto se inquieta o se vuelve poco colaborador de otro modo (p. ej., dado que los sujetos a menudo son niños jóvenes, deambuladores y bebés). La razón para la finalización del procedimiento puede ser registrada y se instruye al operador para que retire al sujeto (o haga que el cuidador del sujeto retire al sujeto). Como se muestra en la pantalla 4001 de la Figura 5L, se genera una superposición 490 que formula varias preguntas del operador, incluida la razón de la finalización de la sesión y un cuestionario con rankings para diversos acontecimientos durante la sesión. También se muestra un resumen 492 de diversas estadísticas de la sesión actual, incluido el porcentaje de requisitos de datos cumplidos, tiempo trascurrido, películas mostradas, comprobaciones de calibración mostradas, y el número de objetivos de calibración validados. Se puede exponer cualesquiera otros estándares adecuados de medición relacionados con la sesión.

Según ciertas realizaciones, los sistemas, dispositivos y métodos descritos en esta memoria no requieren mediación verbal para instruir al sujeto acerca de qué hacer durante una sesión dada. Esto es, el sistema de seguimiento de ojos no requiere una persona dócil que pueda seguir direcciones a fin de recoger datos significativos. Para grabar datos significativos sin mediación verbal, los sistemas, dispositivos y métodos dependen de indicaciones reflexivas o exógenas de atención visual (ya sea para calibración, validación de calibración o exposición de otros estímulos visuales) y pueden usar estímulos naturalistas (p. ej., escenas de vídeo de interacción social en el mundo real) o estímulos casi naturalistas (p. ej., animaciones de vídeo) para recoger datos y en última instancia ofrecer una diagnosis. Los estímulos naturalistas y casi naturalistas son eficaces porque, incluso donde un sujeto no sigue o no puede seguir una dirección, los estímulos (p. ej. vídeos) obtienen de manera natural la atención del sujeto y se pueden registrar datos significativos. Por lo tanto, el sujeto no tiene que ser consciente de que se están recogiendo datos de seguimiento de ojos para que esos datos de seguimiento de ojos sean recogidos.

Hay varias maneras de poder realizar calibración según realizaciones de la presente divulgación. La Figura 6 muestra un diagrama de flujo con funciones implementadas en ordenador para calibrar los datos de seguimiento de ojos según ciertas realizaciones. Se puede obtener una calibración apropiada de sujetos que son incapaces de seguir instrucción verbal (p. ej., debido a la edad o el nivel cognitivo de funcionamiento). El proceso 500 permite al operador tener la discreción de decidir cuándo mostrar estímulos para atraer la atención de los sujetos. Los sistemas de seguimiento de ojos, dispositivos y métodos de la presente divulgación por lo tanto son eficaces con estas poblaciones porque, sobre la base de tal discreción del operador, la calibración no se tiene que obtener únicamente si el sujeto sigue un conjunto de estímulos de objetivo que aparecen con duración y temporización especificadas previamente (aunque en algunas realizaciones, se puede obtener calibración de esta manera). En algunas realizaciones, las etapas de calibración del proceso 500 se pueden realizar como parte de la etapa 310 de la Figura 4.

Al iniciar el proceso de calibración 500, y en algunas realizaciones, se expone una película de insensibilización para el sujeto en la etapa 510. Generalmente durante la exposición de la película de insensibilización no se registran datos; en cambio, la película se expone para obtener la atención del sujeto. La película puede provocar por reflejo indicaciones exógenas por el sujeto sin necesidad de mediación verbal o instrucción por parte del operador. Por ejemplo, el operador no tiene que dar instrucciones de mirar al dispositivo de exposición (p. ej., dispositivo de exposición 103 de la Figura 2) porque la propia película captura la atención del sujeto. Cuando el sujeto está atento, en la etapa 520 se expone un objetivo de calibración o fijación. El objetivo de calibración o de fijación captura por reflejo la atención del sujeto y tiene como resultado un movimiento sacádico hacia una ubicación de objetivo conocida, y la fijación sobre esta. El objetivo incita de manera fiable fijaciones a una ubicación finita; por ejemplo, un objetivo radialmente simétrico que abarca menos de 0.5 grados de ángulo visual. Otros ejemplos incluyen patrones concéntricos, formas o estímulos encogiéndose que, incluso si inicialmente son de mayor tamaño, incitan de manera fiable fijaciones a ubicaciones de objetivo fijas.

En algunas realizaciones, cuando el sujeto es observado por el operador como mirando en el objetivo (etapa 522), el operador indica manualmente (etapa 524) la fijación observada usando un dispositivo de entrada (p. ej., pulsando un botón "aceptar punto"). Si el sujeto no está mirando al objetivo, el operador puede continuar exponiendo el objetivo o provocar la exposición de otra película de insensibilización. En ciertas realizaciones en vez o además de que el operador acepte manualmente que un sujeto está mirando a un objetivo de calibración, el dispositivo (p. ej., dispositivo 100) incluye software u otra lógica capaz de determinar automáticamente que un sujeto está mirando al objetivo (p. ej., identificando una mirada dentro de una región espacial predeterminada alrededor del objetivo). En la etapa 530, el seguidor de ojos (p. ej., dispositivo de seguimiento de ojos 104 de la Figura 2) determina si se detecta una fijación. Si no se detecta fijación, el operador puede permitir la exposición continuada del objetivo y tratar de aceptar el objetivo de nuevo, o el proceso 500 puede ser dirigido para que vuelva a la etapa 510 y de nuevo se expone una película de insensibilización al sujeto. Si se detecta una fijación, en la etapa 540, se determina si se han calibrado todos los puntos. En las etapas de calibración de la presente divulgación se puede usar cualquier número adecuado de puntos. Preferiblemente, se calibran al menos dos puntos, aunque se pueden usar puntos adicionales (p. ej., cinco) o menos puntos (p. ej., incluido ningún punto). Si no se han calibrado todos los puntos, el proceso se prepara para mostrar el siguiente objetivo no calibrado en la etapa 550 mostrando primero una película de insensibilización en la etapa 510. Si en la etapa 540 se han calibrado todos los puntos, el proceso continúa a la etapa 560 donde se validan la puntos calibrados.

La Figura 7 muestra un diagrama de flujo con funciones implementadas en ordenador para validar los datos de seguimiento de ojos según ciertas realizaciones. Similar al proceso 500 resumido en la Figura 6, el operador puede tener la discreción de decidir cuándo mostrar estímulos para atraer la atención de sujetos. Cuando el operador informa al software de que un sujeto está mirando a un objetivo, se calcula información registrada de coordenadas de mirada desde ese momento y se compara con la ubicación real del objetivo expuesto. Validaciones iniciales con varios niveles de éxito (p. ej., número de puntos validados) instruirán automáticamente al operador para que (1) recalibre el seguidor de ojos, (2) revalide aquellos objetivos que no se han podido validar, o (3) acepte la calibración y continúe al estado "mostrar estímulo y registrar flujo de coordenadas de mirada" del software de recogida de datos (p. ej., la etapa 316 de la Figura 4). Similar a la calibración, cabe señalar que los presentes sistemas, dispositivos y métodos permiten al operador tener discreción en la temporización de mostrar puntos de objetivo y estímulos de insensibilización (p. ej., películas). En algunas realizaciones, las etapas de validación del proceso 570 se pueden realizar como parte de la etapa 314 de la Figura 4.

El proceso de validación 570 puede comenzar tras la etapa 560 del proceso de calibración 500. En algunas realizaciones, sin embargo, el proceso de validación 570 puede ser realizado (uno o más veces) tras haber expuesto estímulos (p. ej., películas) al sujeto a fin de valorar la precisión de los datos durante el transcurso de recogida de datos. En la etapa 580 se expone una película de insensibilización al sujeto. Generalmente durante la exposición de la película de insensibilización no se registran datos; en cambio, la película se expone para obtener la atención del sujeto. La película puede provocar por reflejo indicaciones exógenas por el sujeto sin necesidad de mediación verbal o instrucción por parte del operador. Por ejemplo, el operador no tiene que dar instrucciones de mirar al dispositivo de exposición (p. ej., dispositivo de exposición 103 de la Figura 2) porque la propia película captura la atención del sujeto. Cuando el sujeto está atento, en la etapa 590 se expone un objetivo de calibración o fijación y se registran datos relacionados con las coordenadas de posición de mirada del sujeto. El objetivo de calibración o de fijación captura por reflejo la atención del sujeto y tiene como resultado un movimiento sacádico hacia una ubicación de objetivo conocida, y la fijación sobre esta. El objetivo incita de manera fiable fijaciones a una ubicación finita; por ejemplo, un objetivo radialmente simétrico que abarca menos de 0.5 grados de ángulo visual. Otros ejemplos incluyen patrones concéntricos, formas o estímulos encogiéndose que, incluso si inicialmente son de mayor tamaño, incitan de manera fiable fijaciones a ubicaciones de objetivo fijas.

En algunas realizaciones, cuando el sujeto es observado por el operador como mirando en el objetivo (etapa 592), el operador indica manualmente (etapa 594) la fijación observada usando un dispositivo de entrada (p. ej., pulsando un botón "aceptar punto"). Si el sujeto no está mirando al objetivo, el operador puede continuar exponiendo el objetivo o provocar la exposición de otra película de insensibilización. En ciertas realizaciones en vez o además de que el operador acepte manualmente que un sujeto está mirando a un objetivo de calibración, el dispositivo (p. ej., dispositivo 100) incluye software u otra lógica capaz de determinar automáticamente que un sujeto está mirando al objetivo (p. ej., identificando una mirada dentro de una región espacial predeterminada alrededor del objetivo). En la etapa 600, el seguidor de ojos (p. ej., dispositivo de seguimiento de ojos 104 de la Figura 2) determina si se detecta una fijación. Si no se detecta fijación, el operador puede permitir la exposición continuada del objetivo y tratar de aceptar el objetivo de nuevo, o el proceso 570 puede ser dirigido para que vuelva a la etapa 580 y de nuevo se expone una película de insensibilización al sujeto. Si se detecta una fijación, en la etapa 610, se calcula una ubicación de fijación para la fijación y se determina, en la etapa 620, si la fijación cae dentro de un umbral de proximidad especificado de una coordenada de ubicación conocida para el objetivo. En la etapa 630, si la fijación no está dentro del umbral de proximidad especificado, se rechaza la fijación como punto de validación. De otro modo, en la etapa 630, si la fijación está dentro del umbral de proximidad especificado, se aceta la fijación como punto de validación.

Tras la aceptación o rechazo de la fijación, en la etapa 640, se determina si se han mostrado todos los puntos disponibles (correspondientes al número de puntos calibrados). Si no se han mostrado todos los puntos, el proceso se prepara para mostrar el siguiente objetivo en la etapa 650 mostrando primero una película de insensibilización en la etapa 580. Si se han mostrado todos los puntos, el proceso continúa en la etapa 660 donde se determina si se han aceptado tres o cuatro puntos de validación. En caso afirmativo, el proceso se repite en la etapa 650 para mostrar puntos adicionales. Si se aceptan menos de tres puntos de validación (etapa 670) el sistema borra la calibración en la etapa 680 y vuelve al proceso de calibración (p. ej., el proceso 500 de la Figura 6). La alternativa restante indica, en la etapa 690, que se han aceptado los cinco puntos de validación. En esta etapa la validación finaliza el proceso 570. La discusión anterior asume que se están validando cinco puntos de calibración. En algunas realizaciones, la validación puede ser aceptable donde únicamente se aceptan cuatro de cinco, o en algunos casos tres de cinco, puntos de calibración. Además, se apreciará que se puede usar cualquier número adecuado de puntos de calibración, incluidos en algunas realizaciones cero puntos de calibración, y que el proceso de validación 570 (en particular etapas 660, 670, 690) puede ser actualizado en consecuencia.

En ambos procesos de calibración y de validación discutidos anteriormente, se incluye un etapa para determinar si el seguidor de ojos detecta una fijación (etapas 530 y 600). La Figura 8 muestra un diagrama de flujo con funciones implementadas en ordenador para detectar si un punto de calibración potencial incluye una fijación según ciertas realizaciones. En algunas realizaciones, las etapas de proceso 700 se pueden realizar como parte de la etapa 530 de la Figura 6 y/o la etapa 600 de la Figura 7. Después de que el operador indica una fijación observada, el sistema puede confirmar o denegar esa fijación indicada usando las etapas de proceso 700. El software de recogida de datos de seguimiento de ojos determina si las coordenadas de posición de mirada en los datos registrados en o cerca del momento en el que una fijación observada ha sido indicada por el operador realmente indica una fijación en el objetivo. En algunos casos, puede haber un retraso en el tiempo que el operador observa una fijación y el momento en que realmente ocurre una fijación. El software de recogida de datos de seguimiento de ojos y/o el dispositivo de seguimiento de ojos pueden así considerar un intervalo de tiempos en o cerca del momento en que el operador ha indicado una fijación observada. Por ejemplo, se puede analizar un margen de dos segundos respecto a la fijación observada (un segundo antes y un segundo después del tiempo de la fijación observada). Si no hay fijación durante ese margen, se determina que el punto de datos no incluye una fijación y puede ser rechazado para finalidades de calibración y/o validación. Si hay una fijación en ese margen, se determina que el punto de datos incluye una fijación y puede ser aceptado para finalidades de calibración y/o validación.

En la etapa 710, el seguidor de ojos determina si los ojos del sujeto están identificados. Si los ojos no están identificados, se determinas que el punto de datos no incluye una fijación en la etapa 720 y puede ser rechazado para finalidades de calibración y/o validación. Si los ojos están identificados, entonces en la etapa 730 se determina si los ojos están a una distancia apropiada del dispositivo de seguimiento de ojos. Se puede usar cualquier distancia adecuada para recoger datos del sujeto, y, en algunas realizaciones, la distancia apropiada puede depender de uno o más atributos del sujeto particular (p. ej., edad) o el propio dispositivo seguidor de ojos. Si los ojos no están a distancia apropiada del seguidor de ojos, se determina que el punto de datos no incluye una fijación en la etapa 720 y puede ser rechazado para finalidades de calibración y/o validación. Si los ojos están a distancia apropiada, entonces en la etapa 740 se determina si el movimiento ocular indica una fijación estable. Por ejemplo, incluso donde los datos incluyen una fijación, cualquiera de movimientos sacádicos, movimientos finos de seguimiento, o parpadeos también pueden estar presentes en el margen de tiempo que se está analizando. Si hay tal movimiento ocular (p. ej., movimientos sacádicos, movimientos finos de seguimiento, parpadeos, etc.), los datos pueden no ser deseables para finalidades de calibración o validación. Se pueden emplear diversas técnicas para detectar una fijación estable en la etapa 740. En algunas realizaciones, una indicación de fijación puede ocurrir cuando el movimiento ocular tiene menos de una velocidad o aceleración dadas para un duración dada. Por ejemplo, una indicación de fijación puede ocurrir cuando el movimiento ocular es menos de aproximadamente cinco grados/segundo durante aproximadamente 100 ms o más. Se entenderá que se pueden definir cualesquiera otros acontecimientos adecuados para determinar la aparición de una fijación estable. Si ese acontecimiento no ocurre, se determina que el punto de datos no incluye una fijación en la etapa 720 y puede ser rechazado para finalidades de calibración y/o validación. Si ese acontecimiento ocurre, entonces en la etapa 750 se determina que el punto de datos incluye una fijación y puede ser aceptado para finalidades de calibración y/o validación.

Además de la validación y comprobación de errores de datos de calibración que tienen lugar durante la sesión de recogida de datos, la validación y comprobación de errores de datos de calibración puede ocurrir después de que se ha completado una sesión dada. La precisión de los datos de seguimiento de ojos es un rasgo que potencialmente limita la validez de subsiguientes análisis. La precisión es dependiente de, entre otras cosas, la precisión de la calibración inicial de sujeto (típicamente realizada en el inicio de una sesión de recogida de datos), en cualesquiera movimientos de cabeza que pueden suceder por todo el periodo de recogida de datos, y de la variación natural y esperada entre sujetos en la calidad y precisión de datos. Si el movimiento de cabeza está restringido, la precisión de la calibración inicial se puede mantener; si movimiento de cabeza no está restringido, como es preferible, la precisión es probable que varíe durante la sesión de recogida de datos (p. ej., pueden ocurrir puntos de datos sesgados, o deriva en la precisión de calibración inicial, como resultado de movimiento de cabeza durante la sesión de recogida de datos). Un algoritmo para valorar y corregir imprecisión espacial en datos recogidos de seguimiento de ojos se discute más adelante y con referencia a las Figuras 9 y 10. Este algoritmo utiliza puntos de fijación representativos durante casos de recalibración dentro de un procedimiento de ensayos. Tales puntos de fijación representativos se pueden usar entonces en una trasformación post-hoc (es decir, después del procedimiento de ensayos) para corregir puntos de datos sesgados. En algunas realizaciones, la trasformación puede ocurrir en tiempo real conforme se recogen los datos. Las figuras muestran imágenes representativas de valoración y corrección de imprecisiones de calibración sobre la base de funciones implementadas en ordenador y criterios según ciertas realizaciones

La precisión de los datos recogidos de seguimiento de ojos se puede valorar, como se ha discutido anteriormente, por medio de la presentación de estímulos visuales que capturan por reflejo la atención y tienen como resultado una movimiento sacádico hacia una ubicación de objetivo conocida, y la fijación sobre esta. El objetivo incita de manera fiable fijaciones a una ubicación finita; por ejemplo, un objetivo radialmente simétrico que abarca menos de 0.5 grados de ángulo visual. Otros ejemplos incluyen patrones concéntricos, formas o estímulos encogiéndose que, incluso si inicialmente son de mayor tamaño, incitan de manera fiable fijaciones a ubicaciones de objetivo fijas. Tales estímulos se pueden ensayar en recogida de datos con restricción de cabeza para asegurar que incitan de manera fiable fijaciones en circunstancias de ensayo ideales; entonces su uso se puede expandir para que incluya recogida de datos con cabeza no restringida.

En algunas realizaciones, la valoración numérica de la precisión de datos recogidos de seguimiento de ojos puede incluir las siguientes etapas: (1) presentar un objetivo de fijación que incita de manera fiable la fijación a un área pequeña de la unidad de exposición visual; (2) grabar datos de seguimiento de ojos durante toda la presentación de objetivo; (3) identificar fijaciones en datos recogidos de seguimiento de ojos; (4) calcular una diferencia entre coordenadas de ubicación de fijación y coordenadas de ubicación de objetivo; (5) almacenar la diferencia calculada entre coordenadas de ubicación de fijación y coordenadas de ubicación de objetivo como datos de vector (dirección y magnitud) para tan solo un objetivo o para tantos objetivos como sea posible (típicamente cinco o nueve pero pueden ser más); y (6) aplicar trasformación espacial para alinear coordenadas de ubicación de fijación con coordenadas reales de ubicación de objetivo, mediante planteamientos que incluyen pero sin limitación a esto (a) interpolación trilineal, (b) interpolación lineal en coordenadas baricéntricas, (c) trasformación afín, y (d) trasformación polinómica definida por trozos.

