FR2593381A1

FR2593381A1 - Procede et moyens de detection de la dyslexie

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Publication number: FR2593381A1
Application number: FR8701019A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1987-01-28
Publication date: 1987-07-31
Also published as: US4889422A; GB8701829D0; FR2593381B1; GB2185815B; DE3702528A1; JPS62249637A; CA1304788C; GB2185815A

Abstract

La présente invention concerne un procédé et les moyens de détection de la dyslexie. Une gamme de détecteurs des mouvements de l'îoeil est utilisée, ainsi qu'un moyen d'étalonnage qui évalue la position de l'îoeil à des intervalles inférieurs à 10 ms. Un moyen de traitement des données est utilisé pour isoler les échantillons significatifs et classer les échantillons des données gardées en catégorie des mouvements précédents de l'îoeil. Les configurations des mouvements de l'îoeil sont ensuite évaluées par rapport à une base de données statistique pour déterminer le type et la gravité de l'état diagnostiqué.

Description

PROCEDE ET MOYENS DE DETECTION DE LA DYSLEXIE

La présente invention est un procédé et un dispositif de diagnostic destiné à détecter différentes

conditions neurologiques, y compris la dyslexie. Le dispo-

sitif est particulièrement utile à des tests de diagnostic de la dyslexie basés sur des tâches qui ne concernent pas la lecture, et qui sont indépendantes des aptitude à la lecture. La dyslexie influence l'existence de millions de personnes dans le monde entier et exerce souvent des conséquences dévastatrices du point de vue psychologique, social et éducatif. C'est aussi l'un des sujets les plus controversés dans les domaines de la neurologie, de la psychologie, du développement et de l'enseignement. La controverse provient de la définition incomplète du syndrome de dyslexie et de théories contradictoires qui

concernent son étiologie.

Entre la dyslexie et d'autres défauts d'aptitude à la lecture, il existe une différence importante du fait que, contrairement à la dyslexie, les autres catégories de

défauts de lecture peuvent être prévus à partir de para-

mètres neurologiques, d'intelligence, socio-économiques, d'enseignement et psychologiques (de motivation et

d'émotion), connus pour nuire à la procédure de lecture.

Si, par exemple, un enfant éprouve des problèmes dans un ou plusieurs des domaines mentionnés ci-dessus, on peut

s'attendre à ce qu'il ait des problèmes de lecture.

L'importance de son manque d'aptitude à la lecture est définie par la gravité et le nombre des paramètres concernés. Au contraire, si un enfant ne présente aucun des problèmes ci-dessus, on peut s'attendre à ce qu'il devienne un lecteur normal. Les enfants sont actuellement considérés comme dyslexiques lorsque leur déficience à l'apprentissage de la lecture ne peut pas être prévu par des déficiences dans une quelconque des causes connues de

lecture médiocre. Des paramètres psychologique, socio-

environnant, d'enseignement et d'intelligence ne provo-

quent pas la dyslexie, bien qu'ils puisssent participer à sa gravité ou à sa guérison. Les causes de la dyslexie sont inconnues, et il y a un désaccord sensible sur les définitions de la dyslexie. Un manque de connaissances quant aux causes de la dyslexie a forcé à adopter des définitions basées sur des critères d'exclusion. Le diagnostic de la dyslexie par l'emploi de critères d'exclusion retarde les diagnostics d'au moins 1,5 à 2 ans après le début de la scolarité. Ceci a généralement comme conséquence de développer des problèmes psychologiques secondaires au défaut de lecture, et une efficacité limitée du traitement qui suit un diagnostic retardé. De plus, les enfants ne peuvent pas actuellement être considérés de manière univoque comme dyslexiques s'ils sont: (a) psychologiquement mal adaptés avant le début de la scolarité; (b) venus d'un contexte socio-culturel désavantagé; (c) privés d'enseignement, ou

(d) d'intelligence médiocre.

Il est donc souhaitable d'établir une définition qui identifie la dyslexie à partie de symptômes positifs du comportement, psychologiques et/ou physiologiques tels

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qu'un EEG anormal ou des potentiels évoqués et/ou des mouvements erratiques des yeux. Un avantage important d'une définition positive de la dyslexie est qu'elle rendrait possible un diagnostic non équivoque chez des enfants provenant d'un milieu socioculturel et éducatif désavantagé, ainsi que chez des enfants qui sont perturbés du point de vue psychologique ou dont l'intelligence est faible. L'auteur a premièrement remarqué qu'il existait une relation entre des mouvements erratiques de l'oeil et la

dyslexie, à l'Université de Manchester en Grande-Bretagne.

La première publication connue de ce travail a été faite dans le Manchester Evening News le 19 avril 1978. Cet article présentait un stimulus de test utilisant une série de lumières qui clignotaient de gauche à droite, un détecteur des mouvements de l'oeil et un moniteur vidéo spécial qui formait des tracés indiquant exactement vers quel endroit le sujet regardait. D'après cet article: "Il est simplement apparu que les dyslexiques étaient incapables de suivre convenablement les lumières *** tandis que le groupe de contrôle des lecteurs normaux y

parvenait sans difficultés".

L'auteur du brevet a écrit un article intitulé: "How to Catch His Eye", alors qu'il était à l'Université de Manchester, article qui a été publié dans le Nursing Mirror, le 31 janvier 1980, Vol0 150, p. 24-27. Cet article se concentrait sur différents types de détecteurs connus des mcuvements des yeux, sur leurs avantages et leurs inconvéniernts. Cat article passait en revue l'enregistrement photographique direct, les réflexions de la cornée, les lentilles de contact avec miroirs ou enroulement de fils enrobés, des procédés photoélectriques détectant la différence de réflexion entre l'iris sombre et la cornée blanche de l'oeil et l'électro-oculographie (EOG). Cet article n'impliquait pas les détecteurs des mouvements des yeux récapitulés) vers un dispositif à dyslexie, bien qu'il présente effectivement plusieurs critères souhaitables qui sont nécessaires avant de pouvoir utiliser un détecteur des mouvements de l'oeil dans un appareil de détection de la dyslexie. L'auteur a également publié un livre intitulé: Dyslexia Research and its Applications to Education, et a signé un chapitre intitulé: "Sequencing, Eye Movements and the Early Objective Diagnosis of Dyslexia". Cet ouvrage a été publié par John Wiley and Sons, Ltd. en Grande-Bretagne en octobre 1981. Ce chapitre ne décrit aucun dispositif ni procédé particulier d'analyse des mouvements de l'oeil mais traite de manière extensible de la différence des configurations des mouvements de l'oeil entre les dyslexiques et les lecteurs normaux ou lents. Le chapitre décrit effectivement un écran à LED clignotant de manière séquentielle, qui a été utilisé comme stimulus

visuel pour les tests.

Le brevet U.S. 3.583.794 présente un moniteur direct des mouvements de l'oeil à la lecture qui utilise deux cellules photoélectriques pour surveiller les mouvements de l'oeil, et enregistre le signal délivré par le détecteur des mouvements de l'oeil sur un diagramme en bandes mobiles pour obtenir une représentation graphique

du mouvement des yeux du sujet.

Le brevet U.S. 3.679.295 décrit un analyseur électronique automatique des configurations de lecture qui utilise des moniteurs photoélectriques des mouvements des yeux, et un circuit d'analyse de la sortie des moniteurs

pour obtenir les données analysées sous une forme alpha-

numérique lisible. Ce brevet décrit un dispositif électrique permettant de faire la distinction entre des avancements normaux et des régressions et balayages de

retour qu'il nomme les mouvements primaires caractéristi-

ques de la lecture. Cependant, le dispositif ne distingue pas entre les mouvements saccadés et prolongés et il apparaîtrait que sa vitesse d'échantillonnage n'est pas suffisamment rapide pour lui permettre de faire une distinction entre un mouvement suivi et une saccade. Avec un rythme d'échantillonnage à 100 ms, le dispositif n'aurait pas la possibilité d'isoler beaucoup des petits mouvements des yeux, y compris les mouvements saccadés régressifs qui figurent parmi les caractéristiques primaires de la configuration des mouvements des yeux des

dyslexiques.

Le brevet U.S. 4.003.642 propose l'utilisation d'un réseau linéaire de données pour faciliter le traitement numérique de la sortie d'un détecteur des mouvements des yeux.

Le brevet U.S. 4.474.186 décrit un système électro-

oculographJque informatisé, avec une commande de contre-

réaction pour les stimulus. Ce brevet propose d'utiliser un ordinateur dans le but d'analyser la sortie d'un détecteur EOG et de modifier les stimulus imposés à l'observateur selon les râsultats des tests analysés précédemment. L'analyse effectuée sur les données des mouvements des yeux n'est cependant pas du tout semblable à l'analyse conduite par l'auteur de la présente invention. En plus, actuellement, un système EOG n'est pas suffisamment sensible pour détecter de manière fiable des

petits mouvements de l'oeil.

Les brevets U.S. 3.842.822 et 3.952.728 déposés au nom de Levinson et Coll., décrivent différents types de dispositifs ou procédures de dépistage de la dyslexie dismétrique. Cependant, aucune de ces differences

n'analyse le mouvement des yeux du sujet.

Le brevet U.S. 4.102.564 expose l'analyse des mouve-

ments de l'oeil pour la détection d'un état neurologique, en particulier du nystagmus, qui comprend des mouvements oscillants spontanés courts et des mouvements saccadés des yeux. Le brevet U.S. 4.368.959 décrit un appareil et un procédé de test de la vision qui modifie le stimulus visuel afin de tester et de détecter la présence de scléroses multiples. Le brevet U.S. 4.237.383 intitulé: "High Speed Loading of Output Register of CCD Array System" décrit un réseau à semi-conducteur utilisé dans un système de formation d'images, possédant une charge et un cycle de

lecture suffisamment élevés pour faire partie des détec-

teurs des mouvements des yeux destinés à être utilisés

dans la présente invention.

La présente invention est un procédé et un moyen de détection d'états neurologiques, et en particulier de la dyslexie. D'autres états neurologiques, susceptibles d'être détectés par l'application de la présente invention comprennent la schizophrénie, les nystagmus, le déficit attentionnel, l'ivresse, les dégradations cérébrales, les scléroses multiples, la dystrophie cérébrale, ainsi que les effets de certains médicaments comme par exemple le valium, les amphétamines, le lithium, etc. La présente invention concerne plus précisément un procédé de détermination de l'existence de différents dérèglements neurologiques comprenant la dyslexie, la schizophrénie, la sclérose multiple, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinscn, l'hyperactivité, le défaut d'attention et des dérèglements neurologiques

provisoires résultant de l'alcool, de drogues psycho-

tropiques stimulantes, ledit procédé comprenant la stimulation des mouvements des yeux chez un sujet à tester pour lesdits dérèglements, la détection des mouvements des yeux dudit sujet pendant la stimulation, et la conversion de l'amplitude et de l'orientation du mouvement des yeux en un signal électronique, l'échantillonnage du signal électronique à intervalles prédéterminés, et la conversion desdits échantillons en données représentant les positions des yeux, l'analyse desdits échantillons de données afin d'isoler des mouvements saccadés, des mouvements saccadés et des fixations, la comparaison du nombre des mouvements saccadés régressifs avec les mouvements saccadés progressifs, dans le but de déterminer 1 existence desdits

dérèglements neurologiques.

