新的自闭症早期检测技术分析儿童扫描面部的方式

新的自闭症早期检测技术分析儿童扫描面部的方式
患有自闭症谱系障碍的儿童扫描面部的方式不同。 (存在Shutterstock)

想象一下,你的儿子汤米即将两岁。 他是一个害羞而可爱的小男孩,但他的行为可能无法预测。 他发脾气最严重的发脾气,有时哭泣和尖叫不安一小时。 例程中最小的变化可能会让他失望。

这是所谓的“可怕的两个人”的坏情况吗? 你应该给Tommy一些时间来成长吗? 或者,是自闭症谱系障碍(ASD)的这些迹象 - 神经发育障碍影响约2%的人口,相当于一辆完整校车上的一两个孩子? 你怎么知道的?

我们在滑铁卢大学应用数学系的研究小组开发了一个 新的ASD检测技术,可区分不同的眼睛注视模式 帮助医生更快,更准确地检测儿童的ASD。

我们这样做是因为早期ASD诊断和干预有很多好处。 研究发现 在四岁之前实施的干预与认知,语言和适应行为的显着增加相关。 同样,研究人员将早期干预措施的实施与ASD联系起来 改善日常生活技能和社会行为。 相反,晚期诊断是 与父母压力增加相关并延迟早期干预,这对于长期积极的结果至关重要.

目前的ASD干预措施

ASD的症状通常出现在出生后的头两年,并影响孩子的社交功能。 虽然目前的治疗方法不 大多数干预措施侧重于管理行为和提高社交和沟通技巧。 因为变化的能力越大,孩子越年轻,就可以 如果在生命早期进行诊断和干预,则期望获得最佳结果.

ASD的评估包括a 医学和神经系统检查,关于儿童家族史,行为和发展的深入调查问卷或心理学家的评估.

不幸的是,这些诊断方法并非真正适合幼儿,而且价格昂贵。 可以想象,孩子只是看一些东西,比如狗的动画脸,比回答调查问卷中的问题或者由心理学家进行评估要容易得多。


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数学作为新的显微镜

您可能想知道:数学家与自闭症检测有什么关系?

这确实是我们小组参与的跨学科研究的一个例子。我们使用 数学作为显微镜来理解生物学和医学。 我们建立 计算机模型模拟各种药物的影响 我们应用数学技术来分析临床数据。

我们相信数学可以客观地区分患有ASD的儿童与其神经典型对应物的行为。

我们知道, 患有ASD的个体在视觉上探索和扫描一个人的面部与神经型个体不同。 在开发用于检测眼睛注视模式的新技术时,我们评估了40儿童,大多数是四岁或五岁儿童。 这些孩子中约有一半是神经型的,而其他孩子则是ASD。 每个参与者在屏幕上显示44面部照片,并集成到眼睛跟踪系统中。

红外设备通过发射和反射来自虹膜的波来解释和识别每个孩子正在观察的刺激上的位置。

新的自闭症早期检测技术分析儿童扫描面部的方式
|当看着一个人的脸时,一个神经典型的孩子更注重眼睛,而患有ASD的孩子更注重口腔。 (存在Shutterstock)

眼球运动模式

这些图像被分成七个关键区域 - 我们将其命名为特征 - 参与者聚焦他们的视线:右眼,右眼,左眼,左眼,鼻子,嘴和屏幕的其他部分。 我们使用网络分析中的四个不同概念来评估儿童对这些特征的不同重要程度。

我们不仅想知道参与者花在多少时间看每个特征,我们还想知道他们如何移动他们的眼睛并扫描面部。

例如,研究人员已经知道,当看着一个人的脸时,一个人 神经型儿童更注重眼睛 而患有ASD的孩子更注重口腔。 此外,患有ASD的儿童也会以不同方式扫描面部。 将焦点从某人的眼睛移到下巴时,例如,一个神经典型的孩子 可能会更快地移动他们的眼睛,并且通过与患有ASD的孩子不同的路径.

儿童友好的诊断过程

虽然尚无法进入医生办公室并要求进行此项检测,但我们希望这项研究最终可能会使诊断过程对儿童的压力减轻。

要使用这种技术,需要一种商用的红外眼动仪,以及我们的网络分析技术。 我们已经解释了算法,因此任何想要理论上都可以实现它们的软件开发人员。

通过消除早期诊断的一些障碍,我们希望更多患有ASD的儿童能够接受早期干预,从而提高生活质量并在长期内实现更高的独立性。

作者简介

Anita Layton,加拿大150数学生物学和医学研究主席; 应用数学,药学和生物学教授, 滑铁卢大学 和Mehrshad Sadria,M。Math Candidate,应用数学系, 滑铁卢大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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