Como se muestra en la Figura 9, datos registrados de seguimiento de ojos 810 se sacan a un archivo 820 (o múltiples archivos) que contiene datos de seguimiento de ojos e información relacionada con los estímulos (p. ej., una lista de películas vistas por el sujeto). Los datos sin procesar recogidos se representan visualmente en la figura como pantalla 830 con ejes 830a, 830b que corresponden a una resolución de imagen (esta resolución puede ser la resolución real de la pantalla de exposición o puede ser una resolución reducida para reducir tiempos de procesamiento). Como se puede ver en la exposición 830, los datos sin procesar indican que ciertas coordenadas de ubicación de fijación (p. ej., puntos 832) generalmente son coherentes entre sí pero están desplazadas de su respectiva coordenada conocida de posición de objetivo (p. ej., objetivo 834). La exposición 840 muestra el resultado de la trasformación espacial para alinear las coordenadas de ubicación de fijación 832' con la coordenada de ubicación de objetivo 834. Detalles adicionales sobre la trasformación se muestran en la progresión de exposiciones 850 en la Figura 10. La primera exposición 860 muestra que los datos de fijación se extraen de los datos sin procesar recogidos. La segunda exposición 870 muestra que se determina una mediana de los datos de fijación, y entonces en la tercera exposición 880, la mediana de los datos de fijación se compara con un respectivo umbral de ubicación de fijación. En algunas realizaciones, se ignoran puntos que están fuera del umbral (puntos 884). Como alternativa, o adicionalmente, tales puntos pueden ser ponderados, de forma probabilística, según su proximidad para calcular una estimación ponderada de tendencia central (p. ej., mediana) sin depender de (o además de depender de) un umbral fijo. En algunas realizaciones, puntos que están dentro del umbral (puntos 882) se usan como puntos aceptables para trasformar los datos al resultado mostrado en la exposición 890. Se entenderá y apreciará que la precisión de la detección de TEA así como otras afecciones de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales depende de la precisión de los datos de seguimiento de ojos recibidos de la unidad de seguimiento de ojos en el dispositivo descrito.

Volviendo ahora a la Figura 1, en la realización mostrada, después de que el sistema de recogida de datos 20 recoge datos, esos datos se trasfieren al sistema de almacenamiento de datos 30, que incluye una base de datos segura 35 con coincidencia de sujeto. La base de datos está preferiblemente a distancia del dispositivo 100, para acomodar y agregar datos recogidos de muchos dispositivos, pero se apreciará que en algunas realizaciones una base de datos puede ser local al dispositivo. Una vez se completa la recogida de datos, los datos son trasferidos manual o automáticamente (p. ej., de manera periódica, tal como por horas o por la noche) a una base de datos online por medio de una conexión de red segura. Después de que los datos son recibidos en la base de datos online, los datos se analizan. Generalmente, el análisis implica comparar el comportamiento de un sujeto particular con el comportamiento de otros sujetos que han visto películas similares sin seguimiento de ojos. En ciertas realizaciones, sin embargo, el comportamiento de un sujeto particular se compara con el comportamiento de ese mismo sujeto antes en el tiempo (p. ej., se compara con sesiones anteriores realizadas en las semanas, meses o años anteriores). Según ciertas realizaciones, los resultados del análisis y el procesamiento de datos indican la verosimilitud de que un sujeto tenga (o desarrolle) sintomatología de TEA. En algunas realizaciones, los resultados indican una medida del grado de tipicidad de desarrollo normativo, que proporciona una indicación de variabilidad en desarrollo típico.

Resultados del análisis se entregan generalmente a cada facultativo u otro cuidador del sujeto por medio de un portal seguro basado en web. En algunas realizaciones, puede ser un portal de operador y un portal de facultativo. Por ejemplo, se proporciona una interfaz personalizada del portal de operador para que los operadores accedan a la base de datos por medio de uno o más dispositivos electrónicos. En algunas realizaciones, el uno o más dispositivos electrónicos no tienen acceso de red recíproco (es decir, datos pueden únicamente ser empujados al dispositivos, no recibidos de los dispositivos). En algunas realizaciones, por medio de este portal, los usuarios pueden (a) introducir información de admisión para nuevos sujetos, (b) acceder a manuales de usuario y tarjetas de referencia rápida, y (c) acceder a información acerca de la experiencia pasada del sujeto con el dispositivo (p. ej., notas acerca de sesiones anteriores, etc.). El portal de facultativo permite a los facultativos acceder a los resultados de un ensayo del sujeto, una vez se han procesado los datos sin procesar. El portal usualmente es accesible de un dispositivo habilitado con internet.

La Figura 11 muestra un diagrama de bloques de un sistema 900 para transferir datos recogidos (p. ej., desde el sistema de recogida de datos 20 de la Figura 1) según ciertas realizaciones de la presente divulgación. La disposición de sistema 900 puede ser plasmada como el sistema de almacenamiento de datos 30 y el sistema de análisis y procesamiento de datos 40 de la Figura 1. Según ciertas realizaciones, la base de datos 930 en los servicios de procesamiento 920 proporciona almacenamiento centralizado de datos e interfaces con otros componentes tales como un sistema de recogida de datos 20, y el sistema de análisis y procesamiento de datos 40, y generalmente proporciona información específica de sujeto tanto al operador de dispositivos como a facultativos y/o especialistas usando el dispositivo. El sistema de almacenamiento de datos 30 puede estar remoto del sistema de análisis y procesamiento de datos 40 o los dos sistemas pueden ser parte del mismo sistema de cálculo. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 9, los servicios de procesamiento 920 incluyen sistemas tanto de almacenamiento de datos 930 como de análisis y procesamiento de datos 935.

En algunas realizaciones, la base de datos es un servidor SQL, y se empareja con herramientas escritas en cualquier lenguaje de programación adecuado (p. ej., Python, Matlab), permitiendo interfaz basada en URL y consultar la base de datos. Adicionalmente, la base de datos puede ser compatible con lenguajes de programación (p. ej., Python, Matlab) usados para transferir datos desde el sistema de recogida de datos a la base de datos, y desde la base de datos al ordenador de procesamiento central. Por ejemplo, donde el dispositivo (p. ej., dispositivo 100 de la Figura 1) se ubica en un servicio médico 910, ocurre recogida de datos en esas instalaciones 910 y los datos se trasfieren entre la base de datos 930 de los servicios de procesamiento 920 y las instalaciones médicas 910. Generalmente, la base de datos se segura, cumple HIPAA y está protegida por un sistema de reserva redundante.

En ciertas realizaciones, la base de datos se diseña para permitir (a) admisión de nueva información de sujeto, (b) almacenamiento de archivos de datos sin procesar (p. ej., que incluye datos de seguimiento de ojos), (c) trasferencia automatizada y segura de archivos entre un dispositivo de recogida de datos, ordenador de procesamiento de datos, y base de datos, (d) tabulación y consulta de datos para las finalidades de valorar la utilización de dispositivo y otros estándares de medición de calidad de datos, y e) acceder a resultados de procesamiento por facultativos. Funciones ejemplares de la base de datos se representan en la Figura 12 como diagrama de flujo 1000 para soportar las etapas de recogida de datos de análisis y procesamiento de datos usando una base de datos centralizada según ciertas realizaciones. Funciones adicionales de la base de datos para procesamiento de datos se representan en la Figura 13 como diagrama de flujo 1050 para procesar los datos recogidos según ciertas realizaciones. Los diagramas de flujo representan funciones implementadas en ordenador implementadas en código de software asociado con una base de datos que almacena datos sin procesar de sujetos, así como archivos generados a través de análisis y procesamiento de datos.

En la etapa 1002, se realiza la admisión del sujeto. Antes de recoger los datos, el operador, u otro usuario entrenado, puede añadir el sujeto a la base de datos (p. ej., base de datos 35 de la Figura 1) usando un portal de operador o cualquier otra herramienta adecuada segura basada en web para introducir y ver información de admisión. En la etapa 1004, los datos sin procesar se cargan en la base de datos. Después de que se completa una sesión de recogida de datos usando un dispositivo (p. ej., el dispositivo 100 de la Figura 1), se cargan dos archivos a la base de datos, uno que contiene coordenadas sin procesar de posición de mirada de seguimiento de ojos, y el otro que contiene información relacionada con los estímulos (p. ej., una lista o lista de reproducción de las películas vistas por el sujeto). Si un intento de sesión no ha tenido éxito, una lista de reproducción vacía con los identificadores del sujeto todavía se pueden cargar como registro.

En la etapa 1006, los datos se almacenan en el archivo de sujeto. Los datos cargados (y los identificadores dentro de la lista de reproducción) se comprueban contra el registro de admisión, y (si coincide) se vincula al registro del sujeto. Si hay una discordancia, los datos se almacenan en una tabla de errores para reconciliación manual. En la etapa 1008, los datos se descargan para procesamiento de datos. Consultas programadas regularmente indican datos sin procesar que aún no han sido procesados y empujan los datos sin procesar a un ordenador de procesamiento central. El procesamiento de datos en la etapa 1010 generalmente implica procesar y luego analizar los archivos de datos sin procesar, que producen información de diagnóstico acerca del sujeto. En ciertas realizaciones, se generan tres archivos, uno que contiene datos ET procesados, uno que contiene estadísticas resumen de seguimiento de ojos, y uno que contiene información de diagnóstico. A continuación se discuten detalles adicionales de procesamiento de datos con respecto al proceso 1050 de la Figura 13. En la etapa 1012, se almacena el archivo procesado. Los tres archivos generados a través de procesamiento en la etapa 1010 se cargan posteriormente a la base de datos y se asocian con el sujeto. En la etapa 1014, los datos se tabulan en una tabla de sesión. Resumen de información de seguimiento de ojos (p. ej., muestras de fijación/película, etc.) se lee del archivo ET de resumen de proceso y se tabula en la base de datos para una subsiguiente consulta. Entonces se calculan valores de resumen (p. ej., porcentaje de fijación/película, etc.) dentro de la base de datos.

Según algunas realizaciones, en la etapa 1016 los resultados se tabulan en una tabla de resultados. Los datos de diagnóstico de resumen se lee de los archivos procesados de resumen de diagnóstico y posteriormente se visualizan dentro de la base de datos para revisión de facultativo. En la etapa 1018 se pueden consultar los datos. La base de datos permite consultas basadas en URL (p. ej., para aquellos con roles administrativos) para consultar entre múltiples variables. Por ejemplo, las variables puede incluir sujetos/dispositivos, acontecimientos adversos, etc. En la etapa 1020, un portal de facultativo (p. ej., una interfaz basada en web) permite a los facultativos ver resultados de ensayos. Se puede proporcionar un transcurso de acción escrito previamente sobre la base de los resultados de ensayos (p. ej., buscar evaluación adicional). Se entenderá que las etapas de los diagramas de flujo de esta divulgación son meramente ilustrativas. Cualquiera de las etapas de los diagramas de flujo puede ser modificada, omitida o reordenada, dos o más de las etapas pueden ser combinadas, o se pueden añadir cualesquiera etapas adicionales, sin salir del alcance de la presente divulgación.

Como se ha mencionado anteriormente, la Figura 13 muestra un diagrama de flujo 1050 para procesar los datos recogidos según ciertas realizaciones. En la etapa 1052, se leen datos sin procesar en la base de datos (p. ej., base de datos 35 de la Figura 1). Por ejemplo, se puede usar un script de software escrito en cualquier lenguaje de programación adecuado (p. ej., Python, Matlab) para trasferir archivos de datos sin procesar de la base de datos a un ordenador para procesamiento. Este ordenador generalmente procesa y analiza los datos entrantes. Se pueden leer dos archivos en un programa para análisis, uno que contiene datos de seguimiento de ojos que incluye coordenadas de posición de mirada (x,y), el otro que contiene información relacionada con los estímulos (p. ej., una lista de las películas vistas por el sujeto). Información relevante se separa y se combina. En la etapa 1054 los datos se muestrean de nuevo para tener en cuenta cualquier varianza en el tiempo entre muestras. Los datos se muestrean de nuevo usando cualquier técnica de interpolación adecuada. En la etapa 1056 los datos se convierten a una resolución apropiada para análisis (p. ej., 640 x 480 píxeles). Típicamente se recogen datos sin procesar en una resolución más alta (p. ej., 1024 x 768 píxeles) que los usados para procesar (p. ej., reescalado a 640 x 480 píxeles). Se entenderá que se puede usar cualquier resolución adecuada para procesamiento de datos que incluyen cualquier resolución original especificada de los datos recogidos.

En la etapa 1058, se identifican puntos de datos fallidos o fuera de pantalla, fijaciones, movimientos sacádicos, parpadeos no deseados. Los algoritmos identifican automáticamente momentos en los que el sujeto se estaba fijando (de manera no deseable), con movimiento sacádico, parpadeo o tiempos cuando el sujeto no estaba mirando a la pantalla. En una realización ejemplar, la aplicación de procesamiento de datos es una ejecutable automatizada escrita en un lenguaje de programación tal como Matlab, aunque se pueden usar cualquier otro lenguaje de programación adecuado. Generalmente, el software extrae información relevante de los archivos sin procesar generados durante una sesión de ensayos del sujeto, y usa esa información para derivar una diagnosis a través de análisis estadístico. El programa, en un aspecto, identifica automáticamente acontecimientos oculomotores básicos (fijaciones, movimientos sacádicos, parpadeos, salida de pantalla o datos faltantes, etc. no deseados) y ajusta aberraciones en estimaciones de posición de mirada como salida del equipamiento de seguimiento de ojos. Por ejemplo, en la etapa 1060 la calibración se corrige. Con datos de momentos durante los que se mostraron objetivos de calibración adicionales, se corrigen cualesquiera discrepancias en posición de mirada. Algunas discrepancias más grandes pueden excluir ciertos datos de subsiguientes análisis. En la etapa 1062 se realiza comprobación de errores. Datos de películas se pueden excluir de subsiguiente análisis si (a) el sujeto se ha fijado en la pantalla durante menos del 20 % (o cualquier otro porcentaje adecuado) de la duración de la película o (b) no se mostraron películas en toda su duración. En una cualquiera o ambas etapas 1060 y 1062, se puede usar la valoración y corrección de datos discutidas anteriormente con respecto a las Figuras 9 y 10.

En la etapa 1064 se realiza análisis de datos. Datos de sujeto individual se comparan con casos de diferencia significativa en posición de mirada para sujetos (p. ej., bebés y deambuladores) por varios niveles de funcionamiento social, cognitivo o de desarrollo. Análisis de los datos pueden revelar el nivel de funcionamiento social por comparación. Dentro de esta etapa de procesamiento, se puede usar un análisis estadístico de los datos de sujeto de seguimiento de ojos para determinar si ese sujeto está diagnosticado con una afección de desarrollo o cognitiva, incluido TEA. Como se ha descrito previamente en la patente de EE. UU. n.° 7922670, datos procesados de seguimiento de ojos se comparan con modelos de datos existentes para determinar un nivel de una afección de desarrollo, cognitivo, social o mental. La puntuación generada se compara entonces con desconexión predeterminada u otros valores para determinar esa diagnosis del sujeto de TEA, así como nivel de gravedad de la afección. En otras ciertas realizaciones, se analizan datos de punto de mirada del sujeto (es decir, los datos de fijación visual) durante un periodo de tiempo predeterminado (p. ej., en múltiples sesiones que abarcan varios meses) para identificar un descenso u otro cambio saliente en la fijación visual (p. ej., datos de punto de mirada que inicialmente corresponden a los de niños desarrollados típicamente que cambian a datos más erráticos de punto de mirada correspondientes a los de niños que exhiben TEA).

En la etapa 1066 se realiza un recuento. Coordenadas de posición de mirada se comparan con regiones de interés especificadas previamente por cada fotograma de la película mostrada. En la etapa 1068 se resumen estadísticas relevantes. Se registran estadísticas de resumen para cada película, incluido tiempo de fijación en pantalla y cada «región de interés», así como tiempo empleado realizando movimiento sacádico, parpadeo o que de otro modo no se enganchan con la pantalla. También se resumen los resultados de los análisis de funcionamiento social. Finalmente, en la etapa 1070, los datos procesados se trasfieren de regreso a la base de datos. En ciertas realizaciones, se trasfieren dos archivos de regreso a la base de datos, uno que contiene estadísticas de resumen y uno que contiene información combinada con seguimiento de cada etapa de procesamiento y análisis. Similar al script de descarga de datos sin procesar discutido anteriormente en la etapa 1052, se puede usar cualquier script adecuado para trasferir todos los archivos de datos procesados de regreso a la base de datos. Como se discute previamente, se puede acceder a resultados de diagnóstico del procesamiento por medio del portal de facultativo. Se entenderá que las etapas de los diagramas de flujo de esta divulgación son meramente ilustrativas. Cualquiera de las etapas de los diagramas de flujo puede ser modificada, omitida o reordenada, dos o más de las etapas pueden ser combinadas, o se pueden añadir cualesquiera etapas adicionales, sin salir del alcance de la presente divulgación.

El diagnóstico o resultado prescriptivo, sobre la base del análisis y procesamiento de datos, se puede presentar al facultativo u otro cuidador de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la Figura 14 muestra un diagrama de bloques del sistema 900 de la Figura 11 usado para entregar resultados del análisis y procesamiento de datos según ciertas realizaciones. Esto disposición de sistema 900 incluye el servicio médico 910 y la base de datos 930 de servicios de procesamiento 920. Los servicios de procesamiento 920, a través de la base de datos 930, pueden entregar un informe de diagnóstico/hoja de resultados 940 como se muestra. El informe 940 incluye información bibliográfica y otra relevante 950 relacionada con la recogida de datos, los resultados de ensayos 960, representados como puntuación de diagnóstico, y comentarios y recomendaciones 970. Se entenderá que se puede usar cualquier formato adecuado para proporcionar el diagnóstico o resultado prescriptivo al facultativo u otro cuidador. En algunas realizaciones, el dispositivo puede estar provisto de una impresora para entregar los resultados de ensayos directamente.

Por ejemplo, haciendo referencia ahora a la Figura 15, se muestran representaciones de datos generados por ordenador de un progresión de desarrollo, cognitiva, social o mental del sujeto respecto a otros perfiles de desarrollo, cognitivos, sociales o mentales. Los gráficos de crecimiento de diagnóstico 1100 indican varios desarrollos sociales ilustrativos del sujeto en comparación con normas históricas para sujetos desarrollados típicamente y aquellos conocidos por tener TEA. Por ejemplo, los gráficos 1110(a) y 1120(a) están relacionados con sujetos que muestran desarrollo típico respecto a aquellos con TEA con base en un único punto de datos 1110 o en múltiples puntos de datos 1120 tomados a lo largo del tiempo. Los gráficos 1110(b) y 1120(b) están relacionados con sujetos que muestran diversos niveles de TEA con base en un único punto de datos 1110 o en múltiples puntos de datos 1120 tomados a lo largo del tiempo.