De plus, la présente invention concerne un système automatisé de détermination de l1existence de différents 1p dérèglements neurologiques, comprenant la dyslexie, la schizophrénie, la sclérose multiple, la aladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, l'hyperactivité, le défaut d'attention et des dérèglements neurologiques provisoires dûs à l'alcool, à des drogues psychotropiques Ir et stimulantes, ledit systeme comprenant des moyens de

stimulation d'une configuration predéterminée des mouve-

ments des yeux chez un sujet à examiner pour détecter ses dérèglements, des moyens de détection des mouvements des yeux chez un sujet observant lesdits moyens de stimulation des mouvements des yeux, lesdits moyens de détection délivrant un signal électrique de sortie en réponse auxdits mouvements, des moyens processeurs pour recevoir ledit signal électrique de sortie, lesdits moyens de traitement comprenant encore, des moyens d'échantillonnage du signal de sortie à intervalles prédéterminés, afin d'obtenir une série de positions successives des yeux, des moyens pour convertir lesdites positions successives des yeux en données representatives des mouvements des yeux, des moyens d'analyse desdites données, la classification desdits mouvements des yeux et la différenciation entre des mouvements saccadés, et des fixations, et des moyens de sortie permettant la presentation desdites catégories

des mouvements des yeux.

La sortie d'un détecteur des mouvements des yeux est échantillonnée à une vitesse très rapide, par exemple toutes les 10 ms et moins et un programme de collecte des données est appliqué dans le but d'isoler le début et la fin de chaque mouvement des yeux, et d'éliminer les données intermédiaires afin de réduire la quantité des données qui doivent être traitées. Un programme de linéarisation est appliqué dans le but de linéariser les données collectées en conformité avec les résultats d'un

test d'étalonnage effectué avant la période d'enregistre-

ment, et/ou avec certains segments des données. Lorsque o10 les données ont été collectées et linéarisées, elles sont ensuite analysées en se servant du début et de la fin de chaque mouvement comme points de référence fixes. Le programme sépare ensuite les mouvements des yeux en fixation, mouvements saccadés, mouvements de vergence, mouvements de poursuite (à la fois à gauche et à droite) et clignotements. De plus, des mouvements de poursuite particuliers ou des mouvements saccadés tels qu'un balayage de retour, ou une intrusion saccadée dans une tâche de poursuite, peuvent également être isolés pour être évalués indépendamment. Finalement, il est prévu des moyens de visualisation des données de sortie de

différentes manières.

Les sujets ayant eu une déficience de la tension, les schizophrènes et les individus ivres, sont incapables de suivre la cible qui se déplace doucement, par un mouvement de poursuite de l'oeil, et doivent compter sur

les mouvements saccadés pour localiser la cible mobile.

L'invention est donc particulièrement utile à l'identification d'individus ayant des défauts séquentiels d'attention, d'à propos et un mauvais contrôle moteur. Le dispositif est particulièrement utile lors des testsde la tolérance des individus à l'alcool, puisque des mouvements erratiques des yeux existent non seulement pendant l'intoxication, mais aussi en présence de prédispositions

organiques.

La figure 1 est une vue schématique d'un système de traitement des données pour la mise en oeuvre de la présente invention; la figure 2 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue isométrique d'un sujet portant un détecteur des mouvements de l'oeil; la figure 4 est une vue schématique des circuits électroniques utilisés dans le détecteur des mouvements de l'oeil, représenté sur la figure 3; la figure 5a est une représentation schématique du niveau de tension sur l'un des canaux de données du détecteur des mouvements de l'oeil illustrés sur les figures 2 et 3; la figure 5b est une vue schématique du signal électrique présent sur l'un des canaux différentiels du détecteur des mouvements de l'oeil représenté sur les figures 2 et 3; la figure 5c est une vue schématique du niveau de tension prévu sur le canal de stimulus, dans sa relation avec le canal des données et le canal différentiel; la figure 6 est une vue en élévation d'un autre mode de réalisation du détecteur des mouvements de l'oeil; la figure 7 est une vue latérale du détecteur des mouvements de l'oeil, illustré sur la figure 6 j la figure 8 est une vue schématique d'un autre détecteur différent des mouvements de l'oeil utilisant un réseau de semi-conducteur; la figure 9 est une vue latérale d'un détecteur des

mouvements de l'oeil utilisant un réseau de semi-

conducteur; la figure 10 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation du détecteur des mouvements de l'oeil utilisant un réseau linéaire de diodes; la figure lla est un diagramme en bandes illustrant la configuration des mouvements de l'oeil à gauche et à droite chez un lecteur normal; la figure llb est un diagramme en bandes représentant la configuration les mouvements des yeux à gauche et à droite d'un lecteur lent; la figure llc est un diagramme en bandes représentant les mouvements des yeux à gauche et à droite d'un lecteur dyslexique; la figure lld est un diagramme en bandes illustrant les mouvements de l'oeil d'un lecteur normal suivant un stimulus visuel lumineux se déplaçant de manière séquentielle; la figure lie est un diagramme en bandes illustrant le mouvement de l'oeil d'un lecteur dyslexique suivant un stimulus visuel lumineux se déplaçant de manière séquentielle; la figure 12a est un imprimé établi par l'ordinateur illustrant la position relative de l'oeil d'un lecteur dyslexique pendant la lecture de deux lignes de texte. La dimension verticale représente le temps; la figure 12b est un imprimé semblable établi par l'ordinateur et illustrant la position relative de l'oeil d'un lecteur normal pendant la lecture de cinq lignes de texte; la figure 13a est une représentation schématique du mouvement de poursuite d'un oeil suivant une cible se déplaçant selon une configuration sinusoïdale; la figure 13b est une représentation schématique du mouvement de l'oeil d'un schizophrène, d'un individu ayant un déficit de l'attention, d'un sujet hyperactif ou ivre qui tente de suivre une cible se déplaçant selon une configuration sinusoïdale; la figure 14 est un organigramme du système illustrant un programme de collecte de données à utiliser avec le détecteur des mouvements de l'oeil illustré sur les figures 3, 4, 6 et 7; la figure 15 est un organigramme d'un autre programme de collecte de données à utiliser avec un détecteur des mouvements de l'oeil comme celui des figures

6 à 10;

la figure 15a est iun organigramme illustrant un programme de collecte de données en temps réel, pour le stockage de toutes les valeurs; la figure 16a est un organigramme illustrant la première partie d'un progralmme d'analyse des données qui obtient les données collectées et fait une distinction entre les fixations et les mouvements de l'oeil la figure 16b est un organigramme illustrant la seconde partie d'un programme d'analyse des données qui évalue les données collectées pour les fixations et les mouvements de l'oeil; la figure 16c est un organigramme illustrant la troisième partie d'un programme d'analyse des données qui évalue les mouvements des yeux par catégorie et les fixations, et associe des mouvements semblables lorsque cela convient; la figure 16d est un organigramme illustrant la quatrième partie d'un programme d'analyse des données qui évalue des fixations possibles en vue d'une autre classification; la figure 16e est un organigramme illustrant la cinquième partie d'un programme d'analyse des données qui évalue les mouvements possibles de l'oeil, en vue d'une autre classification; la figure 17 est un organigramme d'un programme de genération d'un état de sortie concernant les données de test analysées dans le programme illustré sur les figures 16a-16e, et comparant les données de test, dans le cas de la détermination d'une dyslexie, avec une base de données statistiques afin de déterminer la gravité de l'état dyslexique, les causes possibles et les recommandations de traitement. L'efficacité des mouvements de l'oeil se développe

presque parallèlement au processus de lecture. L'impor-

tance de l'utilisation des mouvements de l'oeil comme outil objectif pour l'étude des composantes individuelles du processus de lecture est encore renforcée par le fait que les performances des mouvements de notre oeil échappent à notre contrôle conscient pendant l'observation

d'un stimulus.

Les aptitudes à la lecture se développent progressi-

vement, en augmentant en précision et en vitesse au cours des années. Elles se développent en parallèle avec et sont nettement reflétées dans les configurations et les caractéristiques des mouvements de l'oeil du lecteur. La majeure partie de ce développement se produit pendant les trois ou quatre premières années de la scolarité. Les deux tiers environ du développement total des mouvements de l'oeil du lecteur qui se produit entre l'école primaire et

le niveau du collège, a été obtenu vers l'âge de 10 ans.

La configuration globale du développement des mouvements de l'oeil fait penser qu'au cours de la lecture aussi bien que de la recherche visuelle, il existe une relation inverse entre l'âge et la durée de fixation, et le nombre des mouvements d'avance et de régression de l'oeil, c'est-à-dire que plus l'enfant est âgé, plus la durée de fixation est courte. Habituellement, une fixation plus courte est une indication d'un temps de traitement d'information ou d'un temps de reconnaissance des mots

plus rapide.

Les régressions pendant la lecture ont été en partie attribuées à des problèmes que le lecteur éprouvait à comprendre le texte, à des grandes saccades en avant qui dépassent le sujet concerné et au contrôle sémantique

ainsi qu'aux possibilités de déduction.

L'auteur a découvert que les dyslexiques présen-

taient des mouvements erratiques de l'oeil pendant la lecture. Les principales caractéristiques des mouvements erratiques de l'oeil sont les nombres excessifs des mouvements de l'oeil, en particulier des régressions, qui apparaissent souvent à raison de deux autres mouvements successifs. La somme des amplitudes ou les amplitudes individuelles des régressions peuvent être supérieures au mouvement saccadé avant précédent. Ceci est très différent des configurations présentes par des lecteurs avancés, normaux, et retardés non dyslexiques, qui font des régressions isolées de même importance ou d'importance

inférieure au mouvement saccadé de progression précédent.

D'autres caractéristiques des mouvements de 1'oeil des dyslexiques conmprennent de grandes possibilités de variation en amplitude et en durée. L'impression globale donnée par la configuration des mouvements erratiques de l'oeil est irrégulière, de forie idiosyncratique et d'absence de configurations répétitives cohérentesd'une

ligne à l'autre.

Comme on peut le voir d'après la figure lia, le tracé d'un diagramte en bandes d'un enregistreur à stylet du mouvement de l'oeil d'un lecteur normal ressemble à la forme d'un escalier. Chaque marche représentée sur la 23 figure 1lia correspond à une ligne de texte. Plus le temps

passe à lire la ligne est long, plus la marche est longue.

Le premier dessus de "marche"" représente la première fixation au début de la ligne, tandis que le dernier dessous de "marche" représente la dernière fixation en fin de ligne. Les mouvements de l'oeil en avant (L-R) vont de haut en bas, tandis que les régressions (R-L) ont le sens inverse.

L'auteur a effectué des études de cas dans les-

quelles les configurations du mouvement de l'oeil des dyslexiques, d'autres lecteurs retardés, de lecteurs normaux et avancés, ont été comparées. En choisissant les critères de recherche et de diagnostic de dyslexie, on a pris soin d'exclure tous les paramètres connus qui pourraient éventuellement être une cause essentielle d'un problème de lecture. Un autre objectif des critères était de quantifier autant de facteurs qualitatifs que possible,

comme par exemple les opportunités d'enseignement.

Guidés selon ces principes, les paramètres suivants ont été pris en ligne de compte pour établir les critères de diagnostic de recherche de la dyslexie. En résumé, il s'est agi de sujets ayant un QI moyen ou audessus de la moyenne, un retard de 1,5 année en lecture s'ils avaient moins de 10 ans, ou un retard de deux ans en lecture s'ils avaient plus de 10 ans, ayant une acuité visuelle et

auditive normale, vivant dans dans un contexte socio-

économique avantagé, n'ayant pas eu de problèmes émotionnels ou de motivation avant le début de la lecture, ne souffrant pas de handicap physique et ayant des possibilités d'éducation convenables. Les enfants qui répondaient à tous ces critères ont été inclus dans le groupe des dyslexiques. Parmi d'autres facteurs, le groupe de contrôle des lecteurs avancés et normaux correspondait par âge chronologique à celui des dyslexiques, tandis que celui des lecteurs en retard était adapté à la fois en âge

chronologique et en âge de lecture.