La divulgación anterior está relacionada generalmente con sistemas, dispositivos y métodos para la detección de capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales, incluido TEA, en sujetos usando análisis de datos de seguimiento de ojos generado en respuesta a exposición de estímulos visuales predeterminados específicos (p. ej., uno o más vídeos) al sujeto. Lo que sigue a continuación es una discusión de realizaciones particulares de la presente divulgación en la que los presentes sistemas, dispositivos y métodos están relacionados con valorar el riesgo de capacidades y discapacidades de desarrollo en pacientes muy jóvenes (p. ej., en los primeros 2-6 meses de vida). Por conveniencia, la discusión en esta memoria está relacionada con valorar discapacidades de desarrollo, pero se entenderá que la divulgación también se aplica a valorar desarrollo y capacidades normativos/típicos en sujetos. Según ciertos aspectos, el descenso en la fijación visual de un sujeto a lo largo del tiempo con respecto a ciertos estímulos dinámicos proporciona un marcador de posible afección de desarrollo (tal como TEA) del sujeto. La fijación visual del sujeto se identifica, monitoriza y/o sigue a lo largo del tiempo (p. ej., en los primeros 6 meses de vida) a través de repetidas sesiones de seguimiento de ojos, y datos relacionados con la fijación visual se comparan entonces con normas relativas para determinar un posible aumento de riesgo de una afección de desarrollo en el sujeto. Un cambio en la fijación visual (en particular, un descenso en la fijación visual por un sujeto con imagen de ojos, cuerpo u otra «región de interés» de una persona u objeto expuestos en un estímulo visual) en comparación con datos de fijación visual similares de sujetos desarrollados típicamente con un propio sujeto, antes los datos de fijación visual proporciona una indicación de una capacidad o discapacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales.

Como se indica anteriormente, aunque la mayor parte de la presente divulgación generalmente se refiere a valorar y/o diagnosticar el riesgo de autismo, los sistemas, los métodos, la investigación y la información descritos en esta memoria se pueden usar para valorar el riesgo de un anfitrión de otras discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales y mentales en pacientes jóvenes, que incluido trastorno por déficit de atención (TDA), trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), ciertas discapacidades de aprendizaje y otros. Por consiguiente, se entenderá y apreciará que los sistemas y métodos descritos en la presente divulgación no se limitan a las técnicas específicas de detección de autismo descritas en esta memoria, sino que se pueden aplicar ampliamente a otras discapacidades que se le ocurrirán al experto en la técnica. Por facilidad de referencia y discusión, sin embargo, la siguiente divulgación describe realizaciones, investigación, ejemplos, metodologías experimentales, información y conclusiones que están relacionadas específicamente con un ejemplo no limitativo de autismo.

Generalmente, déficits en el contacto ocular han sido una marca distintiva del autismo desde la descripción inicial de la afección; sin embargo, no se ha conocido el comienzo temprano de estos déficits. La presente divulgación proporciona sistemas, métodos, dispositivos y evidencia que indican que bebés diagnosticados posteriormente con trastornos del espectro autista exhiben descenso medio en la fijación en ojos (y, generalmente, la fijación visual) dentro de los primeros 2 a 6 meses de vida. Este descenso en la fijación visual generalmente está correlacionado con la gravedad del resultado clínico; y el descenso en el primer año solo, antes de manifiesto de síntomas evidentes, predice significativamente la gravedad del resultado futuro. La temporización del descenso detalla un estrecho margen de desarrollo de la maduración cortical, y revela el descarrilamiento temprano de procesos que de otro modo jugarían un papel clave en la canalización del desarrollo social típico. Esta divergencia temprana de la experiencia normativa sugiere unos medios por los que diversas obligaciones genéticas se ejemplifican, en cuanto a desarrollo, hasta un espectro de afectación. Finalmente, la observación de este descenso, en vez de ausencia completa, ofrece una oportunidad prometedora para una intervención temprana, una que podría construirse sobre la conservación aparente de mecanismos que ayudan a la orientación inicial reflexiva hacia los ojos.

De nuevo, según aspectos de la presente divulgación, identificar y analizar un descenso en la fijación en ojos (o la fijación visual) para un individuo en un periodo de tiempo predeterminado (p. ej., los primeros 2-6 meses de vida) proporciona un marcador de TEA u otra afección de desarrollo, cognitiva, social o mental. Lo que sigue inmediatamente a continuación es una discusión de métodos ejemplares de recogida de datos y análisis asociados con la presente realización.

Haciendo referencia de nuevo a la Figuras, la Figura 16A es un diagrama de flujo que ilustra un proceso ejemplar de recogida de datos 1600 según algunas realizaciones de la presente divulgación. Generalmente, aspectos del proceso 1600 corresponden a recoger datos para un individuo o sujeto en dos o más sesiones que abarcan un periodo de tiempo predeterminado (p. ej., semanas, meses, años o más tiempo). En el inicio del proceso 1600, se imita una sesión con un sujeto dado (etapa 1602). Para finalidades de la realización descrita actualmente, el sujeto generalmente tendrá entre 2 y 24 meses de edad, pero como se entenderá y apreciará, la presente divulgación no pretende limitación sobre la edad de los sujetos. Para iniciar una sesión, el sujeto se posiciona en un aparato de recogida de datos, tal como el dispositivo 100 descrito en conexión con las Figuras 1-3 anteriormente. Generalmente, el sujeto se posiciona dentro del dispositivo para evitar movimiento no deseado y para permitir una visión clara de una exposición visual (p. ej., dispositivo de exposición 103). Bebés y deambuladores jóvenes generalmente se posicionan en un asiento que acomoda su posición corporal preferida (p. ej., tendido o acunado, tal como se muestra en las Figuras 3A, 3B y 3d -3F, descritas anteriormente), mientras que deambuladores, niños mayores y adultos generalmente se posicionan en un asiento que refleja un posicionamiento erguido preferido (p. ej., tal como el mostrado en las Figuras 2 y 3C).

Después de haber posicionado al sujeto en el dispositivo de recogida de datos, el dispositivo puede ser calibrado para el sujeto específico (p. ej., posicionamiento, posicionamiento de ojos, altura, peso, etc.) (etapa 1606). Anteriormente en esta divulgación se han discutido detalles de un proceso de calibración (véanse las Figuras 4 y 5 y la divulgación relacionada). Tras la calibración, se expone un primer estímulo al sujeto (etapa 1608). Como se ha mencionado previamente, este estímulo puede ser un estímulo visual dinámico (u otro tipo de estímulo) diseñado para incitar mirada a los ojos. Durante la exposición del estímulo, el dispositivo recibe y captura datos de seguimiento de ojos (también se le hace referencia como datos de punto de mirada) (p. ej., de un dispositivo o sensor de seguimiento de ojos 104). Generalmente, los datos de seguimiento de ojos incluirán posiciones de mirada a ojos fotograma por fotograma (p. ej., coordenadas o datos de punto de mirada) que más tarde se pueden mapear a «regiones de interés» en el estímulo.

En la etapa 1614, el sistema consulta si se desean o no sesiones adicionales con el sujeto respectivo. En algunas realizaciones, la etapa 1614 se inicia únicamente después de una cantidad de tiempo predeterminada (p. ej., una semana, dos semanas, un mes, varios meses, etc.). Generalmente, las sesiones están separadas por periodos de tiempo predeterminados de modo que se puede hacer seguimiento de un cambio en la fijación visual para el sujeto a lo largo del tiempo. Así, en la etapa 1614, si se determina que se desea otra sesión, el proceso 1600 vuelve a la etapa inicial 1602, y se inicia otra sesión con el sujeto (es decir, se repiten las etapas 1602-1614). Si no se desean sesiones adicionales (es decir, se han recogido suficientes datos a lo largo del tiempo para el sujeto dado), entonces el proceso procede a un proceso de análisis de datos 1601.

La Figura 16B es un diagrama de flujo que ilustra un proceso ejemplar de análisis de datos 1601, según algunas realizaciones de la presente divulgación. Como se muestra, el proceso 1601 incluye varias metodologías ejemplares para analizar datos de seguimiento de ojos para determinar la fijación visual para un sujeto e identificar o hacer seguimiento del cambio o la «tasa de cambio» (p. ej., descenso) en la fijación visual para el sujeto a lo largo del tiempo. En la etapa 1616, el sistema recibe datos de seguimiento de ojos para un sujeto dado. Estos datos pueden ser recogido a través de un proceso tal como el proceso ejemplar 1600 mostrado en la Figura 16A, u otro proceso similar de recogida de datos.

Una vez se reciben los datos, hay diferentes maneras en las que se pueden analizar los datos para determinar un cambio en la fijación visual (y, en última instancia, llegar a una diagnosis potencial para el sujeto). Según algunas realizaciones (camino A), conjuntos de datos de datos de seguimiento de ojos para el sujeto dado se comparan entre sí (etapa 1620) para identificar un cambio en la fijación visual para el sujeto (si lo hay) (etapa 1622). En esta realización, se requieren al menos dos conjuntos de datos (correspondientes a al menos dos sesiones diferentes en un periodo de tiempo dado). Por ejemplo, como se muestra más en detalle a continuación, ciertos descensos en la fijación visual, que se pueden representar por cambios en la pendiente o tendencias hacia abajo en puntos de datos, pueden indicar un potencial para que el individuo desarrolle TEA (o alguna otra afección). Según otra realización (camino B), los conjuntos de datos se pueden visualizar como representación gráfica o trazado (etapa 1624), y se puede medir y/o calcular una «tasa de cambio» o pendiente en la representación. En incluso otra realización (camino C), una representación de los datos dados del sujeto (etapa 1628) se puede comparar con una representación de comparación recuperada de los datos para un estímulo o grupo de control similares (etapa 1630). La representación de comparación (p. ej., gráfica, trazado de datos, tabla, etc.) puede estar relacionada con un grupo de control, un grupo de ensayo similar, antes de datos del propio sujeto, etc.). Estas representaciones se comparan entonces entre sí para identificar una variación entre las dos (p. ej., si la representación del sujeto cae dentro de algún umbral predeterminado de la representación de comparación).

Al final de cualquiera de las realizaciones representadas por los caminos A, B, o C, se puede realizar una diagnosis del sujeto (etapa 1634). Por ejemplo, si los datos para el sujeto indican fuertemente un descenso en la fijación en ojos en los primeros 6 meses de vida, de manera que el descenso está más allá de algún límite aceptable o claramente tiene una pendiente de tendencia hacia abajo, entonces tal descenso puede ser un marcador de TEA o alguna otra afección de desarrollo, cognitiva, social o mental. Las gráficas y datos experimentales mostrados y descritos más en detalle a continuación proporcionan detalles adicionales relacionados con este concepto.

Se entenderá que las etapas de los diagramas de flujo de esta divulgación son meramente ilustrativas. Cualquiera de las etapas de los diagramas de flujo puede ser modificada, omitida o reordenada, dos o más de las etapas pueden ser combinadas, o se pueden añadir cualesquiera etapas adicionales, sin salir del alcance de la presente divulgación.

Descripción general experimental

La siguiente discusión ejemplar está relacionada con experimento(s) particular(es) para ensayar el grado al que medidas de procesos normativos que emergen tempranamente (p. ej., atención preferencial a voces familiares, caras, estímulos semejantes a caras, etc.) puede revelar interrupciones en TEA en un punto antes de la manifestación de síntomas evidentes. Generalmente, los experimentos incluían usar datos de seguimiento de ojos para bebés y deambuladores jóvenes en el transcurso de múltiples sesiones (que abarcan varios meses) para identificar cambios (y, en particular, un descenso) en la fijación visual (es decir, datos de punto de mirada) para los bebés y deambuladores con respecto a estímulos visuales que se presentaban a los bebés y deambuladores. Detalles del experimento(s) conducido(s) junto con datos/parámetros asociados, ajustes ejemplares, los resultados asociados del experimento(s), implicaciones generales y realizaciones alternativas se entenderán mejor en la descripción y las figuras adjuntas proporcionadas en mayor detalle más adelante.

En general, los ensayos midieron la atención preferencial a los ojos de otros, una habilidad presente en bebés típicos, pero disminuyó significativamente para 2 años de edad con TEA. Se recogieron datos en 10 instantes: en los meses 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 15, 18 y 24. Los experimentos se enfocaron en 110 bebés, registrados como poblaciones basadas en riesgo: N=59 en alto riesgo de TEA (hermanos de sangre de un niño con TEA) y N=51 en bajo riesgo (sin parientes de 1er, 2° o 3er grado con TEA). Se determinó el estado de diagnóstico a los 36 meses para cada individuo ensayado. Detalles adicionales relacionados con el diseño de estudio, caracterización clínica de los participantes, y procedimientos experimentales se proporcionan más adelante en las Secciones Métodos Experimental e Información Complementaria del Experimento de esta divulgación.

De los bebés de alto riesgo, N=12 cumplieron criterios de TEA (10 varones, 2 hembras), que indica una tasa de conversión del 20.3 %. Un niño de la cohorte de bajo riesgo también se diagnosticó con TEA. Dado el pequeño número de niñas en el grupo de TEA, los sujetos de ensayo analizados se restringieron a varones únicamente, N=11 TEA (10 de la cohorte de alto riesgo y 1 de la bajo riesgo), y N=25 desarrollado típicamente (DT) (todos de la cohorte de bajo riesgo).

En cada sesión de ensayos, los bebés vieron escenas de interacción de cuidador naturalista mientras se medía su exploración visual con equipamiento de seguimiento de ojos. Las Figuras 17A y 17B son capturas de pantalla ilustrativas de fotogramas de estímulos (p. ej., vídeo) que muestran un cuidador representativo. En las pantallas 1702 de la Figura 17A se superponen datos representativos (dos segundos de datos de seguimiento de ojos) de uno de 6 meses de edad que posteriormente fue diagnosticado con TEA (como puntos de datos/puntos). En las pantallas 1704 de la Figura 17B se superponen datos representativos (2 segundos de datos de seguimiento de ojos) de uno de 6 meses de edad desarrollado típicamente (como puntos de datos/puntos). En las Figuras 17A y 17B, se trazan movimientos sacádicos como líneas delgadas con puntos, mientras que datos de fijación se trazan como puntos más grandes. Los N=36 niños DT y TEA vieron 2384 pruebas de escenas de vídeo.

Se ensayaron comparaciones de control en cuanto a diferencias entre grupos en atención a tarea y término de procedimientos. No hubo diferencias entre grupos en la duración de los datos recogidos por niño (DT = 71.25 (27.66) min., TEA = 64.16 (30.77) min., t34 = 0.685, P = 0.498); ni en la distribución de edades a la que ocurrieron recogida exitosa de datos (k = 0.0759, P = 0.9556; 2 muestras Kolmogórov-Smirnov). La precisión de calibración no fue significativamente diferente entre grupos, seccionados trasversalmente, en cualquier sesión de recogida de datos (todos P > 0.15, t < 1.44; media P = 0.428), ni longitudinalmente, como efecto principal de la diagnosis (F1,2968336 = 0.202, P = 0.65) o interacción de diagnosis por tiempo (F1,130551 = 0.027, P = 0.87) (para más información en relación con modelo lineal jerárquico, véanse las la Secciones Métodos Experimentales e Información Complementaria del Experimento de esta divulgación). Las Figuras 28A-C muestran ilustraciones gráficas de la precisión de calibración para el grupo de ensayo. En particular, en la Figura 28A el anillo marca el intervalo de confianza del 95 % para la calibración. En la Figura 28B, estimaciones de densidad Kernel trazan la distribución de ubicaciones de fijación respecto a objetivos de fijación para niños desarrollados típicamente. En la Figura 28C, estimaciones de densidad Kernel trazan la distribución de ubicaciones de fijación respecto a objetivos de fijación para niños con TEA. Para las figuras en las Figuras 28A-C, el ancho de banda de suavizado para estimaciones de densidad Kernel fue igual a 1°. Los procesos de calibración se usaron como se describe anteriormente en esta divulgación.

A continuación, se midió el porcentaje del tiempo de fijación visual a las regiones de ojos, boca, cuerpo y objeto. La Figura 17C muestra «regiones de interés» ejemplares 1706 correspondientes a las pantallas ejemplares de 1702, 1704. Para cada niño, durante cada vídeo, estas medidas sirvieron como variables dependientes para análisis longitudinales. Se realizaron análisis longitudinales mediante Análisis de Datos Funcionales (FDA, del inglés Functional Data Analysis) y Análisis Principal por Expectativa Condicional (PACE, del inglés Principal Analysis by Conditional Expectation), y se repitieron con análisis de curva de crecimiento tradicional usando modelo lineal jerárquico (MLJ). Las Figuras 17D y 17E muestran, respectivamente, representaciones gráficas de datos experimentales con encajes de curvas FDA que trazan el porcentaje del tiempo total de fijación para los sujetos de ensayo en las «regiones de interés» de "ojo" en los estímulos correspondientes, de 2 hasta 24 meses de edad, para dos niños representativos con TEA, y dos niños desarrollados típicamente representativos.

La Figura 18A ilustra curvas de crecimiento que representan enganche visual social con estímulos (y ciertas «regiones de interés» dentro de los estímulos) para niños desarrollados típicamente. En particular, curvas de crecimiento para enganche social normativo muestran amplio cambio de desarrollo en bebés desarrollados típicamente durante los primeros dos años de vida. Como se muestra, de 2-6 meses, bebés desarrollados típicamente miran más a los ojos que a las regiones de boca, cuerpo u objeto (todos F1,23 > 15.74, P < 0.001, por ANOVA funcional). Las Figuras 18e , 18F, 18G y 18H son representaciones gráficas de cambio longitudinal en la fijación en ojos, boca, cuerpo y regiones de objeto, respectivamente. La fijación en boca aumenta durante el primer año y tiene picos a aproximadamente 18 meses. La fijación en cuerpo y regiones de objeto desciende bruscamente durante todo el primer año, llegando a una meseta entre 18 y 24 meses, con mayor fijación en cuerpo que en regiones de objeto en todos los instantes (F1,23 = 18.02, P < 0.001). Datos experimentales adicionales relevantes para este punto se muestran en las Figuras 22A-22L, 24A-24H y 27A-27D.

En particular, las Figuras 22A-22L son trazados de datos que ilustran diferencias de desarrollo en la fijación visual entre 2 y 6 meses de edad, con fijación respecto a «regiones de interés» de los ojos de un actor (Figuras 22A-22C), la boca de un actor (Figuras 22D-22F), el cuerpo de un actor (Figuras 22G-22I), y objetos (Figuras 22J-22L). En estas figuras, marcadores de datos sombreados en oscuro indican el intervalo intercuartil (que abarca los percentiles 25° a 75°). Los datos muestran asociaciones significativas con la edad cronológica, pero las pendientes de las asociaciones difieren para grupos con resultado de TEA y desarrollados típicamente.

Las Figuras 24A-24H son trazados de datos que ilustran cambio de desarrollo en la fijación visual entre 2 y 24 meses de edad en niños desarrollados típicamente. Datos sin procesar de seguimiento de ojos trazados se muestran con respecto a los ojos de un actor (Figura 24A), la boca de un actor (Figura 24C), el cuerpo de un actor (Figura 24E), y un objeto (Figura 24G). En estas figuras, marcadores de datos sombreados en oscuro indican el intervalo intercuartil (que abarca los percentiles 25° a 75°). Las líneas negras indican curvas de crecimiento medio por medio de modelo lineal jerárquico (MLJ). También se muestran curvas de fijación media con intervalos de confianza del 95 % para fijación con respecto a los ojos de un actor (Figura 24B), la boca de un actor (Figura 24D), el cuerpo de un actor (Figura 24F), y objetos (Figura 24H) entre 2 y 24 meses para niños desarrollados típicamente.

Las Figuras 27A-27D son gráficas que ilustran curvas de fijación media por PACE/FDA con los efectos de añadir y sustraer cada función de componente principal para fijación en ojos, fijación en boca, fijación en cuerpo y fijación en objetos, respectivamente, relacionado con «regiones de interés» en un estímulos. Las gráficas de las Figuras 27A-27D incluyen datos tanto para niños desarrollados típicamente como para aquellos con TEA. Para cada región y cada grupo de ensayo, el número de trazados es dictado por el número de funciones PC.

Haciendo referencia de nuevo a la Figura 18, la gráfica en la Figura 18B ilustra curvas de crecimiento que representan enganche visual social con estímulos (y ciertas «regiones de interés» dentro de los estímulos) para niños diagnosticados posteriormente con TEA. Como se muestra, en bebés diagnosticados posteriormente con TEA, las curvas de crecimiento de enganche visual social siguen un curso de desarrollo diferente que las de niños desarrollados típicamente. De 2 hasta 24 meses de edad, la fijación en ojos desciende, llegando por los 24 meses a un nivel que es aproximadamente A el de niños desarrollados típicamente (véase la Figura 18E). La fijación en las bocas de otros aumenta desde el mes 2 hasta aproximadamente el mes 18 (véase la Figura 18F). La fijación en los cuerpos de otros desciende en niños con TEA, pero en menos de la mitad de la tasa de niños DT, estabilizándose en un nivel un 25 % mayor que el típico (véase la Figura 18G). La fijación en objetos también desciende más lentamente en niños con TEA, y aumenta durante el 2° año (véase la Figura 18H), subiendo a los 24 meses a dos veces el nivel de los controles típicos. Datos experimentales adicionales relevantes para este punto se muestran en las Figuras 22A-22L, 25A-25H y 27A-27D.

En particular, las Figuras 25A-25H son trazados de datos que ilustran cambio de desarrollo en la fijación visual entre 2 y 24 meses de edad en niños con TEA. Datos sin procesar de seguimiento de ojos trazados se muestran con respecto a los ojos de un actor (Figura 24A), la boca de un actor (Figura 24C), el cuerpo de un actor (Figura 24E), y un objeto (Figura 24G). En estas figuras, marcadores de datos sombreados en oscuro indican el intervalo intercuartil (que abarca los percentiles 25° a 75°). Las líneas negras indican curvas de crecimiento medio por medio de modelo lineal jerárquico (MLJ). También se muestran curvas de fijación media con un intervalos de confianza del 95 % para fijación con respecto a los ojos de un actor (Figura 24B), la boca de un actor (Figura 24D), el cuerpo de un actor (Figura 24F), y objetos (Figura 24H) entre 2 y 24 meses para niños con TEA.

La comparación entre grupos de curvas de crecimiento enteras de 2 a 24 meses mediante ANOVA funcional revela diferencias significativas en la fijación en ojos (véase la Figura 18E, F1.34 = 11.90, P =0.002); en la fijación en cuerpo (véase la Figura 18G, F1.34 = 10.60, P =0.003); y en la fijación en objetos (véase la Figura 18H, F1.34 = 12.08, P =0.002); pero no en la fijación en boca (véase la Figura 18F, F1.34 = 0.002, P =0.965) (correcciones de Bonferroni para múltiples comparaciones, a = 0.0125). Se proporcionan análisis relacionados, incluido MLJ, en mayor detalle más adelante en la Secciones de Métodos Experimentales e Información Complementaria del Experimento de esta divulgación, así como en las Figuras 24A-24H, 25A-25H, 27A-27D y 28A-28C, todas ellas discutidas previamente antes.

Contrario a la creencia convencional, los datos para niños con TEA muestran descenso de desarrollo en la fijación en ojos de 2 hasta 24 meses de edad, con niveles promedio de mirada a ojos de TEA que parecen comenzar en el intervalo normativo. Esto representa un resultado inesperado que es inadecuado para el sentido común convencional en esta área.

La relación entre fijación en ojos longitudinal y nivel dimensional de la discapacidad comunicativa social se ensayó por medio de regresión. Como se muestra en las Figuras 21A-21C, el descenso más pronunciado en la fijación en ojos está fuertemente asociado con discapacidad social más grave: r(9) = -0.750 [-0.27 - -0.93, IC del 95 %], P = 0.007. Generalmente, la Figura 21A es una gráfica que ilustra la media de población para fijación en los ojos de un actor en estímulos en niños con TEA trazada con líneas que indican la dirección de trayectorias individuales que tienen puntuaciones de componente principal uno (PC1) positivas o puntuaciones PC1 negativas. La Figura 21B es una gráfica que ilustra niveles de resultado de discapacidad social (medida según ADOS Social-Affect) como función del descenso en la fijación en ojos (medida como puntuación PC1 de ojos). La Figura 21C es una serie de gráficas que ilustran niveles de resultado de discapacidad social como función del descenso en la fijación en ojos usando subconjuntos de los datos longitudinales. En un análisis exploratorio, también se ensayaron subconjuntos de los datos disponibles: esto es, el experimento midió el descenso en la fijación en ojos usando únicamente datos recogidos entre los meses 2 a 6, excluyendo datos recogidos después de eso; usando entonces únicamente datos recogidos entre los meses 2-9; 2-12; etc.). La relación entre descenso en la fijación en ojos y el resultado se convierte en una tendencia estadística para 2-9 meses (P = 0.100), y es estadísticamente significativa después de eso. Aunque estos últimos análisis fueron exploratorios, indican la potencial significancia clínica de estos comportamientos tempranos.

El presente diseño experimental muestreó densamente los primeros 6 meses de vida a fin de ensayar la relación entre comportamiento de mirada temprana y resultado categórico posterior. Las Figuras 22A-22C, referenciadas anteriormente, muestran datos sin procesar de fijación en ojos recogidos en los primeros 6 meses. Los datos de fijación en ojos para ambos grupos muestran asociaciones significativas con la edad cronológica (F1,114.237 = 9.94, P =0.002 para fijación en ojos desarrollada típicamente, F1,41.609 = 9.62, P =0.003 para fijación en ojos TEA), pero las pendientes de las asociaciones eran en sentidos opuestos: aumentando en el 3.6 % por mes para niños desarrollados típicamente [1.3 - 5.9, IC del 95 %], y disminuyendo al -4.8 % por mes para TEA [-7.9 - -1.7, IC del 95 %]. Una diferencia similar se observa para fijación en cuerpo (véanse las Figuras 22G-22I): la fijación en cuerpo desciende en niños desarrollados típicamente pero no desciende en aquellos diagnosticados posteriormente con TEA (-4.3 % por mes [ 5.4 - -3.1] para desarrollados típicamente, F1,211.856 = 54.83, P < 0.001; 0.3 % por mes para TEA [-1.2 - 1.7], F1,241.320 = 0.11, P =0,739). Para ambas regiones, hay interacciones significativas de Diagnosis por Edad: ojos, F1,787.928 = 9.27, P =0.002; y cuerpo, F1,25.557 = 5.88, P =0.023 (MLJ).

Como control, el experimento ensayó si había diferencias entre grupos en niveles de mirada a los estímulos de vídeo, independientemente de la región de contenido. No había diferencias entre grupos en niveles de fijación o realizando movimiento sacádico, respectivamente, ya sea como efecto principal de la diagnosis [F(1,21.652) = 0.958, P = 0.339; F(1,27.189) = 0.250, P = 0.621] o como interacción de diagnosis por edad [F(1,20.026) = 0.880, P = 0.359; F(1,26.430) = 0.561, P = 0.460], como se muestra en las Figuras 23A-23F. En particular, las Figuras 23A-23F muestran gráficas que ilustran trazados de datos de porcentaje del tiempo total empleado en fijar y realizando movimiento sacádico entre 2 y 6 meses de edad. Los datos sin procesar de seguimiento de ojos se muestran para porcentaje del tiempo total empleado en fijar (véanse las Figuras 23A-23C) y tiempo empleado realizando movimiento sacádico (véanse las Figuras 23D-23F).

Dada la variabilidad en la mirada de bebés, el experimento midió el grado de solapamiento en distribuciones para medidas de la fijación en bebés desarrollados típicamente respecto a bebés diagnosticados posteriormente con TEA. La Figura 19A es un trazado de curvas de crecimiento individual para niveles de fijación en ojos entre edades 2 y 6 meses, mientras que la Figura 19B muestra un trazado en el cambio en la fijación en ojos en el mismo lapso. Niveles individuales medios de cambio en la fijación entre 2 y 6 meses muestran solapamiento mínimo entre grupos (véase la Figura 19C, que ilustra el grado de solapamiento entre grupos en distribuciones de datos de «cambio en la fijación»). Para validar las estimaciones mostradas en estas figuras y evitar una predisposición potencial, ser realizó validación interna.

Como validación interna, el experimento usó validación cruzada dejando uno fuera (LOOCV), dividiendo los datos en submuestras de modo que cada bebé se ensayó como caso de validación (es decir, suponiendo resultado de diagnóstico desconocido) en relación al resto del conjunto de datos. Las Figuras 19D-19E ilustran media LOOCV e intervalos de predicción del 95 % para trayectorias individuales de fijación en ojos y datos de «cambio en la fijación», respectivamente. La Figura 19F es una gráfica que ilustra el grado de solapamiento entre grupos en los datos de «cambio en la fijación». Los resultados indican niveles de solapamiento relativamente bajos entre grupos (como se ilustra en la Figura 19F). El mismo análisis se realizó para «tasas de cambio» en la fijación en cuerpo (véanse las Figuras 19G-19I y 19J-19L, respectivamente). Mientras el área bajo cada curva de característica operativa de receptor (ROC) es más pequeña (que lo esperado) para las validaciones internas en comparación con estimaciones basadas en resultados de diagnóstico conocidos, los intervalos de confianza del 95 % indican claramente menos solapamiento que el esperado por casualidad.

Como validación externa, el experimento usó el misma técnica para ensayar 6 bebés varones que no eran parte de la muestra original. Dos de la seis niños habían alcanzado la edad de 36 meses, con diagnosis TEA confirmada, mientras que 4 del niños eran reclutas de bajo riesgo, al menos 22 meses de edad en el momento de la experimentos, ni preocupación clínica de TEA. En relación al cambio de la muestra original en la fijación en ojo y en cuerpo (como se muestra en la Figura 19M), estos 6 casos de ensayo independientes muestran trayectorias similares dentro de los primeros 6 meses (como se muestra en la Figura 19N). Si bien este conjunto de validación es pequeño, la probabilidad de obtener los 6 de estos resultados en la dirección pronosticada por casualidad solo es P = 0.0156 (igual a la posibilidad de pronosticar correctamente la resultado, 0.5, en cada una de las 6 ocasiones, 0.56).

Habiendo observado estas diferencias entre extremos claramente definidos de funcionamiento social en el resultado (TEA y DT), entonces se analizaron los datos de los restantes varones de alto riesgo. Estos hermanos se identificaron clínicamente como no afectados a los 36 meses (AR-TEA_No-Dx) o como que exhibían signos subumbral de TEA (también denominado "Fenotipo de Autismo Ampliado", o FAA, abreviado aquí como AR-TEA_FAA. Para cambio en la fijación en ojos entre 2 y 6 meses de edad, curvas ROC en las Figuras 20A, 20B y 20C cuantifican el solapamiento en medidas respecto al resultado (intervalos de confianza del 95 % mediante LOOCV). El comportamiento de hermanos no afectados (AR-TEA_NoDx) se solapa sumamente con el de niños DT (como se muestra en la gráfica de la Figura 20C), mientras que el comportamiento de bebés diagnosticados posteriormente con TEA (como se muestra en la gráfica de la Figura 20A), y el de bebés con signos subumbral (como se muestra en la gráfica de la Figura 20B), difiere claramente de los controles típicos.

El presente experimento también consideró estos datos como parte de un continuo más grande. La Figura 20D es una gráfica que ilustra que la fijación en ojos varía sistemáticamente por todos los grupos de resultados, con interacción significativa del Resultado por Edad (por MLJ). Trayectorias de desarrollo graduadas son evidentes en la interacción significativa del Resultado [4 niveles] por Edad: F3,133.006 = 6.95, P < 0.001 (MLJ). Niños desarrollados típicamente muestran fijación en ojos fuertemente creciente. Hermanos no afectados también muestran una fijación en ojos creciente. Hermanos con síntomas subumbral no muestran fijación en ojos ni creciente ni decreciente, y bebés diagnosticados posteriormente con TEA muestran fijación en ojos descendente. Ilustraciones y datos experimentales adicionales relevantes para esto punto se muestran en las Figuras 26A-26M, que generalmente muestran cambio de desarrollo en la fijación visual en los ojos respecto a niveles de resultado de afectación. La Figura 26A es una gráfica que muestra fijación porcentual en ojos para bebés desarrollados típicamente. La Figura 26C es una gráfica que muestra fijación porcentual en ojos para bebés con alto riesgo de TEA que no mostraron evidencia de TEA a los 36 meses. La Figura 26E es una gráfica que muestra fijación porcentual en ojos para bebés con alto riesgo de TEA que mostraron algún signos subumbral del Fenotipo de Autismo Ampliado a los 36 meses pero no cumplió la mejor diagnosis de estimación clínica de TEA. La Figura 26G es una gráfica que muestra fijación porcentual en ojos para bebés diagnosticados con TEA a los 36 meses. De manera similar, los trazados mostrados en las Figuras 26b , 26D, 26F y 26H muestran curvas de fijación media con un IC del 95 %.

En la Figura 20E, resultados individuales para cambio en la fijación en ojo y en cuerpo (con respecto a «regiones de interés» de ojo y cuerpo de personas mostrados en estímulos) se trazan dimensionalmente, por todo el espectro completo de capacidad a discapacidad social. Las funciones de densidad de probabilidad en ordenada y abscisa indican distribuciones completas de muestras para cambio en la fijación en ojo y en cuerpo. Los datos muestran gradaciones desde niños desarrollados típicamente a aquellos diagnosticados con TEA, mostrando los niños con TEA la el mayor descenso en la fijación en ojos así como el mayor aumento en la fijación en cuerpo. Valores para hermanos no afectados se solapan totalmente con los de niños desarrollados típicamente, mientras que los niños con resultados de FAA muestran comportamientos intermedios.

Análisis

Como se muestra con la descripción anterior y las figuras relacionadas, los resultados del experimento anterior indican que el desarrollo de bebés diagnosticados posteriormente con TEA difiere del de sus compañeros típicos de 2-6 meses de edad. Estos resultados, si bien todavía limitados en tamaño de muestra, documentan el descarrilamiento de habilidades que de otro modo guiarían una socialización típica. Dada la interdependencia de experiencia individual con la estructura y la función cerebral, y con expresión genética y metilación, estos resultados sugieren cómo un único resultado del individuo se formará no únicamente por vulnerabilidades genotípicas iniciales, sino también por las experiencias atípicas que surgen como consecuencia de esas vulnerabilidades, ejemplificando un amplio espectro de afectación.

En niños diagnosticados posteriormente con TEA, la mirada a ojos (p. ej., la fijación visual) muestra descenso medio en al menos 2 meses de edad. Es sorprendente y contra la creencia convencional, sin embargo, que aquellos con niveles tempranos de mirada a ojos parecen comenzar con niveles normativos. Esto contradice hipótesis anteriores de una ausencia congénita de orientación adaptativa social y sugiere en cambio que algunos comportamientos adaptativos sociales puede inicialmente estar intactos en neonatos diagnosticados posteriormente con TEA. Los sistemas y métodos descritos anteriormente ofrecen una notable oportunidad para el tratamiento: predisposiciones que inicialmente están intactas sugieren una cimentación neural que podría construirse, ofreciendo posibilidades bastante más positivas que si esa cimentación estuviera ausente desde la comienzo.

Métodos Experimentales

Los datos recogidos con respecto al experimento descrito anteriormente se usaron para finalidades de investigación únicamente, sin relación con atención clínica. Las familias eran libres de retirarse del estudio en cualquier momento. Todos los aspectos del protocolo experimental fueron realizados por personal sin ver al estado de diagnóstico de los niños. Todas las medidas de diagnóstico fueron suministradas por clínicos entrenados si ver los resultados de procedimientos experimentales. Se mostraron a los niños, en cada uno de 10 puntos de ensayo longitudinal entre 2 y 24 meses de edad, escenas de vídeo de interacción de cuidador naturalista. El experimento midió el porcentaje del tiempo de fijación visual a «regiones de interés» de ojos, boca, cuerpo y objeto en estímulos dinámicos, y estas medidas sirvieron como variables dependientes para análisis longitudinales. Análisis confirmatorios planificados midieron trayectorias de fijación longitudinal respecto a resultado de diagnóstico categórico y nivel dimensional de discapacidad social/comunicativa. Se midió la exploración visual con equipamiento de seguimiento de ojos (como se ha referenciado anteriormente en esta divulgación). Se realizaron análisis de movimientos oculares y codificación de datos de fijación con software escrito en MATLAB. Como se entenderá y apreciará, sin embargo, la exploración visual, los análisis de datos y otros procesos descritos en esta memoria pueden ser realizados utilizando una variedad de tecnologías similares, y no se pretenden limitaciones de la presente divulgación por las referencias específicas hechas en esta memoria.

Detalles adicionales sobre participantes, procedimientos de valoración clínica, asignación de pertenencia a grupos, se proporcionan en la sección Información Complementaria del Experimento de la presente divulgación.

Estímulos experimentales

A los niños en el presente experimento se les mostraron escenas de vídeo de un actriz que miraba directamente a la cámara y desempeñaba el papel de un cuidador: suplicando al deambulador observado enganchándolo en juegos infantiles (p. ej., jugando a las palmitas) (véanse las Figuras 17A y 17B, y la correspondiente descripción, referenciada anteriormente). Los actores fueron filmados en un entorno naturalista que emulaba el ambiente del mundo real de la habitación de un niño, con ilustraciones, repisas de juguetes y animales amontonados. Se usaron Estímulos naturistas (p. ej., estímulos dinámicos en vez de estáticos, y escenas realistas en vez de abstractas o reductivas) a la luz de pasada investigación que indicaba que niños mayores con TEA exhiben grandes discrepancias entre sus habilidades de comportamiento adaptativo real en el mundo real respecto a su potencial cognitivo en situaciones más estructuradas; exhiben mayores tamaños de efecto entre grupos para déficits de procesamiento facial con estímulos dinámicos respecto a estáticos; y exhiben marcadas dificultades cuando se intentan generalizar habilidades de ambientes repetitivos estructurados (en los que se aprendieron inicialmente las habilidades) con ambientes que son no concluyentes y rápidamente cambiantes. En cada sesión de recogida de datos, se cogieron vídeos en orden pseudoaleatorio de un montón de un total de 35. Los estímulos de vídeo de "cuidador" se analizaron aquí (35 vídeos), así como se representaron vídeos de interacción de bebé y deambulador (vídeos de "juegos de compañeros" ). Se presentaron estímulos de vídeo en orden pseudoaleatorio. No hubo diferencias entre grupos en la duración de los datos recogidos por niño, tanto en total (t34 = 0.685, P = 0.498) como específicamente para los estímulos de cuidador (t34 = 0.205, P = 0.839). La recogida de datos exitosa se ha logrado en el 80.2 % de todas las sesiones de ensayos; han ocurrido sesiones fallidas de recogida de datos como resultado de un bebé que se duerme, llora o se inquieta demasiado al mirar los vídeos. Para cada sesión se registraron razones de fallo en informes de recogida de datos y se mantuvieron en una base de datos; no se pudo discernir diferencia sistemática en razones de fallo entre los dos grupos. En cada sesión de recogida de datos, aproximadamente el 30 % de los vídeos mostrados a un niño eran novedosos, mientras que el 70 % restante eran repetidos de sesiones anteriores (tanto de la sesión inmediatamente anterior así como de cualquier sesión anterior empezando en el mes 2 en adelante). Esto equilibró la necesidad de medidas repetidas al mismo vídeo de estímulo con la necesidad de novedad. Para ensayar los efectos de aprendizaje de repetidas presentaciones, resultados de fase final a los 24 meses en esta muestra longitudinal se compararon con resultados anteriores en una muestra en sección transversal a esa edad: ensayado por ANOVA factorial 2x2 entre sujetos, no hubo efecto principal de la cohorte, longitudinal vs. sección transversal (F1,57 =0.052, P =0.820), pero hubo un efecto principal significativo de la diagnosis (TEA vs. DT, F1,57 = 6.29, P =0.015).