Pendant que les enfants lisaient, les mouvements horizontaux et verticaux de leurs yeux ont été enregistrés au moyen d'un procédé photoélectrique très sensible et sans danger, modifié par l'auteur, pour l'adapter aux besoins de l'expérience. La sensibilité du procédé était suffisante pour distinguer les fixations sur différentes

lettres du même mot.

Les résultats de cette étude ont montré que le nombre des mouvements des yeux en avant et en arrière était nettement supérieur chez les dyslexiques plutôt que chez les lecteurs en retard du même âge, les lecteurs normaux et les lecteurs avancés. Ces résultats confirmaient les études antérieures de l'auteur qui avait comparé des

dyslexiques avec des lecteurs normaux correspondants.

La caractéristique cli prédominait encore était le nombre excessif des régressions effectuées par les dyslexiques. Et, dans un certain nombre de cas, les régressions se produisaient successivement, par groupe de deux ou plus, en produisant une configuration erratique

irrégulière qui est visible sur la figure 12a.

La figure 12a représente les positions relatives de l'oeil lorsqu'un lecteur dyslexique essaie de lire une ligne de texte. La position horizontale des nombres représente la position de fixation par rapport à ligne, !5 tandis que les nombres successifs reflètent le nombre de

leur apparition.

Comme on peut le voir d'après la figure 12b, un lecteur normal lit chaque ligne par des mouvements réguliers de l'oeil de gauche à droite, interrompus par de légères régressions. Un balayage de retour suit la fin de

chaque ligne de texte.

Le mouvement de l'oeil d'un dyslexique enregistré sur la figure 12a, présente cependant des mouvements désordonnés 41 de l'oeil pour lire une seule ligne et a besoin de deux mouvements importants de l'oeil pour

atteindre le début de la ligne suivante du texte.

Pour récapituler les résultats, les dyslexiques faisaient nettement plus de mouvemients de régression et de fixation que chacun des trois autres groupes de contrôle lorsqu'un enfant lisait un texte approprie à son âge de lecture. Les lecteurs en retard faisaient nettement plus de régressions que les lecteurs normaux, et ceux-ci en faisaient à leur tour nettement plus que les lecteurs avancés. Les dyslexiques faisaient nettement plus de régressions que les lecteurs normaux même lorsque les ) 3381 dyslexiques lisaient le texte facile et les lecteurs

normaux le texte difficile.

En plus, le pourcentage des régressions parmi le nombre total des mouvements de l'oeil a été comparé pour chaque groupe. On s'est encore aperçu que les dyslexiques faisaient nettement plus de régressions que les autres lecteurs, y compris des lecteurs en retard. Cependant, il n'y avait pas de différence marquée entre les groupes de non-dyslexiques. Ce résultat suggère que des lecteurs avancés normaux et en retard appartiennent au même contingent tandis que les dyslexiques constituent un

groupe nettement différent.

Les figures lla, llb et lic représentent respecti-

vement les configurations des mouvements de l'oeil des lecteurs normaux, lents et dyslexiques. Le mouvement de l'oeil du lecteur lent représentésur la figure llb illustre une configuration plus erratique que celle du lecteur normal qui est illustrée sur la figure lia, et le temps que met le lecteur lent à achever une ligne de texte est environ deux fois celui d'un lecteur normal. La configuration générale des mouvements du lecteur lent était cependant sensiblement la même que celle du lecteur

normal, avec seulement quelques régressions supplementai-

res peu nombreuses.

La configuration des mouvements de l'oeil du lecteur dyslexique, telle qu'elle est représentée sur la figure llc, montre cependant une configuration erratique comportant un grand nombre de mouvements de régression de l'oeil, des fixations brèves et de grands mouvements saccadés fréquents sautant d'avant en arrière, du début à

la fin de la ligne du texte.

Les résultats de l'étude prouvent en conclusion que les mouvements erratiques de l'oeil des dyslexiques ne sont pas le reflet ou le symptôme de leur problème de lecture. Si les mouvements de l'oeil étaient associés à des problèmes de lectures, les mouvements de l'oeil des dyslexiques et ceux des lecteurs en retard correspondants seraient semblables étant donné qu'ils sont également en retard du point de vue de la lecture. Au contraire, on s'est aperçu qu'ils étaient nettement différents. Deuxièmement, la proposition d'un texte plus facile n'a pas normalisé les configurations du mouvement de l'oeil des dyslexiques. De plus, les mouvement de l'oeil du lecteur normal ne sont pas devenus erratiques même lorsqu'ils lisaient un texte difficileo Dans une étude de cas correspondante, l'auteur a comparé 12 lecteurs dyslexiques et 12 lecteurs normaux correspondants. Ils ont été testés au cours d'une tâche qui ne concernait pas la lecture et qui simulait le balayage sêquentiel du début à la fin de la ligne, se produisant au cours de la lecture. Les mots ont été remplacés par des lumières. On a demandé aux enfants de suivre, aussi rapidement et aussi précisément que possible, cinq lumières équidistantes dans un réseau horizontal. Ces lumières ont été éclairées de manière séquentielle et chacune restait a!uo.ée 1 seconde -= sauf les deux lumières extrasmes qui restaient alluméees pendant 2 secondes. La procédure a conzence par la lumière d'extrême gauche et chaque lumière a été allumée à son tour jusqu'à ce que la lumière extrême droite soit allumée, puis la séquence inverse a été effectuée. Pendant que les sujets suivaient les lumières, les mouvements de leur oeil ont été enregistrés. La configuration des mouvements de l'oeil d'un lecteur normal suivant la progression des lumières alumées, est représentée sur la

figure lld.

La configuration des mouvements de l'oeil d'un lecteur dyslexique suivant la même progression des lumières est illustrée sur la figure 1le. Comme on peut le voir en comparant la figure lld à la figure lie, le lecteur dyslexique, contrairement au lecteur normal, faisait de nombreuses régressicns et mouvements en avant, semblables à ceux qu'ils faisaient dans les configurations représentées sur la figure llc et correspondant à la lecture. Le lecteur dyslexique faisait beaucoup plus de petits mouvements d'ajustement de l'oeil et pour quatre fixations de 2 secondes sur cinq, il découpait les fixations en fixations plus petites avec des petites saccades au milieu de la fixation. Le dyslexique avait

aussi tendance à anticiper de façon incorrrecte l'établis-

sement de la prochaine lumière, cette caractéristique contrastant nettement avec l'aptitude des lecteurs normaux

à fixer les lumières de manière cohérente et précise.

Les lecteurs dyslexiques et retardés avaient des différences très significatives de presque toutes les variables des mouvements de leurs yeux tandis que les performances des lecteurs en retard n'étaient pas nettement différentes de celles des lecteurs normaux ou avancés. Il y a eu très peu de chevauchements entre les dyslexiques et tous les autres lecteurs pour ce qui est du nombre des régressions. Comme l'illustre le tableau I suivant, le dyslexique, en suivant les lumières allumées de manière séquentielle, faisait un pourcentage de régressions semblable à celui qu'il faisait pendant la lecture du texte facile. D'autre part, comme on pouvait s'y attendre, le pourcentage des régressions des lecteurs en retard, avancés et normaux diminuait nettement entre le travail de lecture et le travail de non-lecture parce que le travail de poursuite des lumières n'impliquait pas le

traitement d'un niveau élevé d'informations.

Tableau 1

Pourcentage des régressions pendant la lecture et pendant le suivi des lumières Groupes % des régressions de % des régressions de lecture pour l'âge au suivi lecteurs de la lecture des lumières Dyslexiques

X 34,0 29,9

SD 8,0 8,1

Lecteurs retardés

X 22,9 9,8

SD 3,3 10,0

Lecteurs normaux

X 20,8 6,8

SD 6,8 9,4

Lecteurs avancés

X 18,0 8,4

SD 8,4 11,4

Les résultats précédents montrent que les dyslexi-

ques, contrairement aux autres lecteurs non-dyslexiques, ont un problème essentiel indépendant de la lecture. Les groupes de non-dyslexiques ne pouvaient pas se distinguer l'un de l'autre d'après les caractéristiques des

mouvements de l'oeil.

Les conclusions principales qui peuvent être tirées de l'étude des mouvements de l'oeil jusqu'à maintenant sont les suivantes: i. Les mouvements erratiques de l'oeil des

dyslexiques observés pendant la lecture ne sont pas seule-

ment dûs au problème qu'ils ont par rapport à la lecture.

En fait, ces mouvements sont relativement indépendants du

problème de la lecture.

2. les résultats des tâches qui ne concernent pas la lecture démontrent encore que les mouvements erratiques de l'oeil des dyslexiques sont dus a un ou plusieurs défauts de fonctionnement du cerveau qui ne sont pas encore déterminés. 3. La comparaison des lecteurs dyslexiques avancés, normaux et retardés, montrent que les configurations du mouvement de l'oeil et les caractéristiques du test des "lumières" indépendant de la lecture, peuvent différencier

les dyslexiques des autres groupes de lecteurs.

Un système automatisé de détermination de l'exis-

tence de la dyslexie est présenté sur la figure 1. Ce système comprend un moyen de stimulation de l'oeil 11 pour stimuler une configuration prédéterminée de mouvements de l'oeil chez un sujet dont on souhaite contrôler la dyslexie. Comme cela sera décrit par la suite, ce moyen peut être une série de diodes clignotantes, une cible illuminée sur l'écran d'un tube cathodique ou autre présentation électronique, des moyens de visualisation du texte à lire, ou une tache de lumière projetée sur un mur ou sur un autre écran. Le système comprend aussi un détecteur 12 des mouvements de l'oeil pour détecter les mouvements de l'oeil d'un sujet observant les moyens de stimulation de l'oeil. Le détecteur des mouvements de l'oeil délivre un signal électrique de sortie en réponse au mouvement de l'oeil du sujet. Il est possible d'utiliser toute une gamme de détecteurs des mouvements de l'oeil, par exemple des procédés EOG, photoélectriques de réflexion sur la cornée et cameras vidéo. Lorsqu'un réseau de diodes comme celui qui est présenté sur les figures 3 et 4 est employé, un convertisseur x-y 13 permet de convertir les signaux continus des diodes délivrés par les

quatre diode en signaux électriques qui sont représenta-

tifs des positions x et y de l'oeil. Cela sera encore

décrit en liaison avec la description correspondante aux

figures 3 et 4. Quand les mouvements de l'oeil ont été transformés en signaux de courant continu, un convertisseur analogique-numérique 14 permet de transformer les signaux analogiques en signaux numériques, qui seront utilisés par le moyen de traitement 15. Le moyen processeur 15 reçoit les signaux électriques de sortie et comporte un moyen d'échantillonnage du signal de sortie d'intervalles inférieurs à 25 ms pour obtenir une série de positions successives de l'oeil dans le temps. Le processeur comprend un programme de collecte des données qui convertit les va]eurs numériques incidentes en données représentant des positions de l'oeil au cours du temps, et un programme d'analyse destiné à l'analyse des données

et au classement des mouverents de l'oeil en mcromouve-

ments, du mouvement saccadé ou mouvement de poursuite, mouvement convergent-divergent, fiza-ti n et clignotement Les programmes de collecte des données et d'analyse des données sont stockés dans les moyen- s de méimore 16,

ainsi que les données déduites jar les moyens proces-

seurs des données du prograEcme de collecte. Un étalonnage sLupp1émentaire des do-nnées peut être btenu en analysant à nouveau des parties particulières des donnéeso Lorsque le détecteur des mouvements de l'oeil a été installé sur un sujet à tester, la position relative du détecteur par rapport à l'oeil du sujet est étalonnée, et cet étalonnage automatisé est erploéy par la suite pour linéariser les données comme indiqué à 'étape 17

au moment de leur collecte, mais avant leur analyse.