Se presentaron vídeos de cuidador como estímulos audiovisuales a pantalla completa en un monitor de ordenador de 20 pulgadas (tasa de refresco 60 Hz no entrelazado); en color a 32 bits; con una resolución de 640x480 píxeles; a 30 fotogramas por segundo; con audio monocanal muestreado a 44.1 kHz. Los estímulos fueron ecualizados en sonido y luminosidad, y fueron pilotados antes del inicio del estudio a fin de optimizar el enganche para observadores típicos bebés y deambuladores. Se pasaron a mapas de bits «regiones de interés» (Ojo, Boca, Cuerpo y Objeto) en todos los fotogramas del vídeo (como se representa en la Figura 17C, discutida anteriormente). Tamaños promedio de las «regiones de interés» se muestran más en detalle en la tabla 1 siguiente.

Ojos Boca Cuerpo Objeto

Horizontal1 8.04° (0.46) 7.71° (0.49) 25.11° (2.70) 31.99° (0.05)2

Vertical2 6.91° (0.44) 5.72° (0.59) 21.71° (0.73) 2394° (3.49)2

1 Los datos se dan como media (SD) en grados en ángulo visual

2 Regiones de interés de objeto generalmente abarcaban la extensión completa horizontal y vertical del fondo en todas las imágenes de vídeo, excepto casos de algún cuerpo y gestos de manos, como se muestra en la Figura 1 en la texto principal. El área visual mínima promedio delimitada por cualquier parte de la región de interés de objeto es igual a la diferencia entre regiones de interés de objeto y cuerpo.

Tabla 1. Tamaño de Regiones de Interés.

Entorno experimental y equipamiento

En la presente estudio se utilizaron dos entornos para recogida de datos de seguimiento de ojos. Un laboratorio de seguimiento de ojos se optimizó para bebés entre las edades de 2 y 6 meses, y un segundo entorno se optimizó para bebés y deambuladores de 9 a 36 meses. La distinción primaria entre los dos entornos era el uso de un moisés reclinado (similar a los asientos 101 mostrados en las realizaciones del dispositivo 100 en las Figuras 3A, 3B, 3D, 3E y 3F) para bebés más jóvenes versus el uso de un asiento de coche (similar a los asientos 101 mostrados en las realizaciones del dispositivo 100 en las Figuras 2 y 3C) para bebés mayores y deambuladores. El hardware y software de recogida de datos de seguimiento de ojos eran idénticos en ambos entornos, y todos los aspectos de presentación automatizada de estímulos, recogida de datos y análisis también eran idénticos. Para obtener obtención de imágenes de ojos óptima con bebés en la moisés reclinado, cámaras de seguimiento de ojos y fuente de luz infrarroja se ocultaron dentro de un teleapuntador. En el laboratorio de deambuladores, se montaron cámaras de seguimiento de ojos debajo de un monitor de ordenador. El monitor de exposición se montó a ras dentro de un panel de pared. En ambos laboratorios, se consiguió seguimiento de ojos mediante una técnica de reflexión de pupila/córnea oscura basada en vídeo con hardware y software creado por ISCAN, Inc. (Woburn, MA, EE. UU.), con datos recogidos a 60 Hz. En ambos laboratorios, se reprodujo audio a través de un conjunto de altavoces ocultos. Se colocaron bebés en un moisés de traslación modificado, montado en una mesa que se subía y bajaba al comienzo de cada sesión para estandarizar el posicionamiento de los ojos del bebé respecto al monitor de exposición. En el laboratorio de deambuladores, los niños fueron sentados en un asiento de coche delante de la pantalla de ordenador en la que se presentaron los vídeos. Como en el laboratorio de bebés, el asiento de coche fue subido y bajado para estandarizar la posición de los ojos de cada niño respecto al monitor de exposición.

Protocolo experimental

Los bebés y deambuladores estaban acompañados en todo momento por un progenitor o cuidador primario. Para comenzar la sesión experimental, el participante (bebé o deambulador) y el cuidador entraron a la sala de laboratorio mientras se reproducía un vídeo de niños en el monitor de exposición. El niño estaba sujeto con hebilla en el moisés o el asiento de coche. Entonces para cada niño se estandarizó la posición de ojos respecto al monitor de exposición ajustando la ubicación del asiento o moisés. Los ojos de los observadores estaban aproximadamente a 71.12 centímetros (28 pulgadas) del monitor de exposición, que delimitaba una parte de aproximadamente 24° x 32° del campo visual de cada observador. Se atenuaron las luces de la sala de modo que únicamente el contenido presentado en el monitor de exposición se pudiera ver fácilmente. Durante los ensayos, tanto experimentador como progenitor estaban fuera de la vista del niño pero podían monitorizar el niño en todo momento por medio de una cámara de seguimiento de ojos y por una segunda videocámara que filmaba una imagen de cuerpo completo del niño.

Los patrones de fijación visual se midieron con hardware de seguimiento de ojos 104. Para comenzar el proceso de recogida de datos, después de que el niño estaba mirando confortablemente el vídeo de los niños, el experimentador presentó objetivos de calibración en pantalla (como se ha descrito anteriormente en conexión con la etapa 310 en la Figura 4 y las Figuras 5C-5I). Esto se hizo por medio de software que pausó el vídeo reproducido y presentó un objetivo de calibración en un fondo de otro modo vacío. Se usó un esquema de calibración de cinco puntos, que presentaba puntos de luz girando y/o destellando así como dibujos animados, con un tamaño de 1° a 1.5° del ángulo visual, todos acompañados con sonidos. Para los bebés, estímulos de calibración comienzan como objetivos grandes, >= 10° en dimensiones horizontal y vertical, que entonces se encogen por medio de animación a su tamaño final de 1° a 1.5° de ángulo visual. A la rutina de calibración le siguió verificación de calibración en la que se presentaron más animaciones en cinco ubicaciones en pantalla. Por todo el resto de la sesión de ensayos, se mostraron objetivos animados (como los usados en el proceso de calibración) entre vídeos experimentales para medir la deriva en la precisión de calibración. De esta manera, se verificó la precisión de los datos de seguimiento de ojos antes de comenzar las pruebas experimentales y luego se comprobó repetidamente entre segmentos de vídeo conforme continuaban los ensayos. En caso de que la deriva superaba 3°, se detenía la recogida de datos y se recalibraba al niño antes de presentar vídeos adicionales. Para detalles y medidas adicionales de la precisión de calibración, por favor véase la sección de Información Complementaria del Experimento y las Figuras 28A-28C (discutidas anteriormente).

Análisis de datos de movimientos de ojos

Para el experimento particular descrito, se realizaron Análisis de movimientos oculares y codificación de datos de fijación con software escrito en MATLAB (MathWorks). La primera fase de análisis fue una identificación automatizada de datos de no fijación, que comprendía parpadeos, movimientos sacádicos y fijaciones dirigida lejos de la pantalla de presentación de estímulos. Se identificaron movimientos sacádicos por velocidad de ojo usando un umbral de 30°/segundo. El experimento ensayó el umbral de velocidad con el sistema de seguimiento de ojos de 60 Hz descrito anteriormente y, por separado, con un sistema de seguimiento de ojos que recogía datos a 500 Hz (Senso-Motoric Instruments GmbH, Teltow, Alemania). En ambos casos se identificaron movimientos sacádicos con fiabilidad equivalente en comparación con ambos codificación a mano de los datos sin procesar de posición de ojos y con vídeo de alta velocidad de los ojos del niño. Se identificaron parpadeos en los datos. Se identificaron fijaciones fuera de pantalla (cuando un participante miraba lejos del vídeo) por coordenadas de fijación más allá de la pantalla de presentación de estímulos.

Movimientos oculares identificados como fijaciones se codificaron en 4 «regiones de interés» que estaban definidas dentro de cada fotograma de todos los estímulos de vídeo: ojos, boca, cuerpo (cuello, hombros, y contornos alrededor de ojos y boca, tales como pelo), y objeto (estímulos inanimados circundantes) (véase la Figura 17C). Las «regiones de interés» se trazaron a mano para todos los fotogramas del vídeo y entonces se almacenaron como mapas de bits binarios (por medio de software escrito en MATLAB; MathWorks, Inc. Natick, Massachusetts). La codificación automatizada de tiempo de fijación para cada región de interés consistió entonces en una comparación numérica de datos de fijación de coordenada de cada niño con la regiones de interés en mapas de bits.

Análisis longitudinal de datos

Para examinar el desarrollo longitudinal de atención visual social, para participantes individuales y en ambos grupos TEA y DT, el experimento usó Análisis de Datos Funcionales (FDA) y Análisis Principal por Expectativa Condicional (PACE) (véanse las Figuras 17D y 17E por ejemplo encajes individuales, y la Figura 18 para resultados de grupo; así como la Figura 27). Aunque el experimento se enfocó en FDA/PACE a fin de superar limitaciones inherentes para análisis en sección trasversal, así como algún limitaciones de análisis de curva de crecimiento tradicional, todos los análisis se repitieron usando modelo lineal jerárquico (MLJ) (como se representa en las Figuras 24, 25 y 26, y en la tabla 2 siguiente). Aunque los dos métodos rindieron el mismo patrón de diferencias significativas entre grupos (como se ha descrito anteriormente), el planteamiento FDA es generalmente preferible porque el análisis de curva de crecimiento tradicional puede ser frustrado por diferencias individuales en escala temporal de desarrollo, y también porque análisis de curva de crecimiento tradicional a menudo requiere supuesto correcto de un modelo subyacente paramétrico o semiparamétrico (en vez de permitir que esto sea determinado a modo impulsado por datos).

En contraste, métodos FDA determinan la forma de curva empíricamente y variación estadística de modelo tanto en escala temporal así como amplitud. El método PACE de también se diseña específicamente para vencer un problema común para estudios longitudinal: muestreo no uniforme particularmente en caso de valores faltantes. PACE caracteriza conjuntos estadísticos de datos longitudinales muestreados irregularmente desde el punto de vista de formas de curvas enteras sobre la base de expectativa condicional. Esto maximiza la capacidad de detectar patrones de correlación en trayectorias y minimiza el impacto de datos muestreados en intervalos discretos con número variado de mediciones por participante. Este planteamiento mejora significativamente la detección de rasgos comunes en la forma de trayectoria.

Grupo wM1 WG2 Funciones propias3 FVE

DT 5.7045 [2.5422, 2.5422] 2 96.48 %, 3.49 % Ojos

TEA 6.3866 [2.2335, 2.2335] 3 82.72 %, 10.86 %, 6.18 % DT 5.6800 [2.5431, 2.5431] 2 94.06 %, 5.03 % Boca

TEA 5.3879 [2.2339, 22359] 3 69.89 %, 20.95 %, 8.98 % DT 5.6729 [2.5415, 2.5415] 2 91.75 %, 8.19 % Cuerpo

TEA 6.3894 [2.2339, 2.2339] 2 98.71 %, 1.28 % DT 5.6935 [2.5438, 2.5438] 2 91.14 %, 8.85 % Objeto

TEA 6.9883 [2.2331, 2.2331] 2 95.29 %, 4.25 % 1 Ancho de banda para función media, wM seleccionada por validación cruzada generalizada.

2 Ancho de banda para superficie de covarianza, wg seleccionada por validación cruzada generalizada.

3 Número de funciones propias seleccionadas por Criterio de Información de Akaine (AIC).

FVE = Fracción de Variación Explicada

Tabla 2. Valores de parámetro para Anchos de banda de Suavización PACE/FDA, Funciones propias, y FVE Como se señala anteriormente, como comparación metodológica para FDA, también se analizaron datos usando modelo lineal jerárquico. Se valoró la presencia de patrones lineales y curvilíneos (cuadráticos y cúbicos) para Fijación relativa a la Edad por medio del siguiente modelo: Fijacióny = intercepción dij Bij (Edadij) B2j (Edadij)2 B3j (Edady)3 eij; donde dij representa el modelado de efecto aleatorio normalmente distribuido dentro de dependencia de sujeto por grupo; eij representa el error residual distribuido normalmente; y los coeficientes B1, B2 y B3 indican cómo cambian los niveles de fijación con la edad y por grupo. Evaluación inicial de los datos indicó una relación inversa entre fijación en cuerpo y edad, y por lo tanto también se valoró con el siguiente modelo: Fijación en cuerpoy = di intercepción (Bij /Edadij) eij. En todos los casos, los términos intercepción y B se modelaron como efectos fijos pero se permitió que variaran por grupo. Se calcularon grados de libertad mediante el método Satterthwaite (no se supusieron varianzas iguales). Datos sesgados positivamente (p. ej. ensayos de fijación en cuerpo y en objetos) fueron transformados por logaritmo; los trazados muestran datos no trasformados. Se usaron ensayos F y ratios de log-verosimilitud para determinar si una relación lineal, cuadrática, cúbica o inversa describía mejor los datos. Se trazaron curvas de crecimiento de modelo lineal jerárquico en las Figuras 24 y 25 (discutidas anteriormente), y los parámetros de regresión para «regiones de interés» Ojos, Boca, cuerpo y objeto mostradas en la tabla 3 siguiente.

Modelo Grupo ^{Intercepción}Coeficiente de edad Coeficiente de edad Coeficiente de edad _(s.e.m.)B1 (s.e.m.) B2 (s.e.m.) B3 (s.e.m.)

3er orden DT 13.410 (19.009) 9.6878 (4.5929) -0.7919 (0.3801) 0.0179 (0.0092) Ojos

3er orden TEA 66.979 (8.685) -3.5843 (2.0843) 0.0817 (0.1726) 0.0001 (0.0942) 2° orden DT 11.411 (13.269) 3.6110 (1.0954) -0.0917 (0.0537) N.D.

Boca

2° orden TEA -6.596 (6.081) 8.7058 (0.7762) -0.1977 (0.0244) N.D.

Inverso DT 6.872 (5.162) 45.6250 (28.3084) N.D. N.D.

Cuerpo

Inverso TEA 13.450 (2.358) 12.8734 (12.9730) N.D. N.D.

3er orden DT 32.772 (8.973) -5.7665 (2.3918) 0.3570 (0.1980) -0.0068 (0.0048) Objeto

3er orden TEA 17.366 (4.100) -1.4479 (1.0913) 0.0201 (0.0904) 0.0014 (0.0022) s.e.m. = medida de error estándar

Tabla 3. Valores de parámetros para modelo lineal jerárquico.

Por todos los análisis, se seleccionaron parámetros PACE mediante validación cruzada generalizada. Curvas de fijación media de la Figura 18, junto con los efectos de añadir o sustraer funciones de componente principal (siguiendo la convención de Ramsay & Silverman), anchos de banda de Kernel de suavización, y fracciones de varianza explicadas por componente principal se pueden encontrar en la Figura 27 y la tabla 2). Se aplicó el Criterio de Información de Akaike, con verosimilitud de mediciones condicionales en coeficientes aleatorios estimados, para seleccionar el número de componentes principales. Se computaron derivados mediante el método PACE-QUO.

Información Complementaria del Experimento

Como se ha indicado anteriormente, el experimento actualmente descrito se realizó como mecanismo para implementar y ensayar ciertas realizaciones de la presente divulgación. Como se entenderá y apreciará, sin embargo, los detalles, metodología de ensayo, criterios de participantes, y otra información relacionada con este experimento pretenden ser ilustrativos únicamente. Así, la recitación específica de detalles experimentales y métodos descrito en esta memoria y particularmente más adelante no pretende limitación de los presentes realizaciones o divulgación.

Detalles de Participantes

Criterios de inclusión y exclusión. En este estudio se incluyeron madres y bebés participantes después de que las madres proporcionarán consentimiento informado escrito por sí mismas, permiso para sus bebés, así como permiso para sus niños mayores y/o permiso para proporcionar información sobre niños mayores.

Muestra de Alto Riesgo (AR-TEA). Se determinó estado de alto riesgo al tener un hermano mayor que cumplía criterios para TEA sobre la base de diagnosis clínico experto y al menos uno de dos instrumentos de diagnóstico: la Entrevista para el Diagnóstico de Autismo - Revisada y/o el programa de Observación de Diagnóstico de Autismo. Se excluyeron participantes potenciales del estudio si mostraban uno cualquiera de lo siguiente: edad gestacional por debajo de 36 semanas; pérdida auditiva o deficiencia visual determinadas en el nacimiento; convulsiones no febriles; afecciones médicas conocidas asociadas con comportamientos como autista (p. ej., Síndrome X Frágil, Esclerosis Tuberosa); o cualquier otro trastorno genético identificado. Bebés que requieren alimentación por tubo o ventilación postparto también fueron excluidos de la participación. Determinación de criterios de exclusión e inclusión incluían revisión del archivo clínico de la madre, cumplimentación de un cuestionario de historia médica, entrevista con cuidadores, y un examen clínico del bebé por parte de un pediatra. Una vez el niño empezó a participar se aplicaron criterios de exclusión adicionales relacionados con la capacidad del niño para completar procedimientos experimentales; estos criterios se describen con detalle adicional más adelante.

Muestrea de Bajo Riesgo (BR-DTx). Se registraron Niños en la muestra de Bajo Riesgo (BR-DTx) (como se emplea en esta memoria, "DT" generalmente se refiere a "desarrollado típicamente") si no había historia de familia de TEA en parientes de primer, segundo o tercer grado; ni retrasos de desarrollo en parientes de primer grado; ni complicaciones pre- o perinatales. Como anteriormente, una vez el niño empezó a participar en procedimientos se aplicaron criterios de exclusión adicionales relacionados con la capacidad del niño para completar procedimientos experimentales; estos criterios se describen con mayor detalle más adelante.

Valoración médica, de desarrollo y genética del niño. Un pediatra asistente completó una comprobación exhaustiva de bebé a los 15 meses, y se revisaron exámenes de niños sanos para cada niño desde el nacimiento durante los primeros 2 años de vida. La examen se usó para valorar la presencia de afecciones médicas identificables que pudieran impactar en el desarrollo del niño y descartar dificultades sensoriomotrices que pudieran comprometer la participación del niño en el procedimientos experimentales. Se usaron ensayos de otoemisiones acústicas para valorar la audición. Además se revisó la historia médica del niño en relación con el trascurso del nacimiento y el parto. Se prestó atención al transcurso del parto, la presencia de factores de riesgo tales como bradicardia fetal, puntuaciones bajas de Apgar, transcurso perinatal neonato, evidencia de trauma, presencia de rasgos dismórficos, piel hallazgos, presencia de convulsiones, reflejos primitivos, anormalidades y asimetrías motrices, así como a exposición prenatal a sustancias perjudiciales (p. ej., ácido valproico).

Adicionalmente, todos bebés en riesgo de TEA, supeditado a consentimiento parental, se sometieron a valoraciones pediátricas y genéticas a los 24 meses, utilizando una plantilla coherente con el formato y el contenido del examen usado por la Intercambio de Recursos Genéticos del Autismo (AGRE, del inglés Autism Genetic Resource Exchange). La evaluación descartó síndromes conocidos genéticos y de desarrollo que podrían ser confundidos con autismo. Además de incitar la historia médica y construir un linaje de tres generaciones, la Consejo Genético buscó obtener todos historiales médicos relevantes disponibles y resultados de ensayos sobre el participante niño. Con consentimiento parental, también se obtuvo una muestra de sangre para análisis genético.

La edad gestacional al nacimiento no fue significativamente diferente entre grupos, t34 = 0.08, P = 0.938, con TEA media(SD) = 38.7(1.2) semanas y DT = 38.7(1.7) semanas.

Valoración de comportamiento directo del niño. Se suministraron las Escalas Mullen de Aprendizaje Temprano a edades 6, 12, 18, 24 y 36 meses para obtener medidas estandarizadas de funcionalidad cognitiva. Se suministraron los módulos T/1 y 2 (ADOS) del Programa de Observación de Diagnóstico de Autismo a edades 12, 18, 24 y 36 meses (típicamente ADOS 1, o la Versión Deambulador, a edades 12, 18 y 24 meses, y ADOS 1 y 2 a la edad de 36 meses).

Función Visual Básica. Este estudio midió como miraban los bebés y deambuladores a estímulos sociales, y cómo podrían sus patrones de mirada preferencial estar relacionados con el nivel de funcionamiento social, sintomatología de autismo y resultado de diagnóstico. Como se señala anteriormente, la edad gestacional no era significativamente diferente entre grupos, una consideración importante a la luz de recientes hallazgos es que el desarrollo de visión binocular es dependiente de la experiencia, y varía en relación a experiencia postnatal. Como requisito previo para la participación, antes de la presentación de estímulos experimentales, se ensayó cada capacidad del niño para desplazar y estabilizar la mirada. Este procedimiento estaba incluido como control básico contra síntomas obvios de afecciones que afectan al movimiento ocular (p. ej., afecciones tales como nistagmo, síndrome de Duane, o estrabismo, que podrían impactar negativamente en la capacidad de un niño para fijarse visualmente en escenas de vídeo de contenido social del tipo usado en este estudio). Se mostró a niños una serie de objetivos animados en una pantalla de otro modo vacía, y se midieron los comportamientos incitados (realizando movimiento sacádico al objetivo y manteniendo la fijación) con equipamiento de seguimiento de ojos como comprobación mínima de la función de movimiento ocular. Los niños pasaron la pantalla si eran capaces de realizar movimientos sacádicos en el objetivo y mantener estable foveación, definida como menos de 5°/s de deriva en la fijación visual. La pantalla se realizó en cada visita longitudinal, y con una excepción (descrita más adelante), todos los niños pasaron.

Estos resultados confirmaron la investigación anterior en TEA: mientras que muchos estudios en niños mayores y adultos han encontrado diferencias en cómo los individuos con TEA miran a aspectos particulares de su ambiente circundante, estudios de movimientos oculares en autismo - esto es, estudios de los movimientos de los propios ojos en vez del contenido hacia el que se dirigen los ojos - han confirmado generalmente normal función oculomotriz en niños con autismo en (a) mantener una fijación estable, así como en velocidad, duración, latencia y precisión de movimientos sacádicos; en (b) tasas de movimientos sacádicos intrusivos; en (c) reflejo vestibular-ocular; y en (d) en deriva ocular foveopetal. Estos estudios sugieren que la mecánica de la función oculomotriz parece estar generalmente intacta en individuos con autismo, y que es improbable que de aspectos fisiológicos del movimiento ocular aparezcan diferencias en la exploración visual; y en cambio es más probable que surjan de la manera en la que los movimientos oculares se despliegan a contenido específico y dentro de contextos específicos.

En el presente estudio, un niño en la muestra AR-TEA falló en la pantalla de movimiento ocular. Ese niño fue identificado como que tenía nistagmo congénito e inmediatamente fue referido a un neurólogo pediátrico y oftalmólogo para atención adicional de evaluación y seguimiento. Aunque la nistagmo impidió la recogida de datos de punto de mirada, este niño permaneció en el estudio y fue seguido hasta los 36 meses. Se recogieron registros de muestras de sus movimientos oculares (es decir, sin calibración de punto de mirada) en cada visita. A los 24 meses, y confirmado a los 36 meses, se encontró que no tenía diagnosis de TEA clínica.

Entrevistas e inventarios de progenitores Se suministró un cuestionario un inventario completos que cubrían aspectos de historia prenatal y perinatal, historia de salud general e historia de tratamientos e intervenciones (si las hubiera). Se obtuvieron artículos concernientes a la historia prenatal y perinatal del bebé en las visitas de la 1a semana y de 3 meses. Se obtuvieron artículos concernientes a la historia de salud global del bebé en las visitas del mes 6, 12, 18, 24 y 36. Se obtuvieron artículos concernientes a historia de intervenciones (si los hubiera) en los meses 12, 18, 24 y 36. Se suministraron las Escalas de Comportamiento Adaptativo de Vineland - II en los meses 12, 18, 24 y 36 para obtener medidas estandarizadas de la función adaptativa en los dominios de comunicación, habilidades de la vida diaria, socialización y habilidades motrices. Un entrevistador entrenado y experimentado suministró la Entrevista para el Diagnóstico del Autismo - Revisada (ADI-R) a los progenitores con fiabilidad establecida con la lugar de entrenamiento a la edad de 36 meses.

Fiabilidad Todas medidas de diagnóstico fueron suministradas por clínicos entrenados que no vieron los procedimientos experimentales y los resultados. Adicionalmente, clínicos experimentados de supervisión, todos con experiencia post-doctoral en la valoración clínica de niños con TEA y trastornos de desarrollo relacionados, observaron todos los procedimientos de diagnóstico y codificaron a la vez instrumentos de diagnóstico en cuanto a comprobaciones de fiabilidad para una de cada 5 valoraciones por todo el protocolo. Se grabaron en cinta procedimientos y se archivaron para subsiguiente nueva puntuación, comprobación y corrección de posible deriva durante la duración del estudio.

Participantes: Asignación de pertenencia a grupo y mejores procedimientos de diagnóstico de estimación. La pertenencia a grupo de "TEA" o "no-TEA" para los N=59 niños AR-TEA se llevó a cabo a la edad de 24 meses y entonces se confirmó a los 36 meses. Entre los 24 y 36 meses no se observaron cambios en la pertenencia a grupo. Como se señala, uno de los N=51 niños BR-DTx fue etiquetado por personal de investigación como niño con preocupación por ASD en los 12 meses de edad, y se confirmó con resultado TEA a los 24 y 36 meses. Todas medidas de diagnóstico fueron suministradas por clínicos entrenados que no vieron los procedimientos experimentales y los resultados. Se informó a los padres de que los clínicos no veían el estado de riesgo de los participantes, con una petición de restringir cualquier discusión del hermano mayor (clínicos no implicados en el protocolo experimental o de determinación de diagnóstico del proyecto abordaron preguntas y preocupaciones clínicas en relación con el hermano mayor o el niño en cuestión ). Como se señala anteriormente, procedimientos que implican contacto directo con niños y familias que requería mantenimiento de fiabilidad fueron grabados en cinta y archivados para subsiguiente nueva puntuación, comprobación y corrección de posible deriva durante la duración del estudio. Al menos dos clínicos supervisores asignaron independientemente diagnosis clínica global sobre la base de una revisión de todos los datos disponibles (resultados y protocolos ADI-R y ADOS, se grabaron u observación directa de ADOS, valoraciones cognitivas y de comunicación, historia, y cualesquiera otros datos clínicamente relevantes). Los desacuerdos fueron discutidos después de introducir los datos para cálculo de fiabilidad entre evaluadores a fin de obtener diagnosis consensuada asignada por clínicos. Un tercer clínico experimentado revisó todos los materiales para los N=11 niños varones con TEA incluidos en el estudio principal, y también para los N=2 varones con TEA incluidos en la muestra de validación externa. La determinación de diagnóstico a la edad de 36 meses se completó de la misma manera.

A los 24 meses se llevó a cabo asignación de pertenencia a grupo de "TEA" o "non-TEA" y luego fue determinada a los 36 meses con la implicación de al menos un clínico experimentado no implicado en el procedimientos de diagnóstico a los 24 meses. Se eligió un mejor procedimiento de diagnóstico estimado como patrón para pertenencia a grupo (esta opción se hizo a la luz de hallazgos que indican que el dictamen de clínicos experimentado de niños a la edad de 24 meses es un predictor mejor de diagnosis posterior que puntuaciones de corte en la ADOS. Si bien las puntuaciones ADOS para niños individuales pueden variar durante los primeros 2 a 3 años de vida, la diagnosis asignada por clínico de mejor estimación muestra mucha más estabilidad, y, en nuestro grupo, se aproxima al 100 %. Esto es probablemente el resultado del marco de referencia mucho más amplio que se adopta durante un proceso de diagnóstico de mejor estimación, que incluye la ADOS pero también se extiende a otras áreas, cubriendo específicamente las siguientes: datos de desarrollo históricos; estabilidad de facciones en síntomas de lenguaje hablado y comunicación (incluida intención comunicativa, calidad de voz y de entonación del habla); resultados y perfiles de valoraciones y observaciones estandarizadas de comunicación por lenguaje hablado; y ponderación adecuada de comportamientos estereotípicos de baja frecuencia pero sumamente específicos (incluidos comportamientos repetitivos, conexiones inusuales e intereses excepcionalmente restringidos). Acelerones en la intervención de desarrollo e intensiva dirigidos a habilidades de comunicación y lenguaje hablado entre 24 y 36 meses de edad también pueden impactar en la estabilidad de puntuaciones específicas, mientras el marco de referencia más amplio tomado por clínicos experimentados tiene en cuenta estos factores.

Para el análisis enfocado en heterogeneidad fenotípica entre los hermanos de Alto Riesgo, el estudio dividió los bebés varones de alto riesgo que no fueron diagnosticados con TEA en el resultado en (1) aquellos para los que nunca hubo preocupación clínica y cuyo desarrollo típico se determinó a los 24 y 36 meses (AR-TEA_No-Dx), N=18 ; y (2) aquellos para los que hubo preocupación clínica documentada en uno cualquiera de la valoraciones clínicas. Estas preocupaciones representaban síntomas transitorios o subumbral que no cumplían criterios para TEA en evaluaciones a los 24 o 36 meses. Como no hay criterios consensuados para la asignación de diagnóstico de esta categoría subumbral, también llamada "Fenotipo de Autismo Ampliado" (FAA), hemos seguido convenciones adoptadas actualmente como se ha definido anteriormente, y como se determina a través del procedimiento de diagnóstico de mejor estimación. N=10 hermanos bebés varones cumplieron estos criterios (AR-TEA_FAA).

Se asignó pertenencia a grupo de "DT" para el niños BR-DTx a los 24 meses si no había preocupación de TEA y si las puntuaciones de valoración de desarrollo del niño en la Mullen no mostraban dos puntuaciones que se encontraran 1 SD por debajo de la media o una puntuación que se encontrara 1.5 SD por debajo la media. A los 33 meses, el grupo BR-DTx entero también completó un Vineland a fin de determinar el mantenimiento del estado DT; en caso de que hubiera alguna preocupación de desarrollo se le invitó a completar un protocolo de caracterización clínica completa a la edad de 36 meses. Los 25 varones de la cohorte BR-DTx confirmaron tener un resultado típico.

Datos de caracterización clínica de TEA, AR-no-TEA y DT: Comparaciones grupales. Aquí se proporcionan datos de caracterización clínica para las comparaciones de resultados entre los N=11 TEA y N=28 AR-no-TEA niños varones, y entre los N=11 TEA y los N=25 DT niños varones. Como se señala anteriormente, de los N=59 niños originales AR-TEA, N=12 se convirtieron a una diagnosis de TEA a los 24 meses, confirmado de nuevo a los 36 meses: 10 varones y 2 hembras. Debido al pequeño número de hembras, se excluyeron de análisis de datos actual. De los restante N=47 niños en el grupo AR-TEA, N=28 eran varones y N=19 eran hembras. Un niño varón del N=51 grupo BR-DTx mostró comportamiento preocupante a los 12 meses y se convirtió a una diagnosis de TEA a los 24 meses (y de nuevo se confirmó a los 36 meses); ese niño, por lo tanto, se incluyó en el grupo de TEA (N=11 en total). Por motivos de comparación, también se han realizado análisis con ese niño excluido (descritos en mayor detalle más adelante). Como se señala anteriormente, el estado desarrollado típicamente de los restantes N=50 BR-DTx niños fue valorado a los 24 y luego fue confirmado de nuevo a los 33 (y, si fuera necesario, 36) meses. De estos, N=25 eran varones y N=25 eran hembras. Los datos de niños DT varones proporcionaron los puntos de referencia normativos para los gráficos de crecimiento típico de atención visual social usados en análisis de datos.

Como pertenencia a grupo de diagnóstico se asignó primero a los 24 meses, aquí se proporcionan resúmenes de diagnóstico (ADOS) y de desarrollo (Mullen y Vineland) en esa edad para el grupo de t Ea (N=11), todos varones, y para el grupo de AR-no-TEA (N=28), todos varones, de la cohorte basada en riesgo AR-TEA. A continuación en la tabla 4 se proporcionan comparaciones de datos.

Tabla 4. Comparación de datos de los resúmenes de diagnóstico y de desarrollo.

Grupo TEA1 Grupo AR-no-TEA1 valores de t37 valores de p N 11 28

ADOS-SA2 7.55 (4.46) 3.93 (2.59) 3.169 0.003 ADOS-RRB3 3.91 (1.7) 1.96 (1.31) 3.817 <0.001 ADOS-Total45 11.45 (5.06) 5.89 (2.92) 4.306 <0.001 Mullen, NV AE6 23.36 (6.20) 25.46 (4.59) -1.163 0.252 Grupo TEA1 Grupo AR-no-TEA1 valores de t37 valores de p

Mullen, RL AE7 22.45 (7.59) 24.50 (6.66) -0.829 0.412

Mullen, ELV AE8 22.18 (7.56) 26.75 (6.26) -1.932 0.061

Vineland, CommAE9 19.73 (5.85) 25.14 (5.68) -2.657 0.012

Vineland, SocAE10 16.18 (3.63) 19.00 (2.19) -2.978 0.005

1 grupo de TEA = trastornos del espectro autista; AR-no-TEA = Resultado sin Trastorno del Espectro Autista del Grupo de Alto Riesgo

2 ADOS-SA: Programa de Observación de Diagnóstico de Autismo, Agrupación de Afecto Social; puntuaciones más altas en la ADOS indican sintomatología de autismo más grave;

3 ADOS-RRB: Programa de Observación de Diagnóstico de Autismo, Agrupación de Comportamientos Restringidos y Repetitivos; puntuaciones más altas en la ADOS indican sintomatología de autismo más grave;

4 ADOS-Total: Programa de Observación de Diagnóstico de Autismo, Suma de ADOS-SA ADOS-RRB; puntuaciones más altas en la ADOS indican sintomatología de autismo más grave;

5 Corte del Espectro de Autismo = 8;

6 Mullen, NV: Escalas Mullen de Aprendizaje Temprano, equivalente de edad de recepción visual (función no verbal); 7 Mullen, RL: Escalas Mullen de Aprendizaje Temprano, equivalente de edad de lenguaje receptivo;

8 Mullen, EL: Escalas Mullen de Aprendizaje Temprano, equivalente de edad de lenguaje expresivo;

9 Vineland, CommAE: Escalas Vineland de Comportamiento Adaptativo, equivalente de edad del dominio de comunicación (en meses);

10 Vineland, SocAE: Escalas Vineland de Comportamiento Adaptativo, equivalente de edad del dominio de socialización (en meses);

Los grupos TEA y la AR-no-TEA difieren significativamente en los niveles de sintomatología de autismo; que lo esperado, el grupo de TEA mostró niveles más altos de síntomas en las agrupaciones de Afecto Social (ADOS-SA) y de Comportamientos Restringidos y Repetitivos (ADOS-RRB) así como en las puntuaciones ADOS Total (ADOS-Total). A los 24 meses, el grupo de TEA tenía una puntuación media ADOS-Total de 11.45, superando por cerca de 3.5 puntos la puntuación de corte TEA de 8. Los grupos TEA y AR-no-TEA también diferían significativamente en los niveles de comportamientos adaptativos en los dominios de Comunicación y Socialización, con el grupo de TEA mostrando niveles significativamente menores de capacidades en estas áreas. Los grupos TEA y AR-no-TEA exhibieron niveles comparables de función no verbal y verbal (aunque los niveles de habilidades de Lenguaje expresivo tendían en la dirección de niveles más altos obtenidos para el grupo AR-no-TEA). Estos resultados confirman que el grupo de TEA mostró niveles más altos de sintomatología de autismo y menores niveles de habilidades adaptativas sociales y comunicativas mientras que es comparable en niveles de habilidades cognitivas y receptivas de lenguaje. Estos resultados son coherentes con diferencias esperadas entre grupos TEA y AR-no-TEA de un cohorte inicial AR-TEA.

Para análisis de regresión (véase la Figura 21), el experimento usó datos de resultados a los 24 meses para maximizar la comparabilidad con trabajo anterior en sección transversal y longitudinal. Correlación entre el descenso en la fijación en ojos y puntuaciones ADOs en cualquiera de 24 o 36 meses no fue significativamente diferente, z = 0.86, P = 0.390 (transformación r a z de Fisher). Aunque el experimento usó la ADOS-SA como medida de resultado primario, el descenso en la fijación en ojos también se asoció significativamente con puntuación Total ADOS, r = -0,731 [-0.23 - -0.93, IC del 95 %], P = 0.01. El experimento también comparó medidas entre el tiempo de asignación de pertenencia de diagnóstico a los 24 meses y confirmación de diagnóstico a los 36 meses: una comparación de puntuaciones ADOS en cada uno de los 2 tiempos de ensayo para los N=11 niños TEA no reveló diferencias significativas en medidas de grupo de ADOS-SA (media = 7.55, s D = 4.45, y media = 7.27, SD = 3.63, respectivamente, para 24 y 36 meses); ADOS-RRB (media = 3.91, SD = 1.70, y media = 3.27, SD = 1.48, respectivamente, para 24 y 36 meses); y ADOS-Total (media = 11.45, SD = 5.06, y media = 10.55, SD = 4.20, respectivamente, para 24 y 36 meses). La comparación fue entre módulo 1 ADOS a los 24 y a los 36 meses a fin de asegurar comparabilidad de puntuaciones en la 2 edades. Aunque todos menos 3 niños con TEA fueron capaces de completar la ADOS-2 (es decir, cumplieron los criterios de lenguaje expresivo para un suministro significativo de este módulo), puntuaron en ambos ADOS-1 y ADOS-2 porque, como regla, las puntuaciones en un módulo más alto son típicamente más altas (es decir, indican mayor discapacidad) porque las exigencias sobre el niño son más altas.