Une interface opérateur 10 qui devrait généralement comprendre certains types de moyens à clavier et certains types de moyens de visualisation en sortie, s'emploie pour assurer l'interaction avec le moyen processeur 15 et sélectionner les différents paramètres des tests, pour lancer les tests et la collecte des données et pour lancer l'analyse des données. En plus, l'opérateur peut sélectionner un ou plusieurs parmi une variété de moyens de sortie, y compris une présentation optique sur un écran à cristaux liquides, un tube cathodique 18 ou autre moyen électronique de visualisation, l'enregis- trement des données ou des données analysées en vue

d'une utilisation future sur un disque de stockage amo-

vible 19 (comme par exemple une disquette magnétique ou un disque à laser amovible), ou en prévoyant une sortie intermédiaire des mouvements de l'oeil grâce

à un enregistreur à stylet 20 à diagramme en bande.

De plus, l'opérateur peut ou bien sortir les données directement au moyen de l'imprimante 21, ou bien comparer les données analysées avec des données collectées au préalable dans une base de données statistiques pour indiquer l'existence et la gravité de la dyslexie, ou

d'autres états neurologiques. La sortie de tests indivi-

duels aussi bien qu'une indication de la gravité relative de l'état en cours d'étude peuvent être sorties sur

l'imprimante 21.

Alors que les tests effectués ont été conduits sur un système de traitement des données utilisant des

composants distincts, on estime que la combinaison pré-

férée permettant de mettre en pratique l'invention devrait comprendre un stimulus de l'oeil et un détecteur des mouvements de l'oeil intégré, une seule "boîte noire" avec un bloc de touches, un moyen d'affichage et une imprimante pour enregistrer les résultats du test. La sortie devrait comprendre une indication de l'existence et de la gravité de la dyslexie et des propositions pour d'autres tests, les causes possibles et les méthodes de traitement adaptées. Un tel dispositif devrait être facilement portable et pourrait être déplacé de salle de classe en salle de classe ou de clinique en clinique, et pourrait être utilisé par un personnel non médical après une formation minimales Un tel dispositif est illustré dans son principe sur la figure 2. Comme l'indique la figure, le stimulus de l'oeil et le détecteur intégré 22 des mouvements de l'oeil sont connectés au moyen de détection de la dyslexie 23 par un cordon élec-

trique 24 ou par un émetteur/récepteur non représenté.

Le moyen comprend un panneau d'affichage alphanumérique , un bloc de touche numériques 26, une série de touches de fonction 27 et un jeu d'indicateurs d'état 28 pour communiquer avec l'opérateur. La sortie du dispositif

est obtenue au moyen d'une imprimante/table traçante 29.

Le détecteur des mouvements de l'oeil employé pour

obtenir les données expérimentales est présenté matériel-

lement sur la figure 3 et électroniquemnent sur la figure 4. Cotme l'indique la figure 3, le détecteur des mouvements de l'oeil comprernd une monture réglable 30 La monture 30 est employée en liaison avec un moyen

de stabilisation de la tête 31 qui comprend une menton-

nière 32, des tiges d'extension 33, 33a et des guides réglables d'alignement de la tête 34 et 35. Le détecteur des mouvements de l'oeil comprend un réseau de quatre diodes qui est monté sur et suspendu à une paire de Lubes en lucite 36, 37 qui sont coudés vers le bas en avant de I'oeil du sujet et laissent un espace pzlermettant

au sujet de voir le moyen de stimulation de l'oeil.

Les mêmes détecteurs des mou vfements de 1l oeil peuveint être montés sur le repose-tête au moyen d'un agencement à tige qui laisse au mouvement de l'oeil six degrés

de liberté.

Comme le représente la figure 4, le détecteur des

mouvements de l'oeil comprend une paire de diodes photo-

sensibles 38 et 39 destinées à éclairer l'oeil. Bien

que de nombreux types de moyens d'éclairage soient utili-

sables, l'éclairage à infrarouge est préferable dans la mesure o il n'est pas gênant pour le test visuel,

259338 1

et l'6troite largeur de bande spectrale de l'éclairage par infrarouge permet de le distinguer facilement d'autres sources parasites d'énergie susceptibles d'atteindre

l'oeil. Les cellules photosensibles 40 et 43 sont orien-

$ tées vers les régions limites opposées entre l'iris sombre et la cornée blanche établies par l'oeil lorsqu'il regarde directement en avant. Elles meUrent la lumière réfléchie sur chaque limite quand elle varie au cours des mouvements horizontaux et verticaux de l'oeil. Les diodes photosensibles 38 et 39 peuvent correspondre

à un éclairage stable ou pulsé et restent en fonctionne-

ment pendant la durée du test. L'éclairage pulsé est préférable car il rend le système moins sensible à

l'éclairage ambiant.

La sortie des photodétecteurs 40-43 est connectée à un convertisseur x-y 13 qui est illustré dans son principe avec un amplificateur-intégrateur 44 et des différenciateurs 47 et 48. Le signal délivré par les diodes 40 et 43 est ajouté pour le signal vertical, et le signal de sortie est appliqué à la ligne 45 sous la forme d'un signal continu qui est fonction de la position verticale de l'oeil, c'est-à-dire qu'une tension positive traduit un mouvement vers le haut et une tension négative un mouvement vers le bas. De même, la sortie

des photodétecteurs 41 et 42 est retranchée par l'ampli-

ficateur 44 afin d'obtenir la position horizontale rela-

tive de l'oeil. Un signal de courant continu lisse est appliqué sur la ligne 45, il est positif quand, par exemple, l'oeil est orienté à droite du centre, et négatif

quand l'oeil est orienté à gauche du centre. Les différen-

ciateurs 47 et 48 délivrent un signal différencié sur

les lignes 49 et 50. Les différenciateurs 47 et 48 déli-

vrent un signal de sortie variable uniquement lorsque la tension de sortie présente sur les lignes 45 et 46 est variable. Quand le signal de sortie est constant, les différenciateurs 47 et 48 délivrent aussi un signal de sortie constant. Les signaux de sortie présents sur les lignes 45, 46, 49 et 50 sont ensuite orientés vers un convertisseur analogique- numérique 14 à quatre canaux qui numérisent les signaux de sortie en courant continu. La relation respective entre le signal de sortie de chaque canal de données, la sortie dur canal du signal différencié, et le signal électrique sur le canal de stimulus est représentée sur les figures 5a-5c. Comme l'indique la figure 5c, un événement 51 est lancé sur

le canal de stimulus en excitant l'une des diodes photo-

sensibles du moyen de stimulus de l 'oeil. A titre de variante, le signal présent sur le canal de stimulus pourrait être une impulsion unique ou un mot de donnée provenant du moyen de traitement et indiquant qu'un signal a été envoyé au système de visualisation vidéo

pour présenter une nouvelle cible sur l'écran cathodique.

Environ 0,2 seconde après que le stimulus est excité (temps de réaction normal), le mouvement de l'oeil du 2U0 sujet commence comme l'indique le point 52 sur les figures a et, c. Le signal de courant continu présent sur la ligne 50 avant le stimulus était légèrement négatif,

et en réponse au stimulus, l'oeil s'est déplacé horizon-

talement vers la droite jusqu'à l'endroit du nouveau stimulus en créant une montée A-B de la tension continue commle l ' indique la figure 5a. L. e mouvement de I 'oei l se termine au point 5 et I 'oei I commence une f i xat ion sur le( nouveau st imu I us. Il'u isque la somme ou d i t t érence des signaux provernant des (diodes [)phot osells i b)le(s ine va rie pas quand t 'oei I est st at ilut, e n i vllieau de t ens; i on relat i t présent sur le (:anl i; Iaordso,î; e rest,e con.s;t ant

quand I 'oei I est I ixe.

La f igure 5b représente le signal (lqui est pré;sent sur les (canaux dii t t frérencis; 49 et)0. Qulnd I 'oe i I elst t i xe, et (tlU( Ie siitjnal de sort ie iu r ' le tia.i dI)d[lóo;nt's est constant, il y a aussi un signal constant sur le

canal différencié 50. Comme le mouvement de l'oeil com-

mence au point 52, le canal différencié indique un change-

ment du niveau de tension sur le canal des données 46 au moyen du signal de sortie différencié 59. Le diffé- renciateur 48 continue à générer un signal tant que le signal du canal des données est variable.-Quand l'oeil arrive à la fixation, comme cela est indiqué au point 53, le signal du canal différencié descend encore à zéro

comme indiqué en 55.

Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le système utilise les limites de bruit pour séparer le bruit aléatoire de l'initiation d'un mouvement de

l'oeil. L'une des limites de bruit est illustrée graphi-

quement sur la figure 5b sous forme de limites de tension 56 et 57. Lesdites limites de bruit sont calculées pendant

l'étalonnage et sont transmises au programme d'analyse.

L'emploi des canaux de données 45 et 46 et des canaux différenciés 49 et 50 sera ensuite décrit plus

en détail en se référant aux figures 14 et 15.

Il apparaît qu'une large gamme de détecteurs de mouvements de l'oeil peuvent fonctionner avec la présente invention, à condition qu'ils aient une précision et une sensibilité capable de distinguer entre les différents types des petits mouvements de l'oeil. Un tel détecteur

des mouvements de l'oeil devrait avoir une grande préci-

sion et êt re capable de déterminer la position de I 'oeil résu l t ant d' un mouvement de l 'oeil étendu sur quelques minutes d',lrc. I I devrait aussi avoir une grande sensibi lité6 et être capat)ble de remarquer le moment o la po)sition de I 'oei l varie de quelques minutes d'arc. I I devrai t être caplable de présenter une forte résolut ion dans

le temps, de l'ordre de I milliseconde (lms) ou mieux.

Alors qu'un système éechantillonnant à des vitesses maxi-

malles de '2') ' I:; setralit c(,ap[)able deit dist itnquer elt r i; mouvements saccadés et des mouvements de poursuite, il est préférable de faire l'échantillonnage à une vitesse plus élevée, de préférence toutes les 1 milliseconde au moins. Enfin, le détecteur des mouvements de l'oeil devrait avoir une large gamme de mesures angulaires de +30 à 40 d'arc dans le plan horizontal et de + 200

d'arc dans le plan vertical.

Un détecteur perfectionné des mouvements de l'oeil du type représenté sur la figure 3 ayant un stimulus visuel combiné avec lui est représenté sur les figures 6 et 7. Sur ces figures, les diodes à lueur 38 et 39 et les photodétecteurs 40-43 sont montés sur des colonnes en lucite transparente 36 et 37 comme indiqué précédemment au sujet de la figure 3. Le dispositif de stimulus visuel comprend des diodes à lueur 58-63 qui sont montées sur des moyens supports 64 et qui sont renvoyées vers le sujet grâce à un miroir semi-argenté 65 s'étendant entre

la monture 66 et l'élément support 64. On a trouvé avanta-

geux de prévoir au moins 5 à 7 diodes ou des stimulus visuels espacés d'environ 2 à 6 d'arc, avec un espacement préféré de 4 d'arc afin que le mouvement de balayage total de l'oeil soit compris entre 20 et 30 dans le

plan horizontal.

L'emploi des diodes conduit à un stimulus visuel ou test de dyslexie qui est indépendant de la culture

de l'intelligence de la langue des barrières socio-écono-

miques et d'instruction. Le test n'est pas affecté par l'intelligence relative ou l'aptitude à la lecture et il est également applicable à des lecteurs normaux, à des lecteurs avancés et à dles lecteurs retardés. On demande au sujet de maintenitr les yeux sur le centre de la lumière qui est all lulée, d'attendre qu'elle se déplace et puis de déplacer les yeux jusqu'à la lumière

suivante aussi rapidement et aussi précisément que pos-

sible. En éclairant séquentielltement les diode:; à lueur, on peut tester le contrôle oculo-moteur du sujet (contrôle des mouvements saccadés), le séquencement automatisé, la prévision/synchronisation, l'aptitude à alterner entre deux "réglages de temps" et l'aptitude à focaliser ou fixer les yeux sur un point donné. Un test semblable effectué avec des diodes a donné la configuration des

lecteurs normaux et la configuration des lecteurs dys-

lexiques illustrés sur les figures lld et Mle.