Para la comparación entre los N=11 niños TEA y los N=25 DT, a los 6 meses de edad, no hubo diferencias significativas entre grupos en habilidades no-verbales/cognitivas o (pre)verbales/lenguaje, medidas como puntuaciones equivalentes en edad en meses, con Media (SD) para DT = 5.8 (0.6) vs. TEA = 5.6 (0.9) para habilidades noverbales/cognitivas; y DT = 5.1 (0.6) vs. TEA = 4.7 (1.1) para habilidades receptivas/expresivas (pre)verbal/lenguaje. A los 12 y 24 meses, los dos grupos no diferían en habilidades no-verbales/cognitivas (P = 0,118 y P = 0,136, respectivamente), pero diferían en habilidades receptivas/lenguaje expresivo (consistente con la déficit de comunicación esperado en deambuladores con autismo), con media de 10.5 (2.0) para DT vs. 8.8 (2.2) para TEA a los 12 meses (P = 0.032); y 27.4 (4.4) para DT vs. 22.3 (7.3) para TEA a los 24 meses (P = 0.036).

Finalmente, para el análisis enfocado en heterogeneidad fenotípica entre los bebés hermanos de Alto Riesgo, los grupos AR-TEA_FAA y AR-TEA_No-Dx difirieron significativamente en niveles de sintomatología de autismo; como se esperaba, el grupo AR-TEA_FAA mostró niveles más altos de síntomas en las puntuaciones ADOS Total (ADOS-Total) respecto a la AR-TEA_No-Dx, con media de 9.7 (3.1) y 4.8 (2.4), respectivamente (t(26) = 4.65, p < 0.001). Estos resultados son coherentes con diferencias esperadas entre estos grupos.

Tamaño de muestra. Se seleccionó un tamaño de muestra según cálculos de potencia sobre la base de trabajo anterior en deambuladores con TEA, en los que el tamaño de efecto de diferencias entre grupos TEA vs. DT en la fijación en ojos fue igual a d = 1.56 (Cohen's d). Se esperaba mayor variabilidad en desarrollo de bebé típico y así se redujeron las expectativas de tamaños de efecto y aumentó la ratio de adjudicación de muestras. A fin de observar resultados en sección transversal con "grandes" tamaños de efecto esperados (0.8 o mayor), con a-nivel estándar de 0.05, potencia igual a 0.8, y con ratio de adjudicación de muestras igual a 4 (aumentado de 2.4 TD:ASD), se calculó que se necesitaban muestras de N=12 niños con TEA y N=50 niños DT. Se esperaban porciones de sexos en TEA que llevaran a al menos 9 chichos con TEA y 25 niños DT, este tamaño de muestra también se potenció adecuadamente para detectar diferencias específicas de sexo (requiriendo tamaños de efecto esperado ligeramente más grandes, en d = 1.0). Con una tasa de conversión esperada del 20 % (conversión de AR-TEA a TEA, coherente con otros estudios de bebés hermanos), se esperaba una confirmación de N=12 niños de TEA en resultado requiriera una cohorte inicial de 60 bebés AR-TEA.

En línea con estas estimaciones, se realizaron análisis en la primera cohorte registrada consecutivamente de N=59 hermanos AR-TEA de niños con TEA, y N=51 niños de bajo riesgo (BR-DTx). Se realizaron análisis cuando 12 bebés AR-TEA recibieron diagnósticos confirmatorios de TEA a los 36 meses. El tamaño de muestra total de N=110 se compara bien con otros estudios famosos de bebés con riesgo de TEA. La potencia estadística fue aumentada por muestreo repetido: estos 110 niños completaron más de 960 visitas y más de 7893 pruebas de procedimientos experimentales de seguimiento de ojos. Ratios de sexo en el resultado de grupo TEA fueron aproximadamente como se esperaba (10:2 varón a hembra), y, adicionalmente, un bebé BR-DTx también recibió una diagnosis TEA a los 36 meses. En total, N=11 niños varones TEA fueron confirmados a los 36 meses. Aunque esta muestra todavía es relativamente pequeña en términos absolutos, tamaños de efecto para comparaciones entre grupos de fijación longitudinal en ojos, cuerpo y objetos (trazadas en la Figura 18), con valores de Cohen's d que van de 1.18 a 1.26, indican potencia adecuada para la detección de diferencias. Adicionalmente, esta muestra es la más grande recogida hasta ahora con datos a la edad de 2 meses para niños diagnosticados posteriormente con TEA. Algunos otros estudios famosos han incluido recogida de datos en el primer año de vida, pero más a menudo únicamente a los 6 y/o 12 meses de edad. El estudio actual complementa aquellos planteamientos al usar un tamaño de muestra global más pequeño pero muestreo más frecuente, con más de 400 sesiones exitosas de recogida de datos completadas en el momento que estos bebés alcanzaron la edad de 6 meses.

Bebés hembra con TEA. No se incluyeron datos de hembras en el análisis principales debido a preocupaciones acerca de conclusiones que se podrían o deberían extraer sobre la base de 2 participantes hembra. Dada la ratio de casi 5:1 varón:hembra en trastornos del espectro autista, el problema de tamaño de muestra para estudiar hembras con autismo, especialmente cuando se utiliza una estrategia de bebés hermanos basada en riesgo, es desalentadora pero no inesperada.

Procedimientos experimentales

Consideraciones en la selección del diseño experimental. La meta en este estudio era ensayar el grado al que medidas basadas en comportamiento de mecanismos sumamente conservados evolucionadamente, y emergidos tempranamente en el desarrollo de adaptación social típica puede ser interrumpido en trastornos del espectro autista (TEA), en un punto antes de la manifestación de síntomas evidentes de discapacidad social. Para esta finalidad, se adoptó un diseño marcado por 3 rasgos principales.

Enfoque en habilidades sociales fundacionales. El experimento se enfocó en interrupciones de las habilidades sociales fundacionales que ya están en línea en bebés típicos desde los primeros días y semanas de vida. Esta opción se hizo porque varios grupos de investigación han realizado estudios del transcurso natural de síntomas de autismo usando métodos observacionales y experimentales, sin claros indicadores de sintomatología TEA evidente en el primer año de vida. El experimento se enfocó en cambio en si mecanismos normativos de desarrollo social estaban intactos o interrumpidos en bebés con TEA, y cómo se formaban esos mecanismos en bebés DT durante desarrollo temprano. Este planteamiento sigue la idea de que entre responsabilidad genética y síntomas de comportamiento se encuentra la interrupción de mecanismos normativos de socialización sumamente conservados; la interrupción de estos mecanismos no es un síntoma en sí o por sí mismo, sino en cambio una divergencia en el curso de desarrollo que más tarde hará surgir síntomas.

Muestreo prospectivo denso de comportamiento temprano en bebés. El vertiginoso ritmo de social y desarrollo comunicativo en el primer año de vida, junto con la correspondiente especialización cerebral en ese mismo periodo de tiempo, sugiere que medidas de la infancia deben mantener el ritmo con los logros de la infancia. Con este fin, a fin de cuantificar desviaciones atípicas de trayectorias de desarrollo normativo, se seleccionó un diseño de muestreo de alta densidad, ocurriendo la recogida de datos 5 veces antes de la edad de 6 meses, un total de 7 veces para la edad de 12 meses, y 10 veces para la edad de 24 meses.

Gráficos de crecimiento longitudinal de atención visual preferencial con coespecíficos. La recogida intensiva de datos permitió al experimento modelar, con suficiente potencia estadística en mediciones repetidas, "gráficos de crecimiento" de atención visual social normativa con la hipótesis de que desviaciones de la misma indicarían un marcador de TEA en curso. Como muchos otros fenómenos en la naturaleza, el despliegue de la atención visual social de los bebés es sumamente variable; en únicos instantes en sección transversal, o incluso en 2 o 3 instantes, que la variabilidad debilitará drásticamente la potencia estadística para detectar cambios de desarrollo significativos. Sin embargo, muestreo repetido puede clarificar la predictibilidad robusta de patrones de maduración.

La variabilidad abordada de experimento en datos individuales al usar Análisis de Datos Funcionales (FDA) para generar curvas de crecimiento, ya que FDA modela explícitamente la variación estadística tanto en escala temporal como en amplitud. Este planteamiento mejoró enormemente la detección de rasgos comunes en la forma de trayectoria y desviaciones individuales (en magnitud y temporización) respecto a datos normativos. El experimento también repitió todos los análisis con análisis de curva de crecimiento tradicional usando modelo lineal jerárquico (MLJ).

Equipamiento. Se consiguió seguimiento de ojos en laboratorios tanto de bebés como de deambuladores (como se ha descrito anteriormente) mediante una técnica de reflexión oscuro de pupila/córnea basada en vídeo, con hardware y software creados por ISCAN, Inc. (Woburn, MA, EE. UU.). Los sistemas emplear cámaras de seguimiento de ojos montadas a distancia con datos recogidos a una tasa de 60 Hz. Se establecieron puntos de referencia de los sistemas contra otro seguidor de ojos que recoge datos a 500 Hz (SensoMotoric Instruments GmbH, Teltow, Alemania), en ambos bebés y deambuladores, para asegurar que la 60 frecuencia de Hz era suficiente para identificar de manera fiable inicio y desviación de movimientos sacádicos en un velocidad de umbral de 30° por segundo.

Calibración. Se usó un esquema de calibración de cinco puntos, que presentaba puntos de luz girando y/o destellando así como dibujos animados, con un tamaño de 1° a 1.5° del ángulo visual, todos acompañados con sonidos. Para los bebés, estímulos de calibración comienzan como objetivos grandes (>= 10° en dimensiones horizontal y vertical) que entonces se encogen (por medio de animación) a su tamaño final de 1° a 1.5° de ángulo visual. A la rutina de calibración le siguió verificación de calibración en la que se presentaron más animaciones en cinco ubicaciones en pantalla. Por todo el resto de la sesión de ensayos, se mostraron objetivos animados (como los usados en el proceso de calibración) entre vídeos experimentales para medir la deriva en la precisión de calibración. De esta manera, se verificó la precisión de los datos de seguimiento de ojos antes de comenzar las pruebas experimentales y luego se comprobó repetidamente entre segmentos de vídeo conforme continuaban los ensayos. En caso de que la deriva superaba 3°, se detenía la recogida de datos y se recalibraba al niño antes de presentar vídeos adicionales.

De esta manera, se incluyeron datos si el procedimiento de verificación indicaba ubicaciones de fijación no más lejos de 3° de centro de objetivo; en la mayoría de casos, como se ve en la Figura 28, la precisión estaba bastante dentro de este límite. Además, la Figura 28 incluye fijaciones en el "peor caso", porque incluye fijaciones que iniciaron una parada de recogida de datos y recalibración del niño; estas medidas se incluyen para mostrar el intervalo completo de los ensayos de precisión.

La deriva mínima permisible se estableció a 3.0° porque la región de ojo promedio en los vídeos (estímulos) se limitó a 8.0° por 6.9° del ángulo visual de los participantes. Al establecer la deriva permisible mínima a 3.0°, se aseguró que la varianza de población en la precisión de calibración se encontraría dentro de 6.0°. La precisión real, como se muestra en la estimaciones de densidad Kernel en la Figura 29, es mejor que el peor caso de una distribución uniforme en una región de 6.0°. Como se muestra en la Figura 29, la distribución de probabilidad de ubicaciones de fijación respecto a objetivo fue ponderada fuertemente dentro de la 1-2° central y la ROI discriminado mínimo es menor que el tamaño de las ROI objetivo en todos los meses. Incluso la ROI boca, que delimita únicamente 5.7° en la dirección vertical, es discriminable con precisión bastante por encima de umbrales de casualidad.

Realización de tarea. Dadas las edades jóvenes a las que se recogieron datos, y como control para diferencias entre grupos en atención para tarea y término de procedimientos, el experimento ensayó diferencias en la duración de datos recogidos por niño (DT = 71.25(27.66) min., TEA = 64.16(30.77) min., t34 = 0.685, P = 0.498); y diferencias en la distribución de edades a la que ocurrió recogida de datos exitosa (k = 0.0759, P = 0.9556; Kolmogórov-Smirnov 2 muestras). Pruebas en las que un niño no se fijó en la pantalla de presentación durante un mínimo del 20 % de la duración total de la prueba se excluyeron del análisis. El experimento ensayó diferencias entre grupos en porcentaje del tiempo empleado realizando movimiento sacádico, parpadeo o mirando fuera de la pantalla. Y dado el interés en los resultados para los primeros 6 meses solo así como para la trayectoria entera de 24 meses, los análisis se realizaron para ambos periodos de tiempo.

Como se ve en la Figura 23, entre los meses 2 y 6, no hubo diferencias significativas entre grupos en tiempo de fijación global (véanse las Figuras 23A-23C) (sin efecto principal de la diagnosis, F(1,21.652) = 0.958, P = 0.339, ni interacción de diagnosis por edad, F(1,20.026) = 0.880, P = 0.359, mediante modelo lineal jerárquico (MLJ), descrito en mayor detalle más adelante); ni en porcentaje de tiempo de visualización empleado realizando movimiento sacádico (véanse las Figuras 23D-23F) (sin efecto principal de la diagnosis, F(1,27.189) = 0.250, P = 0.621, ni interacción de diagnosis por edad, F(1,26.430) = 0.561, P = 0.460, mediante modelo lineal jerárquico). Durante todo el periodo de recogida de datos (meses 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 15, 18 y 24), datos sin fijación (movimientos sacádicos parpadeos fijaciones fuera de pantalla) no fueron significativamente diferentes entre grupos, sin efecto principal de la diagnosis (F(1,234,012) = 2.701, P = 0.102), y sin interacción de diagnosis por mes (F(1,1776.615) = 3.447, P = 0.064). En el último análisis, se observó una diferencia de nivel de tendencia, impulsada por el aumento de fijación fuera de la pantalla en el mes 24 en el grupo de TEA.

Precisión de la calibración. Se midió la precisión de calibración como la distancia entre la ubicación de fijación de un niño y el centro de la ubicación de objetivo (para cada objetivo presentado). La precisión de calibración promedio fue menos de 0.5 grados de ángulo visual en la mayoría de todos los meses (véase la Figura 28A), y en cada mes, la precisión de calibración promedio fue menos de 1.5 grados de ángulo visual.

La precisión de calibración no fue significativamente diferente entre grupos seccionados trasversalmente, en cualquier sesión de recogida de datos (todas P > 0.15, t < 1.44; media P = 0.428; con comparaciones realizadas como ensayos independientes de muestras t, en cada mes de recogida de datos, sin corrección para múltiples comparaciones, para reducir la posibilidad de error Tipo II y ser conservador al identificar diferencias entre grupos), ni longitudinalmente, ya sea como efecto principal de la diagnosis (F1,2968.336 = 0.202, P = 0.65) o como interacción de diagnosis en el tiempo (F1,130.551 = 0.027, P = 0.87). Se realizaron análisis longitudinales de precisión de calibración mediante modelo lineal jerárquico, y la relación entre la precisión de calibración y la edad se modeló como función inversa. Los términos intercepción y B se modelaron como efectos fijos pero se permitió que variaran por grupo. Se calcularon grados de libertad mediante el método Satterthwaite (no se supusieron varianzas iguales).

Análisis de datos longitudinales. Como se ha descrito anteriormente, para examinar el desarrollo longitudinal de atención visual social, tanto para participantes individuales como en ambos grupos TEA y DT, se usó Análisis de Datos Funcionales (FDA) y Análisis Principal por Expectativa Condicional (PACE) (véanse las Figuras 17D y 17E, para ejemplos de resultados individuales, la Figura 18 para resultados de grupos, y la Figura 27). Aunque nos hemos enfocado en FDA/PACE a fin de vencer limitaciones inherentes a análisis en sección trasversal, así como algunas limitaciones potenciales de análisis de curva de crecimiento tradicional, se repitieron todos los análisis usando modelo lineal jerárquico (véanse las Figuras 22-26, y tabla 3 referenciadas anteriormente).

Tras la convención de Ramsay y Silverman, también se trazaron las funciones de superficie de correlación para datos de fijación en cada grupo; estas son estimaciones continuas de las correlaciones mes-a-mes en patrones de mirada (es decir, una medida de la correlación entre fijación en el mes 2 con fijación en el mes 3, con fijación en el mes 4, etc.). Para fijación en ojos, en bebés diagnosticados posteriormente con TEA, se observaron correlaciones negativas cuando se comparan meses tempranos con meses posteriores, indicando una transición de fijación en ojos de alta a baja; una superficie de correlación positiva emerge a los meses 5 y 6, indicando después de eso que niveles de fijación en ojos permanecen bajos o descienden aún más. En niños DT, la superficie de correlación permanece generalmente alta y positiva, con depresiones de superficie coincidentes con periodos de transición de comportamiento (p. ej., entre 4-6 meses conforme aumenta la fijación en ojos, y de nuevo entre 12-18 meses conforme la fijación en ojos desciende para acomodar una creciente fijación en boca). La diferencias entre grupos en estas superficies indican diferencias en procesos de desarrollo subyacentes.

Como comparación metodológica para Análisis de Datos Funcionales, el experimento también analizó los datos usando modelo lineal jerárquico. Se valoró la presencia de patrones lineales y curvilíneos (cuadráticos y cúbicos) para Fijación relativa a la Edad por medio del siguiente modelo: Fijacióny = intercepción dij Bij (Edadij) B2j (Edady)2 B3j (Edadij)3 e j donde dij representa el modelado de efecto aleatorio normalmente distribuido dentro de dependencia de sujeto por grupo; ey representa el error residual distribuido normalmente; y los coeficientes B1, B2 y B3 indican como cambian los niveles de fijación con la edad y por grupo. Evaluación inicial de los datos indicó una relación inversa entre fijación en cuerpo y edad, y por lo tanto también se valoró con el siguiente modelo: Fijación en cuerpoij = di intercepción (Bij /Edadij) e¡j. En todos los casos, los términos intercepción y B se modelaron como efectos fijos pero se permitió que variaran por grupo. Se calcularon grados de libertad mediante el método Satterthwaite (no se supusieron varianzas iguales). Datos sesgados positivamente (p. ej. ensayos de fijación en cuerpo y en objetos) fueron transformados por logaritmo; los trazados muestran datos no trasformados. Se usaron ensayos F y ratios de logverosimilitud para determinar si una relación lineal, cuadrática, cúbica o inversa describía mejor los datos.

En las Figuras 24-26 se han trazado curvas de crecimiento del modelo lineal jerárquico (MLJ), y los parámetros de regresión para Ojos, Boca, Cuerpo y Objeto se dan en la tabla 3. Cambios relacionados con la edad en la fijación en ojos se caracterizaron mejor por una relación cúbica [F(1,1870.709) = 12.576, P < 0.001, con cambio en log-verosimilitud (-2LL) indicando encaje significativamente mejorado para cúbico respecto a cuadrático, X2(2) = 41.14, P < 0.01]. Cambios relacionados con la edad en la fijación en boca, sin embargo, se caracterizaron mejor por una relación cuadrática [F(1,1505.768) = 97.592, P < 0.001, con cambio en log-verosimilitud (-2LL) indicando encaje significativamente mejorado para cuadrático respecto a lineal, X2(2) = 93.05, P < 0.001, pero sin mejora para cúbico respecto a cuadrático, X2(2) = 2.14 P > 0.05]. Cambios relacionados con la edad en la fijación en cuerpo se caracterizaron mejor por una relación inversa [F(1,20.613) = 14.551, P = 0.001, con cambio en log-verosimilitud (-2LL) indicando encaje significativamente mejorado respecto a ambas funciones cuadrática, X2(2) = 47.298, P < 0.001 y cúbica, X2(4) = 16,464 P < 0.01]. Finalmente, cambios relacionados con la edad en la fijación en objetos se caracterizaron mejor por una relación cúbica ^ ( 1,1790.273) = 11.206, P = 0.001, con cambio en log-verosimilitud (-2LL) indicando encaje significativamente mejorado respecto a cuadrático, X2(2) = 23.563, P < 0.01].

Análisis revelaron efectos principales significativos de Diagnosis para fijación en Ojos, Boca, Cuerpo y Objetos [F(1,146,416) = 28.82, P < 0.001; F(1,51.794) = 6.275, P = 0.015; F(1,24.141) = 5.50, P = 0.028; y F(1,240.460) = 10.84, P < 0.001; respectivamente]; así como interacciones significativas Diagnosis x Edad para fijación en Ojos, Boca; Cuerpo y Objetos [F(1,1870.709) = 12.58, P < 0.001; F(1,1505.76b) = 13.103, P < 0.001; F(1,20.613) = 4.56, P = 0.045; y F(1,1790.273) = 11.21, P < 0.001; respectivamente].

Comportamiento temprano de la mirada respecto a resultados posteriores: A fin de explorar el grado al que comportamientos tempranos de la mirada relacionados con un espectro de afectación, el experimento midió el comportamiento de la mirada, de 2-6 meses, en relación a resultados de diagnóstico a los 36 meses (véase la Figura 19). Para hacerlo, si midieron niveles individuales de fijación en ojos (véase la Figura 19A) y «tasas de cambio» (Figura 19B) en la fijación en ojos. Se calculó el cambio medio en la fijación en ojos entre 2 y 6 meses, para cada bebé, y se creó una curva de característica operativa de receptor (ROC) para medir el solapamiento en distribuciones para niños afectados (bebés que fueron diagnosticados posteriormente con TEA) vs. niños no afectados (bebés d T) sobre la base del cambio medio o «tasa de cambio» en la fijación en ojos (véanse las Figuras 19A-19C) y fijación en cuerpo (véanse las Figuras 19G-19I). Como las curvas ROC en las Figuras 19C y 19I se basan (necesariamente) en datos usados para construir el modelo (y así darán resultados predispuestos optimísticamente), también se realizó una validación interna.

Para realizar la validación interna, el experimento usó validación cruzada dejando uno fuera (LOOCV), dividiendo el conjunto de datos de modo que cada bebé en la cohorte fue ensayado como caso de validación en relación al resto del conjunto de datos. Para cada bebé a su vez, se retiró la etiqueta de diagnóstico (de diagnosis de resultado), y entonces se calculó la fijación en ojos del bebé y la tasa de cambio en la fijación en ojos a través de expectativa condicional de cada posibilidad de resultado (ensayando explícitamente la supuesto de cada niño perteneciente a uno de los grupos la TEA o la DT como se determinó en el resultado). Este proceso rindió dos probabilidades por niño (las verosimilitudes, dado un cambio o «tasa de cambio» del niño en la fijación en ojo o en cuerpo, de pertenecer a uno de los grupos de resultado), y de estas probabilidades, se calculó una única razón de momios. Se computaron intervalos de confianza del 95 % de bootstrap para la curva ROC encajada.

Ensayos para observaciones influyentes: Datos del mes dos y niños individuales. Como en diagnosis estadística convencional para análisis de regresión, se realizó una serie de ensayos para valorar el impacto de las observaciones que podría ser excesivamente influyente en los datos como conjunto (es decir, valores atípicos u observaciones con mayor apalancamiento que el esperado). La Figura 29 compara curvas de crecimiento longitudinal cuando se incluyen o excluyen datos del mes dos. La exclusión de los datos del mes dos no altera significativamente las trayectorias para fijación en ojos, boca, cuerpo u objetos (véanse las Figuras 29A y 29B); ni altera las comparaciones entre grupos de los mismos También se realizaron ensayos de la influencia de datos del mes dos en la relación entre fijación en ojos y niveles de resultado de gravedad de síntoma dentro del grupo de TEA (véase la Figura 29C). Cuando se excluyeron datos del mes 2, el descenso en la fijación en ojos continúa para predecir significativamente el resultado futuro; esta relación alcanza significancia de nivel de tendencia a los 2-9 meses (P = 0.097), y es estadísticamente significativo después de eso (con r = -0,714 [-0.2 - -0.92, IC del 95 %], P = 0.014 para 2-12 meses). Finalmente, se ensayó la influencia de datos del mes dos en los resultados para niños individuales. Mientas intervalos de confianza para las curvas ROC de validación cruzada aumentan en tamaño (como se esperaba, en proporción a la reducción en datos que surge al excluir el mes 2), los niveles de solapamiento entre grupos permanecen significativamente diferentes de la casualidad, y no son significativamente diferentes de las curvas calculadas cuando se incluyen los datos del mes 2 (véase la Figura 29D).

El experimento también valoró el impacto del bebé de bajo riesgo que recibió una diagnosis TEA en el resultado. La inclusión o exclusión de los datos de ese niño no alteran significativamente las trayectorias para fijación en ojos, boca, cuerpo u objetos; ni altera la relación clínica con niveles de resultado de gravedad de síntoma; ni el grado de solapamiento en puntuaciones para niños con TEA respecto a resultados DT sobre la base de sus patrones de mirada en los primeros 6 meses de vida.

El experimento también valoró el impacto del bebé que más tarde recibió una diagnosis de TEA y que exhibió el descenso más pronunciado en fijación en ojos temprana. La inclusión o exclusión de los datos de ese niño no alteran significativamente las trayectorias para fijación en ojos, boca, cuerpo u objetos; ni altera la relación clínica con niveles de resultado de gravedad de síntoma; ni el grado de solapamiento en puntuaciones para niños con TEA respecto a resultados DT sobre la base de sus patrones de mirada en los primeros 6 meses de vida.

Sobre la base de las discusiones anteriores, se entenderá que sistemas, dispositivos y métodos descritos en esta memoria pueden ser implementados en circuitería electrónica digital, en hardware, firmware, software de ordenador o en combinaciones de los mismos. El aparato de la divulgación se puede implementar en un producto de programa informático plasmado tangiblemente en un dispositivo de almacenamiento no transitorio legible por máquina o no transitorio legible por ordenador para ejecución por un procesador programable. Etapas de método o proceso de la divulgación pueden ser realizadas por un procesador programable que ejecuta un programa de instrucciones para realizar funciones de la divulgación que funcionan sobre la base de datos aportados y al generar datos de salida. Los sistemas, dispositivos y métodos pueden ser implementados usando uno o varios programas informáticos que son ejecutables en un sistema programable, que incluye al menos un procesador programable acoplado para recibir datos y trasmitir datos a un sistema de almacenamiento, al menos un dispositivo de entrada y al menos un dispositivo de salida, respectivamente. Se pueden implementar programas informáticos en un lenguaje de programación de altonivel u orientado a objetos, y/o en código máquina o de ensamblaje, o cualquier otro lenguaje o código adecuados. El lenguaje o el código pueden ser un lenguaje o código compilados o interpretados. Los procesadores pueden incluir microprocesadores de finalidad general y especial. Un procesador recibe instrucciones y datos de las memorias. Dispositivos de almacenamiento adecuados para plasmar tangiblemente ordenador programa instrucciones y datos incluyen formas de memoria no volátil, incluidas a modo de ejemplo, dispositivos semiconductores de memoria, tales como EPROM, EEPROM, y dispositivos de memoria rápida; discos magnéticos tales como discos duros internos y discos extraíbles; discos magneto-ópticos; y Discos Compactos. Cualquiera de lo anterior se puede suplementar o incorporar en ASIC (circuitos integrados específicos de aplicación).

La anterior es meramente ilustrativo de los principios de la divulgación, y los sistemas, dispositivos y métodos se pueden poner en práctica mediante otras de las realizaciones descritas, que se presentan a modo de ilustración y no de limitación. Aunque las realizaciones y rasgos en esta memoria se describen específicamente para uso en conexión con recoger y analizar datos de seguimiento de ojos de sujetos para la valoración, cribado, monitorización o diagnosis de trastornos del espectro autista (TEA), se entenderá que los sistemas, dispositivos y métodos también se pueden aplicar a otras capacidades o discapacidades de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales, así como otras afecciones, incluyendo, pero sin limitación a esto, trastornos del lenguaje, discapacidades intelectuales, discapacidades de desarrollo con o sin presencia de trastornos genéticos conocidos, así como trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), trastorno por déficit de atención (TDA), trastorno por estrés postraumático (PTSD), trauma cerebral, conmoción cerebral, lesiones deportivas y demencia. Se entenderá que tales datos, si no se indican medidas para un trastorno, pueden proporcionar una medida del grado de tipicidad de desarrollo normativo, que proporciona una indicación de variabilidad en desarrollo típico. Además, todos los componentes y otros rasgos resumidos a continuación se pueden combinar entre sí de cualquier manera adecuada y se pueden adaptar y aplicar a sistemas fuera de diagnosis médica. Por ejemplo, los estímulos visuales interactivos de la presente divulgación se pueden usar como herramienta terapéutica. Además, los datos recogidos pueden rendir medidas de ciertos tipos de estímulos visuales a los que los sujetos atienden preferencialmente. Tales medidas de preferencia tienen aplicaciones tanto en como sin los campos de diagnosis médica y terapia, que incluye, por ejemplo industrias publicitarias u otras donde datos relacionados con preferencia de estímulos visuales es de interés.

A los expertos en la técnica se les ocurrirán variaciones y modificaciones tras revistar esta divulgación. Los rasgos descritos pueden implementarse, en cualquier combinación y subcombinación (incluidas múltiples combinaciones y subcombinaciones dependientes), con una o más de otras de las características descritas en esta memoria. Las diversas características descritas e ilustradas arriba, incluido cualquier componente de las mismas, pueden combinarse o integrarse en otros sistemas. Además, ciertas características pueden omitirse o no implementarse.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para identificar un cambio en la fijación visual de un individuo a lo largo del tiempo durante al menos dos sesiones, el método comprende las etapas de:

posicionar un individuo en un aparato de recogida de datos (100) durante una primera sesión (1604), el aparato tiene un dispositivo de exposición (103) para exponer un estímulo al individuo y un sensor (104) para detectar la fijación visual del individuo en respuesta al estímulo expuesto por el dispositivo de exposición, en donde el individuo se posiciona en una orientación en el aparato de recogida de datos con respecto al dispositivo de exposición y el sensor que permite la recogida de datos de movimiento ocular;

durante la primera sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición (103) de un primer estímulo visual al individuo (1608);

recibir primeros datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto (1610);

posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos durante una segunda sesión (1604);

durante la segunda sesión, provocar la exposición en el dispositivo de exposición (103) de un segundo estímulo visual al individuo (1608);

recibir segundos datos de movimiento ocular desde el sensor que indican la fijación visual del individuo con respecto al segundo estímulo visual expuesto (1610); y

comparar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, los primeros datos de movimiento ocular con los segundos datos de movimiento ocular (1620 ) para identificar un cambio en la fijación visual para el individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto (1622), en donde el cambio en la fijación visual para el individuo se identifica sobre la base de una comparación de la fijación visual del individuo de la primera sesión a la segunda sesión, en donde el cambio en la fijación visual a lo largo del tiempo para el individuo de la primera sesión a la segunda sesión es un marcador de una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitiva, social o mental.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el cambio en la fijación visual comprende un descenso en la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto en comparación con el segundo estímulo visual expuesto.

3. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde el cambio en la fijación visual del individuo con respecto al primer estímulo visual expuesto en comparación con el segundo estímulo visual expuesto comprende un cambio en la fijación visual que es estadísticamente diferente de un cambio en la fijación visual medida en un grupo de individuos de comparación.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde los primeros datos de movimiento ocular y los segundos datos de movimiento ocular incluyen los datos de fijación visual indicativos de la fijación visual del individuo con respecto a una o más «regiones de interés» en el primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto.

5. El método de la reivindicación 4, en donde la una o más «regiones de interés» están predefinidas espacialmente.

6. El método de la reivindicación 4 o 5, en donde la una o más «regiones de interés» comprenden una o más regiones discretas del espacio visual.

7. El método de la reivindicación 6, en donde la una o más regiones discretas del espacio visual se miden en grados de ángulo visual igual a al menos dos veces la precisión resoluble mínima de los primeros datos de movimiento ocular o los segundos datos de movimiento ocular con una confianza estadística del 95 %.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en donde la etapa de comparar los primeros datos de movimiento ocular con los segundos datos de movimiento ocular (1620) comprende además generar, por medio de software que se ejecuta en el procesador, una representación gráfica de la fijación visual del individuo con respecto a la una o más «regiones de interés» en el primer estímulo visual expuesto y el segundo estímulo visual expuesto.

9. El método de la reivindicación 8, en donde la representación gráfica de la fijación visual del individuo comprende una o más líneas graduadas que marcan medidas de varianza con respecto a un grupo de comparación.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4-9, en donde el cambio en la fijación visual comprende un descenso en la fijación visual espacial del individuo con respecto a la una o más «regiones de interés».

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde el primer estímulo visual y/o el segundo estímulo visual comprenden uno o más de los siguientes: un estímulo visual estático, un estímulo visual dinámico, un estímulo visual pregrabado, un estímulo audiovisual pregrabado, un estímulo visual en directo, un estímulo audiovisual en directo, un estímulo bidimensional o un estímulo tridimensional.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde el primer estímulo visual y/o el segundo estímulo visual se normalizan para incitar respuestas de movimiento ocular específico con confianza estadística de más del 95 %.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde el primer estímulo visual y/o el segundo estímulo visual incitan respuestas de movimiento ocular a ubicaciones espacio-temporales discretas con confianza estadística de más del 95 %.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde el primer estímulo visual y/o el segundo estímulo visual tienen duraciones de presentación medibles iguales o al menos la mitad de la duración mínima de fijación de movimiento ocular para el individuo.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en donde el primer estímulo visual es el mismo que el segundo estímulo visual.

16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde el primer estímulo visual es diferente del segundo estímulo visual.

17. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde el aparato de recogida de datos (100) se adapta específicamente para individuos de menos de 24 meses de edad.

18. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en donde el aparato de recogida de datos (100) se adapta específicamente para individuos de menos de 6 meses de edad.

19. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en donde la primera sesión y la segunda sesión ocurren en dos de las siguientes edades del individuo: 2 meses de edad, 3 meses de edad, 4 meses de edad, 5 meses de edad, 6 meses de edad, 9 meses de edad, 12 meses de edad, 15 meses de edad, 18 meses de edad y 24 meses de edad.

20. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-19, en donde el aparato de recogida de datos (100) incluye un dispositivo de soporte (101) para sentar y confinar al individuo en la orientación con respecto al dispositivo de exposición (103) y el sensor (104).

21. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-20, en donde el aparato de recogida de datos (100) incluye un dispositivo de soporte (101) para posicionar linealmente al individuo con respecto al dispositivo de exposición (103) de manera que se minimiza una distancia lineal desde el dispositivo de exposición (103) a los ojos del individuo, mientras se maximiza el alcance focal dinámico disponible del sensor de movimiento ocular (104).

22. El método de la reivindicación 21, en donde la distancia lineal está en un intervalo de aproximadamente 40-80 cm y en donde el alcance focal dinámico disponible es aproximadamente de 50-70 cm.

23. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-22, en donde el aparato de recogida de datos (100) incluye un dispositivo de soporte (101) para posicionar rotacionalmente la cabeza y los ojos del individuo en una posición rotacional con respecto al dispositivo de exposición (103) de manera que la separación de párpados, cuando no está parpadeando, se maximiza en la distancia física más ancha, mientras se minimiza o elimina la oclusión de la córnea por el párpado.

24. El método de la reivindicación 23, en donde la posición rotacional de la cabeza del individuo con respecto al dispositivo de exposición se inclina hacia delante y hacia abajo en un intervalo de aproximadamente 0-24 grados.

25. El método de cualquiera de la reivindicación 1-24, en donde el sensor (104) comprende un dispositivo de seguimiento de ojos.

26. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-25, en donde las etapas de posicionar al individuo en el aparato de recogida de datos (1604) comprende además posicionar los ojos del individuo a aproximadamente 60 cm del dispositivo de exposición y el sensor, posicionar la cabeza del individuo en un ángulo inclinado hacia delante y hacia abajo a aproximadamente 12 grados, y estabilizar soportes de cabeza y cuello del aparato de recogida de datos para mantener la posición.

27. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-26, en donde la primera sesión y la segunda sesión están separadas por un periodo de tiempo predeterminado.

28. El método de la reivindicación 27, en donde el periodo de tiempo predeterminado es al menos un mes calendario.

29. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-28, que comprende además la etapa de depurar los primeros datos de movimiento ocular y/o los segundos datos de movimiento ocular para retirar puntos de datos de mala calidad sobre la base de recogida de datos insuficiente y/o calibración de datos de mala calidad.

30. El método de la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

recibir un primer conjunto de datos que comprende los primeros datos de movimiento ocular (1616) en donde la fijación visual del individuo corresponde a al menos una «región de interés» espacial en el primer estímulo visual;

recibir un segundo conjunto de datos que comprende los segundos datos de movimiento ocular (1616), en donde la segunda sesión se ha realizado después de la primera sesión;

generar, por medio de software que se ejecuta en un procesador, una representación del primer conjunto de datos y el segundo conjunto de datos (1624), en donde la representación demuestra fijación visual con respecto a la al menos una «región de interés» espacial; y

calcular, por medio de software que se ejecuta en un procesador, una «tasa de cambio» en la fijación visual para el individuo de la primera sesión a la segunda sesión sobre la base de la representación del primer conjunto de datos y el segundo conjunto de datos (1622),

en donde la «tasa de cambio» en la fijación visual de la primera sesión a la segunda sesión para el individuo es un marcador de una discapacidad o una capacidad de desarrollo, cognitivas, sociales o mentales.

31. El método de reivindicaciones 30, en donde la «tasa de cambio» en la fijación visual comprende un descenso en la fijación visual del individuo con respecto a la al menos una «región de interés» espacial.

32. El método de cualquiera de las reivindicaciones 30 o 31, en donde la «tasa de cambio» en la fijación visual del individuo comprende una desviación en la fijación visual que es estadísticamente diferente de un cambio en la fijación visual medida en un grupo de individuos de comparación.

33. El método de cualquiera de las reivindicaciones 30 a 32, en donde la representación comprende una representación gráfica de la fijación visual del individuo de la primera sesión a la segunda sesión.