* Au cours des tests, les 7 diodes à lueur ont été allumées successivement, une par une, et chacune est restée allumée pendant une seconde, sauf la diode centrale et les deux diodes extrêmes qui sont restées allumées pendant 2 secondes. La séquence commence à l'extrême gauche, et chaque lumière s'allume à son tour jusqu'à ce que la diode de l'extrême droite soit allumée. Chaque cycle de test dure environ 10 secondes, et chaque sujet

suit les diodes pendant au moins trois cycles.

Si l'on souhaite tester uniquement le contrôle oculo-moteur des mouvements saccadés des yeux, les diodes peuvent être allumées au hasard. De plus,-si l'on souhaite tester l'aptitude à fixer, on peut également faire varier

au hasard la période de fixation entre 1 et 2 secondes.

Si l'on souhaite tester le contrôle oculo-moteur et effectuer en même temps un test automatisé à séquencement,

alors toutes les diodes peuvent être allumées en synchro-

nisme et on peut demander au sujet de passer aussi rapide-

ment et précisément que possible d'une diode à la sui-

vante. Comme indiqué précédemment au sujet des figures lld et lle, une personne non dyslexique éprouve peu de difficultés à suivre les diodes au cours des séquences précédentes. D'autre part, un lecteur dyslexique n'a pas la possibilité de suivre les diodes avec précision, il effectue de nombreux mouvements saccadés en arrière, et les périodes de fixation sont interrompues par de

courtes saccades comme l'indique la figure lle.

Le détecteur des mouvements de l'oeil peut aussi utiliser des réseaux de semi-conducteurs ou des réseaux de diodes afin de déterminer avec précision la position de l'oeil. Comme le représente schématiquement la figure 8, la position relative de l'iris est focalisée sur un réseau de diodes 67 au moyen d'un système optique 68. Le réseau de diode 67 peut être un réseau de diode photosensible, un réseau CCD ou un réseau CID qui est intégré avec ses propres circuits de balayage et de charge, et des registres d'accumulation qui délivrent en sortie l'emplacement de l'iris de l'oeil sous forme de valeurs de coordonnée x-y. L'emploi d'un réseau de diodes est représenté sur les figures 3 et 9 o la cornée de l'oeil est éclairée par une diode à lueur 76, et l'éclairage réfléchit vrers le haut au moyen d'un miroir semi-argenté 70, vers un système optique GO qui réduit la dimension de l'image relative de l'iris et la focalise sur le réseau de diodes 67o Le stiruius visuel 58-63 représenté sur la figure 6 est scS matiqueet présenté en 69 sur la figure 9. Le réseau de diodes,9 est monté sur un support 75 qui forage un pont entre le support 71 et l'élément de boitier 74. Tout l'appareil est maintenu par des sangles sur la tbte du sujet et calé au moyen

de tampons 72 et 73 ou bien peut être placé sur un repose-

tête.

Un autre déteceur des ouvements de l'oeil et de la dimension de la pupille est représenté sur la figure 10, il comprend un resean linéaire de diodes 77 placé immédiatement sur l'oeil comme l'indique les figures

36 6 et 7 par la position du détecteur photosensible 42.

La cornée de l'oeil est éclairée par une ou plusieurs des diodes à lueur et la limite entre la pupille et l'iris et entre l'iris et la cornée est détectée par

le réseau de diodes 77. Chaque diode individuelle, lor-

qu'elle est balayée, va délivrer une impulsion de sortie lorsqu'elle est éclairée par la cornée réfléchissante

comme indiqué en 78. L'iris plus sombre ne va pas réflé-

chir autant de lumière et les impulsions seront absentes en cet emplacement. Le centre exact de l'oeil peut être calculé par l'équation: Ep = (b-a) + c-b Comme indiqué précédemment, le stimulus de l'oeil peut aussi prendre la forme de cibles qui sont éclairées sur un écran cathodique, un écran CCD ou autres formes de dispositif de visualisation électronique, ou sous

forme de spots lumineux qui sont projetés sur un écran.

Le mode précis du stimulus est relativement sans impor-

tance, à condition que l'on puisse éviter les mouve-

ments entre la tête du sujet et le stimulus visuel.

Le mouvement de rotation de la tête va poser des problèmes d'étalonnage et de linéarisation des données comme cela sera expliqué plus loin. Pour cela, lorsque l'on utilise un stimulus extérieur, il est souhaitable d'utiliser

un support de tête du type représenté sur la figure 3.

Avec une cible se déplaçant lentement sur un moniteur vidéo ou un écran cathodique ou un spot lumineux projeté, il est possible de créer une configuration sinusoidale comme l'indique la figure 13a. La vitesse de la cible devrait être comprise entre 2 et 7 d'arc ou plus par seconde. Le test sinusoidal représenté sur la figure 13a a été jugé utile à l'identification de la schizophrénie,

du déficit primaire de l'attention, des scléroses mul-

tiples, de la maladie de Parkinson, de la maladie

d'alzheimer, de l'effet des drogues (drogues psycho-

tropiques, par exemple valium, et des stimulants, etc.) et des effets de l'alcool. Ces groupes sont incapables de suivre une cible mobile avec un mouvement continu de l'oeil. Ces sujets utilisent une série de saccades de correction comme illustré sur la figure 13b pour $3381 suivre la cible mobile avec de- nombreuses corrections excessives telles celles des points 80 et 82 de la figure lorsque l'oeil n'atteint pas ou dépasse la trajectoire de la cible et doit immédiatement compenser avec un autre mouvement saccadé bref. Certains sujets ayant une faible tolérance à l'alcool perdent leur contrôle moteur bien en dessous de la limite légale. Ce test perfectionnerait le test des dérèglements dus à l'alcool en identifiant les individus dont le contrôle moteur de l'attention est véritablement déréglé, par opposition à ceux qui ont un certain pourcentage d'alcool dans le sang mais qui ne présentent pas de déréglement.

La co!!ecte des Éénnêes est une ctape dans la procé-

dure de saisie et.P'analyse qui permet aux procédés et aux moyens de simplifier considérablement le nombre des calculs nécessaires au classement des mouvements de l'oeil en catégorie. Trois types de programmes de collecte des données sont représentés respectivement sur les figures- 14, 15 et 15ao Le programmsee représenté sur les figures 14, 15 et 15a sont particulilrement adaptables à l'emploi avec des microprocesseurs lents, taudis que le programme représenté sur la figure 15 peut aussi tirer profit des processeurs plus importants ou plus rapides ayant des ritesses de fonctionnement

plus élevées.

Comme l'indique la figure téï les canaum de données d6crits précédents au sujet des figures 3 et 4 ont été utilisés, le canal des données x-46 et le canal des

données y-45 comportant une mémoire tampon provisoire 86.

Les données de signal différencié x-50 et de signal différencié y-49 sont appliquées à un sous-programme d'évaluation 87.. Au début de la collecte des données,

un signal de temps est lancé, et l'échantillonnage com-

mence comme indiqué à l'étape 85. En plus, une impul-

sion est générée à l'é eape 85a pour chaque changement de l'état du stimulus. La durée du changement de l'état de stimulus est envoyée à l'étape de stockage des données , au cours de laquelle l'indicateur d'état du stimulus, les données de temps et la période x-y sont mises en mémoire. L'échantillonnage peut se faire dans le micro- processeur, ou bien il peut constituer une fonction du convertisseur analogique- numérique 14 qui délivre un signal numérique à chaque intervalle d'échantillonnage désiré. Comme indiqué précédemment, il est souhaitable

d'effectuer l'échantillonnage à intervalles d'une milli-

seconde environ (1 ms). Une mémoire-tampon provisoire est installée comme indiqué en 86 afin de contenir 10 valeurs consécutives de position x-y. A chaque intervalle d'échantillonnage, une nouvelle valeur est introduite dans la mémoire-tampon et une valeur est lue dans cette mémoire comme indiqué à l'étape 89. Le sous-programme 87 surveille simultanément les canaux 49 et 50 des données des signaux différenciés en examinant le niveau du signal, la durée du signal et le sens du signal. Si le signal différencié dépasse un niveau de bruit prédétermine, pendant une durée prédéterminée (environ 3 millisecondes)

et se produit dans le même sens, on suppose qu'un mouve-

ment de l'oeil a commence.

Comme indiqué à l'étape d'évaluation 88, si le signal différencié dépasse les paramètres de bruit définis du point de vue du niveau de la durée et du sens du signal, alors le programme sauvegarde les 10 valeurs

de x-y qui se trouvent actuellement dans la mémoire-

tampon provisoire 86, avec les données de temps qui

ont été entrées en même temps sur le canal de temps.

Ce programme enregistre ainsi cinq points de données de chaque côté du début du mouvement de l'oeil ainsi

que l'instant auquel le mouvement de l'oeil a commence.

Pendant les périodes de fixation, le signal différencié va descendre à zéro et les données x-y ne seront pas sauvegardées. Seuls les points de données correspondant au début et à la fin du mouvement de chaque oeil ou d'un clignotement sont sauvegardés. Au cours du test d'un mouvement continu de l'oeil, le début, la fin et tout changement de direction dépassant 0,14 est sauve- gardé. Un autre programme de collecte des données est illustré sur la figure 15. Ce programme est spécialement adapté à des micro-ordinateurs plus rapides ou plus gros qui sont capables de calculer en permanence une

moyenne en cours des données sur les canaux de données.

Il convient aussi à des réseaux de diodes en circuit Intégré qui comprennent un réseau de diodes ou un réseau

CCD dont le balayage de charge et les tampons d'accumu-

latLion sont montés sur le même circuit intégré que le réseau de diodes. Ces circuits intégrés délivrent une sortie numérique des coordonnées x et y de la position de l'oeil et de la dimension de la pupilleo Au moment o la collecte des données est lancée, l'échantillonnage commence à un instant établi à l'étape

comme indiqué précédemment au sujet de la figure 14.

L'étape 85a délivre une impulsion à chaque changement de l'état du stimulus ce qui est enregistré à l'étape 100 avec les données x-y et les données de temps au moment

de l'impulsion. A titre de variante, la période d'échan-

tillonnage peut être une fonction du convertisseur A/D s'il est utilisé, ou bien de l'horloge et de la vitesse de balayage des circuits intégrés associés au réseau

de diodes.

Au moment du lancement du programme de collecte, un canal de temps est également défini en vue de servir au calcul de la durée de la fixation et de la vitesse

des mouvements de l'oeil. Les données de position pré-

sentes sur les canaux des données x et y 45, 46 sont accumulées dans la mémoire-tampon provisoire 93. En effectuant en permanence la moyenne des données, on

calcule une moyenne courante comme l'indique l'étape 94.

- A la fin de chaque cycle de calcul, la dernière valeur

moyenne est mémorisée dans la mémoire provisoire 95.

Immédiatement à la fin de la nouvelle moyenne courante, la moyenne courante précédente est comparée à la nouvelle moyenne courante indiquée à l'étape 96. Si la différence ne dépasse pas les paramètres de bruit définis par le programme, la mémoire provisoire 95 est ramenée à l'état initial comme indiqué à l'étape 97, et une nouvelle moyenne courante est calculée ainsi que l'indique l'étape 94. Si la différence dépasse les paramètres de bruit

établis précédemment, alors les données x-y sont sauve-

gardées à l'étape 100 avec l'ordonnée de temps corres-

pondante, dans le dispositif de mémoire 16. Ce procédé de collecte des données donne environ 2 points de donnée

à chaque changement de direction du mouvement de l'oeil.

Les sous-programmes de collecte des données repré-

sentés sur les figures 14 et 15 simplifient considérable-

ment la Quantité des données qu'il faut analyser. Dans le cas d'un test typique impliquant 7 diodes alors que la premiere diode, la diode du milieu et la dernière

sont éclairées pendant 2 secondes et les diodes inter-

médiaires pendant i seconde, on enregistrerait environ 23 fixations au cours d'un test normal avec 22 mouvements de l'oeil entre elles. Ce test prendrait environ secondes au total. En enregistrant uniquement les 1 c points du début et de la fin des mouvements de l'oeil, dans les conditions idéales, il serait nécessaire de sauvegarder uniquement 60 points de données. Cependant, davantages de mouvements de l'oeil sont normalement sauvegardés que ceux qui satisfont en définitive tous les critères des mouvements de l'oeil. Là encore le nombre des points de données sauvegardées seront plusieurs fois inférieurs aux trente mille points de données qui seraient acc--mulés si la sortie totale du test était mise en memoire comme l'indique la figure 15a. La figure 15a représente un sous-programme de mise en mémoire de toutes les données échantillonnées sur les canaux x et y avec les données de temps correspondantes les repères numnériques identiques signalant des étapes du programme semblables aux étapes déjà décrites en ce

qui concerne les figures 14 et 15.

La fonction du programme d'analyse des données tel qu'il est illustre sur les figures 16a à 16e a pour objet de prendre les points des données collectées qui marquent le début et la fin de chaque mouvement d'oeil ou de chaque clignotement, de déterminer quel type de mouvement de l'oeil s'est produit et de calculer les

paramètres qui définissent le mouvement ou le clignote-

ment de l'oeil. Les mouvements les plus importants de l'oeil comprennent des mouvements saccadés (les rapides mouvements brusques effectués pendant la lecture et le balayage visuel), la fixation, le clignotement, la poursuite (les mouvements lents effectués pour suivre un objet qui se déplace lentement dans un environnement fixe), et les mouvements de convergence ou de divergence de l'oeil qui sont utilisés pour regarder avec les deux yeux des objets proches ou distants. Ce programme analyse les données et classe un mouvement respectif dans l'une de ces catégories et calcule aussi les paramètres de

chaque mouvement.

Au moment o le programme est lancé, au début de la figure 16a, en 100a, les données x-y, avec les donnéss de temps qui les accompagnent, sont obtenues à partir de la mémoire 16 au cours de l'étape 101 et linéarisées comme indiqué à l'étape 102. Le processus de linéarisation

commence avant que le sujet soit testé lorsqu'un sous-

programme d'étalonnage est exécuté pour évaluer les signaux reçus d'une fixation à gauche, d'une fixation

à droite et d'une fixation au centre. La sortie du détec-

teur des mouvements de l'oeil est évaluée pour chacune de ces trois fixations, le bruit de chaque canal est calculé et mis en mémoire, et ces valeurs sont utilisées par un algorithme mathématique qui linéarise la valeur numérique des données afin que le même mouvement relatif de l'oeil génère le même signal proportionnel de l'un ou l'autre côté du centre. Si, par exemple, le sujet n'a pas les quatre diodes disposées également de chaque côté de l'iris, alors la valeur numérique relative du courant circulant depuis les diodes sera déformée, puisque les triangulations respectives entre les fixations vers la gauche et vers la droite ne seront pas identiques. Le sous-programme d'étalonnage et de linéarisation stocke les valeurs numériques reçues depuis la fixation à l'extrême gauche, la fixation au centre et la fixation à l'extrême

droite, ainsi que le nom du patient et des donnéesde test.

Au moment o les données sont utilisées, elles sont aussi

linearisées pour compenser la triangulation ou des irrégu-

larités des composants électroniques. Les données linearisées sont ensuite soumises au sous-programme illustré sur la figure 16a, qui compare chaque valeur de position x-y successive pour déterminer si un mouvement de l'oeil s'est produit. Ce programme commence à l'étape 107 au cours de laquelle chaque échantillon successif est

obtenu après son classement ou sa classification.

Les données incidentes peuvent comprendre des ensembles successifs de données x-y au début et à la fin de chaque mouvement de l'oeil, comme indiqué précédemment, au sujet des programmes de collecte de données représentés sur les figures 14 et 15 respectivement. Dans chacun de ces programmes, les données linéarisées se composent d'un ensemble dedonnées x-y au début et à la fin de chaque mouvement de l'oeil. A titre de variante, on peut utiliser

un processeur à grande vitesse qui évalue chaque échan-

tillon successif de données comme l'indique la figure 15, afin d'isoler les points de transition entre des fixations et des mouvements de l'oeil, et pour enregistrer les données de temps accompagnant la variation de l'état du mouvement de l'oeil. Le sous-programme représenté sur la figure 16a échantillonne trois positions successives avant de classer les données dans l'un quelconque des mouvements possibles de l'oeil. Ces évaluations sont destinées à réduire au minimum l'effet du bruit aléatoire et les variations momentanées de l'équipement électronique. Le programme d'analyse, comme l'indique la figure 16a, comprend deux branches primaires de logique: une pour les fixations et une pour les mouvements de l'oeil, la boucle du mouvement de l'oeil étant encore subdivisée en plusieurs boucles de ce programme. A la fin de chaque boucle, le programme est réinséré à l'étape 107 et au point de retour A. D'une façon générale, toutes les données inconnues ou données qui ne correspondent pas aux critères particuliers, sont ajoutées dans les données de fixation. De plus, si les signaux sont dans les tolérances du niveau de bruit, ils sont stockés comme des données de fixation. Comme indiqué sur la figure 16a, le prochain échan- tillon successif est obtenu, selon les indications de l'étape 107, et l'échantillon est comparé avec les limites du niveau de bruit telles qu'elles apparaissent à l'étape 108. Si le niveau de l'échantillon est au-dessus du niveau de bruit, il est alors appliqué à la boucle du mouvement de l'oeil qui commence à l'opération 109. L'échantillon suivant est obtenu par la boucle de retour 110. Lorsque l'on a obtenu trois échantillons successifs au-dessus du niveau de bruit, une décision est prise dans le programme, -à l'étape 111, indiquant qu'un mouvement de l'oeil a commencé, et il faut analyser les données précédentes pour

une fixation possible.

Par contre, si l'échantillon quand il est comparé à l'étape 108, est audessous du niveau de bruit, il est transmis à la boucle de fixation qui commence à l'étape 112. Si le niveau d'échantillon déterminé par l'étape 112 n'est pas au-dessus du niveau de bruit, le sous-programme garde l'échantillon et obtient l'échantillon suivant par la boucle de retour 113. Si trois échantillons successifs sont au-dessous du niveau de bruit, alors à l'étape 114 du programme, il est décidé qu'une fixation a commencé et il n'y a pas besoin d'analyser les données précédentes en

recherchant un mouvement possible de l'oeil. Les échan-

tillons de données précédents indiquant un mouvement possible de l'oeil ou une fixation possible, sont encore traités conformément à l'organigramme du programme

illustré sur la figure 16b.

Le programme illustré sur la figure 16a constitue aussi, lorsqu'il est utilisé avec un processeur à grande vitesse, un programme de réduction des données qui va simplifier les données incidentes du mouvement de l'oeil et établir les coordonnées x-y et les valeurs du temps au début de chaque mouvement de l'oeil et au début de chaque fixation. Ces valeurs sont ensuite mises en mémoire dans des mémoires tampons provisoires comme cela sera indiqué ci-dessous, ou peuvent être introduites dans un dispositif de mémoire provisoire pour être ultérieurement calculées

et classées.

L'analyse d'évaluation commence avec un sous-

programme illustré sur la figure 16b. Si les points de données isolés à l'étape 111 paraissent correspondre à une fixation, telle qu'elle a été déterminée à l'étape 115, alors des calculs sont effectués à l'étape 116 concernant la fixation, la durée, le mouvement relatif de l'oeil, la

vitesse relative de l'oeil et les données de positionne-

ment pour déterminer si une fixation est possible. Si l'amplitude du mouvement de l'oeil est inférieure à 0,1 d'arc, les données sont ajoutées aux données fixes. Un

important type de mouvements de l'oeil est appelé mi-ro-

mouvements, il est utilisé par l'oeil pour décaler en

permanence des données d'images sur la rétine. Ces micro-

mouvements se produisent pendant la fixation et font partie du processus de collecte d'informations. Il est cependant souhaitable, pour l'objet de ce programme, de traiter des micro-myouvements comme faisant partie de la fixation. Pour être qualifié de fixation, le mouvement de l'oeil doit avoir une amplitude inférieure à O,1 d'arc, et si l'amplitude du mouvement de l'oeil est inférieure à 0,1', il s'ajoute à la fixation comme représentation possible, soit du bruit, soit d'un micro-mouvement. En plus, si la vitesse du mouvement de l'oeil est inférieure à 0,5 par seconde, le mouvement de l'oeil est classé comme une fixation. Si tous les critères de fixation sont satisfaits à l'étape 117, le classement de la fixation est sauvegardé dans la mémoire tampon suivante disponible 4-0 comme l'indique l'étape 118. Mais si, les critères de fixation ne sont pas satisfaits à l'étape 117, le programme effectue alors des calculs à l'étape 119 pour déterminer si le mouvement de l'oeil était un mouvement d'oeil de poursuite. Pour qualifier un mouvement d'oeil de poursuite, le mouvement de -l'oeil doit être supérieur à 0,1' d'arc, la vitesse du mouvement de l'oeil doit être comprise entre 0,5 par seconde et 0,7' par seconde et la durée doit dépasser 70 ms. Bien qu'une poursuite puisse aller de 0,5 par seconde jusqu'à 30 par seconde, pour l'objet de ce programme d'analyse, la vitesse maximale de

toute cible de poursuite est fixée de 4 à 7 par seconde.

Toute vitesse supérieure doit nécessairement correspondre alors à un mouvement saccadé, et les données sont transférées à l'étape de programme 120 après évaluation à l'étape 122. Si tous les critères de poursuite sont satisfaits à l'étape 119, le mouvement de poursuite de l'oeil est sauvegardé dans la prochaine mémoire tampon disponible comme indiqué à l'opération 121. Si ces critères de poursuite ne sont pas satisfaits, les données sont ensuite transmises pour une nouvelle évaluation à l'étape 122. Si la vitesse est supérieure à 7' par seconde, pendant plus de 7 ms, et que cela couvre plus de 0,1' d'arc, les données du mouvement de l'oeil sont transmises au point de décision 120, dans lequel tous les critères de mouvements saccadés ont été satisfaits et la saccade est sauvegardée dans la prochaine mémoire tampon disponible comme indiqué à l'étape 124. Mais, si les données du mouvement de l'oeil ne correspondent pas aux critères de poursuite ou aux critères de saccade de l'atape 122, les données sont sauvegardées comme une fixation possible dans la prochaine mémoire tampon disponible, ainsi que l'indique l'étape 123. Le programme classe tout mouvement inconnu et indéfinissable de l'oeil,

comme une fixation à l'étape 123.

Si les données de position de l'oeil isolées à l'étape 114 sur la figure 16a indiquent le début d'une fixation, ces données de position de l'oeil, associées au point de données précédent, sont analysées à l'étape 125 pour rechercher un possible mouvement de l'oeil. Les coordonnées de position x-y et les données du temps sont ensuite utilisées à l'étape 126 pour calculer la durée, l'importance, la vitesse et la position du mouvement de l'oeil. Si tous les critères de mouvement saccadés sont satisfaits par les données du mouvement de l'oeil à l'étape 120, les données du mouvement saccadé de l'oeil sont ensuite mises en mémoire dans la prochaine mémoire tampon disponible comme indiqué à l'étape 124. Les mouvements saccadés de l'oeil sont classes ou définis

comme mouvements de l'oeil ne dépassant pas 7 ms, d'ampli-

tude supérieure à C,1 d'arc, avec une vitesse du mouvement supérieure à 75 par seconde. Si le mouvement de l'oeil calculé à l'étape 126 ne correspond aux critères de saccade, les données du mouvement sont ensuite transmises à l'étape de décision 155 pour déterminer si les critères de poursuite sont satisfaitso Comme indiqué précédemment, un mouvement est considéré comme mouvement de poursuite si son amplitude est supérieure à 0,1 d'arc, s'il dure plus de 70 ms et si sa vitesse est comprise entre 0, 5 par seconde et 7 par seconde0 Si tous les critères de poursuite sont satisfaits à l'étape 155, alors les données du mouvement de l'oeil sont sauvegardées sous forme d'un mouvement de poursuite de l'oeil dans la prochaine mémoire tampon disponible comme indiqué à l'étape 156. Si un mouvement de poursuite de l'oeil n'est pas signalé, une autre évaluation est effectuée selon les indications de l'étape 127. Si la durée a été inférieure à 7 ms et que la vitesse a été inférieure à 100 d'arc par seconde, alors une évaluation finale est effectuée à l'étape 128. Si la durée ou la vitesse dépasse les critères établis à l'étape 127, alors une seconde évaluation de niveau est effectuée à l'étape 129. Cette étape 129 évalue le mouvement pour déterminer si la vitesse est égale ou inférieure à 7 par seconde, et si la durée est égale ou supérieure à 7 ms. Si ces critères sont satisfaits, le mouvement est alors sauvegardé sous forme d'un mouvement saccadé dans la prochaine mémoire tampon disponible comme l'indique l'étape 160. Mais si la vitesse n'est pas égale ou supérieure à 7 par seconde ou si la durée n'est pas égale ou supérieure à 7 ms, l'étape d'évaluation finale 160 est effectuée. Les critères d'évaluation signalés aux étapes 127-130 sont utilisés pour classer les mouvements marginaux de l'oeil qui ne répondent pas véritablement aux critères des mouvements saccadés des mouvements de poursuite déjà définis par ies étapes 120 et 155. Si la durée est supérieure à 7 ms et la vitesse supérieure à 3 par seconde, alors le mouvement de l'oeil est sauvegardé par l'étape 130 comme un mouvement saccadé possible dans la prochaine mémoire tampon disponible ainsi que l'indique l'étape 161. De même, si l'étape 128 détermine que la vitesse est supérieure à 3 par seconde et que l'amplitude est supérieure à 0,1 d'arc, le mouvement de l'oeil est stocké comme un mouvement saccadé possible dans la prochaine mémoire tampon disponible à l'étape 161. Les autres mouvements, qui ne correspondent à aucun des critères précédemment définis, sont sauvegardés comme fixation possible dans la prochaine mémoire tampon disponible comme l'indique l'étape 162. Comme indiqué précédemment à l'étape 123, tout mouvement de l'oeil qui ne satisfait pas certains critères prédéterminés, est

stocké comme une fixation possible.

La figure 16c représente une troisième portion du programme d'analyse qui vérifie périodiquement la capacité de la memoire tampon pour associer ensemble les mouvements senziIables et séparer des saccades adjacentes dans des sens opposés en clignements plutôt qu'en mouvements de l'oeil. A la fin de l'analyse indiquée sur la figure 16b, le programme vérifie à l'étape 163 pour voir si une seule mémoire tampon est utilisée. Si une seule mémoire tampon a été utilisée, la boucle du programme revient au point A à l'étape 107 pour comparer l'échantillon successif suivant décrit en se référant à la figure 16a. S'il y a plus d'une id seule mémoire tampon en cours d'utilisation, le programme examine alors les mémoires tampons pour déterminer combien de mémoires tampons sont utilisées. Quand le programme détermi.ne que la totalité des quatre mémoires tampons ont été remplies à l'étape 164, les mémoires tampons sont ensuite examinees à l'étape 165 pour associer les mouvemr-ents en mouvements semblables de l'oeil. Si la totalité des quatre mémoires tampons n'a pas été utilisée, la boucle de programme revient au point A à l'étape 107

pour le prochain échantillon successif.

Lorsque les quatre mémoires-tampons ont été remplies, la premiere étape d'évaluation 166 détermine s'il y a quelques mouvements de l'oeil vers la gauche suivis

d'un mouvement de l'oeil immédiatement vers la droite.

Ce sous-programme élimine les clignotements des données des mouvements de l'oeil. Un clignotement apparaîtra toujours comme un mouvement de l'oeil vers la gauche suivi par un mouvement de l'oeil vers la droite du fait de la façon dont la paupière cache la cornée pendant le clignotement. La distinction entre les données de clignotement et le mouvement saccadé est double. D'abord,

la durée est substantielle, et deuxièmement, la physio-

logie de l'oeil ne permet pas deux mouvements saccadés successifs sans une fixation entre eux. L'évaluation à l'étape 167 détermine si le mouvement est en fait un clignotement, mais, si la durée totale du mouvement de l'oeil ne correspond pas au critère de clignotement, le mouvement est combiné en données de fixation à l'étape 168. Pour qualifier un clignotement, le mouvement de

l'oeil doit avoir une durée comprise entre 14 milli-

secondes et 1000 millisecondes, et les mouvements combinés doivent avoir une amplitude de moins de 2 d'arc. Si critères sont satisfaits, les deux mouvements de l'oeil

sont associés en un seul clignotement à l'étape 169.

L'évaluation suivante à l'étape 170 détermine s'il y a quelques mouvements de l'oeil vers la droite suivis

par un mouvement immédiat de l'oeil vers la gauche.

S'il en est ainsi, la prochaine évaluation à l'étape 171 détermine si la différence de position, en degrés, est inférieure à 0,5 degré d'arc. Si oui, les mouvements combinés sont ensuite mis en mémoire sous forme d'une seule fixation à l'étape 172. Sinon, une autre évaluation est effectuée à l'étape 173 pour déterminer si l'amplitude du mouvement de l'oeil vers la droite, en degrés, est supérieure à l'amplitude du mouvement de l'oeil vers la gauche, en degrés. Si oui, le programme à l'étape 174 transforme les données en un mouvement de l'oeil vers la droite suivi par une fixation. Sinon les données sont combinées à l'étape 175 en une fixation suivie par un mouvement de l'oeil vers la gauche. Après les évaluations signalées aux étapes 166 et 170, le programme à l'étape 176 détermine si quelques-unes des données de position se trouvant dans les mémoirestampons indiquent une fixation possible. Si oui, alors l'autre sousprogramme au point B (représenté sur cette figure comme l'étape unique 177) va évaluer les données de fixation en utilisant les mouvements de l'oeil précédent et suivant, comme cela sera expliqué ci-dessous plus

en détail en se reportant à la figure 16d.

Ensuite, le programme détermine si des données

quelconques parmi les données stockées dans la mémoire-

tampon au cours des étapes 161 ou 162 indiquent des mouvements possibles de l'oeil. Si des mouvements existent, le programme à l'étape 178 détermine si quelques-uns des mouvements possibles de l'oeil sont présents et si oui, ces mouvements possibles de l'oeil sont évalués au point C à l'étape 179 en utilisant les mouvements de l'oeil précédent et suivant, comme cela expliqué par la suite plus en détail en se référant à la figure 16e. Après cette évaluation à l'étape 178, le programme sauvegarde alors dans la mémoire toutes les valeurs restant dans la mémoire-tampon, comme indiqué à l'étape 180 et revient au point A, à l'étape 107,

pour traiter le prochain échantillon.

La figure 16d représente un sous-programme destiné ]15 à évaluer des fixations possibles et à déterminer si une fixation possible doit être classée comme fixation ou associée avec un mouvement de l'oeil précédent ou suivant. A l'étape 181, la première évaluation vise à déterminer si le mouvement immédiatement avant est également une fixation. Si oui, alors cette fixation

est associée avec la fixation précédente à l'étape 182.

Dans la seconde évaluation, mentionnée à l'étape 183, le programme détermine si le mouvement suivant de 1 oeil est une fixation. Si le mouvement suivant de l'oeil est une fixation, alors le mouvement de l'oeil est combiné à l'étape 1.84 avec la fixation suivante. La prochaine évaluation à l'étape 185 est une définition plus complète d'une fixation qui recherche pour voir si la durée de la durée de la fixation dépasse 40 millisecondes et si oui ou non le mouvement suivant de l'oeil est inférieur à 2 degrés d'arc (avec l'amplitude du mouvement précédent de l'oeil égale ou supérieure à quatre fois l'amplitude du mouvement suivant de l'oeil). Si oui, ce mouvement de l'oeil est classé comme une fixation et stocké à

l'étape 186.

Si le mouvement de l'oeil ne correspond pas à ces catégories, alors une étape finale d'évaluation 187, détermine si les mouvements précédent etsuivant de l'oeil sont dans le même sens. Si oui, alors la fixation possible est séparée entre les mouvements précédent et suivant de l'oeil à l'étape 188. S'ils ne sont pas dans le même sens, la fixation possible est associée avec le mouvement précédent de l'oeil au cours de l'étape 189 et le sous-programme revient revient au programme d'analyse de la figure 16c au point D. La figure 16e présente un sous-programme distinct d'évaluation d'un mouvement possible de l'oeil comme indiqué précédemment à l'étape 179. La première recherche du sous-programme à l'étape 190 vise à déterminer s'il

y a une fixation préalable ou une fixation suivante.

Si l'une ou l'autre situation existe, une seconde déter-

mination, à l'étape 191, détermine si les deux mouvements précédents et suivants sont des fixations. Si oui, les deux fixations, et le mouvement intermédiaire possible de l'oeil sont combinés en une seule fixation à l'étape 192. S'il n'y a aucune fixation précédente ni aucune fixation suivante à l'étape 190, le programme détermine si les mouvements précédents et suivants de l'oeil sont dans le même sens 'que l'étape 193. Si les deux sont

dans le même sens, le programme effectue alors une rééva-

luation à l'étape 194 pour éventuellement combiner la

totalité des trois mouvements de l'oeil en un seul.

Sinon, le mouvement de l'oeil est combiné au mouvement précédent de l'oeil, à l'étape 195, et ce mouvement combiné de l'oeil est ensuite mis en mémoire dans la

prochaine mémoire-tampon disponible.

Si le sous-programme a déterminé au moyen des étapes et 191 qu'un seulement des mouvements précédent et suivant de l'oeil est une fixation, une étape suivante d'évaluation 198 est effectuée pour déterminer si le mouvement possible de l'oeil est dans le même sens que

le mouvement de l'oeil immédiatement précédent ou immédia-

tement suivant. Sinon, le mouvement de l'oeil est combiné à l'étape 192 avec l'un ou l'autre des mouvements de l'oeil précédent ou suivant, et mis en mémoire dans la prochaine mémoire-tampon disponible. Si les deux mouvements étaient dans le même sens, alors une seconde étape d'évaluation 196 déterminerait si la vitesse du

mouvement est égale ou supérieure à 10 d'arc par seconde.

Sinon, le mouvement est combiné avec une fixation à l'étape 192. S'il est égal ou supérieur à 10 d'arc par seconde, les trois-quarts des mouvements possibles de l'oeil sont classés comme des mouvements de l'oeil et un quart des mouvements est classé avec les fixations par des étapes 197 et le sous-programme revient au point D

du programme d'analyse.

Le programme final, tel qu'il est représenté sur la figure 17, compare certains paramètres développés par le programme d'analyse illustré sur les figures 16a-e et détermine l'existence et la gravité de la dyslexie et d'autres états neurologiques. Lorsque le programme a été lancé, à l'étape 132, les données de test mises en mémoire 131 sont obtenues à l'étape 133. Ces données ont été gardées dans le moyen de mémoire de masse 16, ou sur un disque de stockage amovible 19, ou dans tout

autre dispositif équivalent de mémoire à long terme.

Les résultats du test peuvent ensuite être imprimés

de manière séquentielle comme par exemple par un géné-

rateur de rapport final 136, ou bien une analyse peut être faite sur les données de test. Lorsqu'une analyse

est effectuée, le nombre total des fixations est déter-

miné d'abord par l'étape 134, et ces fixations sont momentanément mises en mémoire dans le générateur de rapport final 136. Le nombre des fixations est ensuite comparé au nombre total des stimulus visuels à l'étape 137, et si le nombre total des fixations est supérieur au nombre total des stimulus visuels, alors le premier indicateur de la présence de dyslexie a été enregistré et les données sont transmises au sous- programme comparateur de dyslexie 141. L'analyse est indiquée à l'étape 138.

Le programme contient un sous-programme 141 compara-

teur de dyslexie, qui prend, à l'étape 143, chacun des paramètres objectifs parmi les données de test définies aux étapes 134, 138, 144, 148, 150 et 152 et compare les paramètres avec des données statistiques 142 qui ont été compilées au cours du temps. Ces données, en 142, classent les données empiriques et historiques des mouvements des yeux par âge, sexe, race et type de dérèglement. Grâce à une mise à jour permanente de la base de données au moyen des données provenant de nouveaux sujets testés, on forme une base de données qui définit les paramètres associés à chaque type de dérèglement, et les risques d'apparition relatifs à

la gravité du dérèglement.

Lorsque les données provenant de 100 à 1000 sujets

ont été accumulées, les paramètres incidents des mouve-

ments de l'oeil peuvent être comparés aux paramètres historiques existants afin de diagnostiquer la gravité du dérèglement. D'après la gravité du dérèglement et son type, d'autres recommandations peuvent être stockées dans la base de données comme recommandations pour

d'autres tests ou un traitement apparent. Une représen-

tation graphique de la configuration des mouvements de l'oeil, ou une comparaison de la configuration du sujet avec les données historiques peut également être

renvoyée au générateur d'état final 136 à l'étape 143.

Lorsque les fixations ont été déterminées et éva-

luées, alors le nombre total, l'amplitude et la durée

des mouvements de l'oeil sont déterminés à l'étape 138.

Le nombre total, l'amplitude et les durées des mouvements de l'oeil sont ensuite assemblés avec le reste des données du rapport à l'étape 143 et sont ensuite envoyés au générateur de rapport 136. Après une détermination du nombre total des mouvements de l'oeil, les nombres des mouvements de l'oeil vers la droite et vers la gauche sont déterminés et comparés au sens du canal de stimulus pour déterminer le nombre des mouvements de régression de l'oeil à l'étape 144. Le pourcentage et l'amplitude totale des mouvements de régression de l'oeil sont parmi les indicateurs primaires de la dyslexie, et ces données sont envoyées au générateur de rapport final 136, tandis

que l'analyse se poursuit comme indiqué à l'étape 146.

Comme indiqué précédemment dans le tableau 1, le pourcentage des saccades de régression pour des lecteurs retardés, des lecteurs normaux et des lecteurs avancés

s'est stabilisé entre 6,8 et 9,8 %- tandis que le pourcen-

tage des saccades régressives manifestées par les dysle-

xiques atteignait en moyenne 29,9 %-. Si le pourcentage, le nombre total, l'amplitude, la durée des saccades en avant et en arrière et les fixations et les mouvements des yeux qui précèdent et qui suivent sont supérieurs la moyenne pour les lecteurs normaux du même âge, du même sexe et de la même race, alors les données sont transmises ou sous-programme comparateur de dyslexie 141 par l'étape du programme 146. L'analyse se poursuit à l'étape 148. En plus du nombre des fixations et des saccades de régression, le nombre total, l'amplitude et la durée des régressions multiples indiquent aussi la dyslexie. Ce nombre est calculé comme indiqué à l'étape

148, et le nombre total est transmis à la fois au généra-

teur de rapport à l'étape 143 et sous-programme de dys-

lexie 141. L'analyse se poursuit avec l'étape 150-152

comme indiqué.

338 1

o Le nombre total et la durée des clignements sont aussi calculés à l'étape 150, et transmis au générateur de rapport final à l'étape 143. Dans un test normal, le nombre des clignotements sera minimal. Cependant, si le test à la lumière est trop difficile pour le sujet, le nombre des clignotements peut augmenter. Egalement, des enfants hyperactifs et handicapés du point de vue de l'attention peuvent aussi présenter un nombre accru

de clignotements. Finalement, le nombre total, l'ampli-

tude et la durée des balayages inverses sont aussi réper-

toriés à l'étape 152 dans la mesure o un nombre de

balayages en arrière peut aussi indiquer une dyslexie.

Ces données sont ensuite transmises au générateur de rapport de sortie àl'étape 143 comme indiqué. Un balayage en arrière indique que le sujet éprouve des difficultés à poser sur les yeux sur la cible. Des balayages à l'envers sont fréquents dans les tests de lecture o des sujets reviennent de la fin d'une ligne au début de la suivante. Cependant, lorsque le stimulus est une série de lumières clignotantes, le nombre des balayages

en arrière peut signaler l'inaptitude à orienter précisé-

ment les yeux vers le stimulus.

Le sous-programme 141 comparateur de dyslexie compare le pourcentage, le nombre total, l'amplitude et la durée des mouvements saccadés en avant et en arrière, des fixations excessives, et des régressions multiples avec les données statistiques précédemment accumulées en testant des dyslexiques, des lecteurs retardés, des lecteurs normaux et autres sujets. Le pourcentage des régressions et le nombre des fixations sont ensuite

interpolés le long d'une échelle en utilisant un écart-

type ou une régression par la loi des moindres carrés et autres techniques statistiques pour déterminer la gravité de la dyslexie par comparaison à d'autres sujets dyslexiques connus du même âge, du même sexe et de la X3381 même race. La sortie du rapport comparatif est ensuite

transmise au générateur de rapport final à l'étape 143.

Finalement, un rapport final est imprimé à partir du programme du générateur de rapport final 136 comme l'indique la figure 1. Le rapport final peut prendre plusieurs formes selon les désirs de l'opérateur. Selon le système choisi et le désir de l'opérateur, le rapport peut être présenté sous forme alphanumérique et graphique sur un écran vidéo, il peut être mis en mémoire sur un disque de stockage, il peut être imprimé sur une table traçante, et présenté sous forme de tableau sur l'imprimante 21. Ou encore, l'invention peut être mise en pratique, comme l'illustre la figure 1, avec une combinaison de graphismes et une indication de diagnostic de sortie pour savoir si oui ou non le sujet présente de la dyslexie ou un autre état neurologique, et dans l'affirmative, la gravité relative de la dyslexie ou de l'état en cours de test. Lorsque le diagnostic de la dyslexie a été porté, des recommandations sont faites sur les causes possibles du problème et concernant

d'autres tests et/ou procédés appropriés de traitement.

La position relative (pourcentage) du sujet par rapport

à la population générale peut aussi être donnée graphi-

quement. De plus, une représentation graphique de l'empla-

cement des mouvements de l'oeil par rapport à la position

du stimulus peut être obtenue.

L'ordre d'apparition, la durée, l'amplitude, l'empla-

cement et la vitesse de chacun des mouvements, des cligno-

tements et des fixations de l'oeil peuvent être imprimés avec le point du début de chacun d'eux. Des graphiques

de bar statistiques représentant les résultats du diag-

nostic peuvent également être imprimés. La combinai-

son de graphismes faciles à lire et de diagnostics et recommandations verbales pour d'autres tests, les causes possibles de l'état et des conseils quant aux procédés appropriés de traitement rendent le dispositif de test

à la fois complet et facilement compréhensible.

- 53 -

Claims

REVENDICATIONS

1.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de différents dérèglements neurologiques y compris la dyslexie, la schizophrénie, les scléroses multiples, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, lîhyper- activité, le déficit de l'attention et les dérèglements neurologiques provisoires dus à l'alcool, à des drogues psychotropiques et stimulantes, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend: (a) des moyens pour stimuler une configuration prédéterminée des mouvements de l'oeil chez un sujet à tester pour ledit dérèglement, (b) des moyens pour détecter les mouvements de

l'oeil chez un sujet observant lesdits moyens de stimu-

lation des mouvements de l'oeil et des moyens de détection délivrant un signal de sortie électrique en réponse auxdits mouvements, (c) des moyens processeurs pour recevoir ledit signai de sortie électriquelesdits moyens processeurs comprenant encore (1) des moyens pour échantillonner le signal de sortie à intervalles prédéterminés et obtenir une série de positions successives de l'oeil, (ii) des moyens de conversion desdites positions

successives de l'oeil en données représentant des mouve-

ments de l'oeil, (iii) des moyens pour analyser lesdites données, pour classer lesdits mouvements de l'oeil et faire une différence entre des mouvements saccadés et des fixations,

(d) des moyens de sortie pour obtenir la visuali-

sa-Lion desdites catégories des mouvements de l'oeil.

2.- Système automatisé de détermination de l'existence de dérèglements neurologiques selon la revendication 1, ledit système comprenant encore un moyen comparateur pour comparer la configuration desdits mouvements de l'oeil classés avec des configurations prédéterminées

afin de déterminer l'existence dudit dérèglement neuro-

logique chez le sujet.

- 54 -

3.- Système automatisé pour la détermination de

l'existence de dérèglements neurologiques selon la reven-

dication 1, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend encore un moyen d'étalonnage pour linéariser les signaux de sortie dudit moyen détecteur des mouvements de l'oeil, avant que lesdits signaux ne soient classés

en mouvements de l'oeil.

4.- Système automatisé pour la détermination de l'existence de dérèglements neurologiques selon l'une

des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que

lesdits moyens de stimulation des mouvements de l'oeil comprennent une série de stimulus éclairés de manière

séquentielle et disposés en un réseau latéral.

5.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen comprend une série de diodes photosensibles montées sur le détecteur des mouvements de l'oeil pour être vues par le sujet par

l'intermédiaire d'un miroir semi-réfléchissant.

6.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon l'une des

revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits

moyens de stimulation des mouvements de l'oeil comprennent un moyen de synchronisation pour corréler les mouvements

détectés de l'oeil avec un stimulus prédéterminé.

7.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesditsstimulus prédéterminés

apparaissent sur un dispositif électronique de visualisa-

tion.

8.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits stimulus comprennent un stimulus se déplaçant lentement afin de stimuler

un mouvement de poursuite de l'oeil de l'observation.

9.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit stimulus comprend plusieurs stimulus qui peuvent être actionnés en synchronisme,

- 55 -

ac-tionnés au hasard ou actionnés séquentiellement dans

une direction latérale.

10.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon l'une des

revendications 19 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit

moyen de conversion desdites positions successives de l'oeil en données convertit lesdites positions en valeurs

des coordonnées x-y.

11.- Système automatisé de détermination de ltexis-

tence de dérèglements neurologiques selon l'une des

revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit

dérèglement est la dyslexie, et ledit moyen d'analyse desdites données et de classement desdits mouvements font la différence entre des progressions saccadées

et des régressions saccadées.

12,- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon l'une des

revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits

moyens de sortie visualisent les catégories des mouve-

ments de l'oeil sous forme d'une série de mouvements

x-y par rapport au temps.

13.- Système automatisé de détermination de l'exis-

tence de dérèglements neurologiques selon la revendi-

cation 3, caractérisé en ce que llexistence dudit dérè-

glement est déterminée en comparant le pourcentage des

régressions saccadées avec une moyenne statistique prédé-

terminée.