L'eye tracking comme outil de diagnostic des troubles des mouvements oculaires : le cas du nystagmus

Cette étude menée au département d'optométrie et des sciences de la vision de l'université de Melbourne s'est concentrée sur les troubles du mouvement des yeux, en particulier le nystagmus, et sur la possibilité d'utiliser l'eye tracking comme outil de diagnostic établi.

Contexte

L'étude a été menée au département d'optométrie et des sciences de la vision de l'université de Melbourne, en Australie, par le Dr Larry Abel et son équipe. Elle portait sur les troubles du mouvement des yeux, en particulier le nystagmus, et sur la possibilité d'utiliser l'eye tracking comme outil de diagnostic établi.

Le laboratoire de recherche, qui effectue des tests cliniques "en marge" depuis des années, a utilisé un Eye Tracker ou Oculomètres de Tobii pour faire des essais et des tests à cette fin. Des résultats concluants permettraient de fournir une évaluation de haute qualité du nystagmus et d'autres tests de motricité oculaire, ainsi que de les mettre à la disposition des cliniciens référents dans une clinique d'enseignement. Cela signifierait également un pas de plus vers l'intégration de l'Eye tracking dans les activités cliniques du département, et permettrait aux optométristes en formation de le considérer comme un outil clinique standard et normal.

Objectif

L'objectif de cette étude expérimentale était de déterminer s'il était possible de développer un centre clinique pour l'évaluation du nystagmus et d'autres troubles, qui pourrait éventuellement être géré par des cliniciens moins spécialisés. L'accent est mis sur l'identification et la caractérisation du nystagmus, mais les recherches futures porteront idéalement sur la capacité d'évaluer plus quantitativement les mouvements oculaires saccadiques et de poursuite lisse.

Le premier objectif serait que les cliniciens puissent effectuer des tests, dont les résultats seraient évalués par des spécialistes, tels que les auteurs de cette étude. L'objectif à plus long terme serait d'essayer de développer des moyens de dépistage plus automatisés, accessibles à des profils d'utilisateurs plus diversifiés.

Parce que de bons enregistrements des mouvements oculaires sont essentiels pour une évaluation correcte du nystagmus et pour une évaluation quantitative des saccades, l'Eye tracking joue un rôle central dans les méthodes utilisées et dans cette étude.

Méthode

Lors des essais en laboratoire, des comparaisons ont été effectuées entre l' Eye Tracker ou Oculomètre (
) et un vieux tracker de limbe Microguide 1000. Il s'agit d'une technologie analogique classique datant des années 1960, qui utilise l'optoélectronique pour détecter les mouvements horizontaux des bords de l'iris. Des comparaisons ont également été effectuées avec un Eye Tracker ou Oculomètres de Tobii et un Eyelink II de SR Research. Le laboratoire utilise également un système HED à grande vitesse de SMI, mais pas pour ce type d'évaluation, étant donné sa nature monoculaire. L'examen clinique et l'anamnèse précèdent toujours l'enregistrement des mouvements oculaires, et leurs résultats guident souvent la session d'enregistrement. L'eye tracking est ensuite utilisé pour confirmer, augmenter ou infirmer les impressions cliniques initiales.

Les tests d'eye tracking consistent pour les patients à fixer une série de positions cibles dans leur champ visuel, à la fois horizontalement et verticalement. Les formes d'ondes présentes sont identifiées et classées comme nystagmus congénital (et si oui, quelle forme d'onde spécifique) ou acquis. La quantification de la durée des périodes de fovéation stable (s'il y en a) est effectuée lorsque cela est justifié. Ces périodes de fovéation peuvent être un facteur clé dans la détermination de l'acuité visuelle potentielle d'un patient et ne peuvent être observées qu'à l'aide d'enregistrements des mouvements oculaires avec une bonne résolution temporelle et spatiale.

La pratique actuelle en laboratoire pour ce type de tests consiste à exporter les données de l'Eye Tracker ou Oculomètres de Tobii actuellement utilisé ou à numériser les données du tracker limbus de Microguide et à les entrer dans Matlab où elles sont affichées et quantifiées. La nouvelle interface Matlab du SDK pour l'Eye Tracker ou Oculomètres Pro TX300 était encore en cours de développement et n'était pas disponible au moment de l'essai, de sorte qu'aucune routine Matlab spécifique n'a été développée pour cette étude. Au lieu de cela, les données brutes ont été utilisées et traitées dans les routines Matlab existantes pour obtenir les formes d'ondes pertinentes.

Eye tracking : un outil à fort potentiel pour le diagnostic clinique

La période d'essai a donné des résultats intéressants :

Seuls les enregistrements Eye tracking permettent de distinguer un nystagmus congénital d'un nystagmus acquis dans les cas où les présentations cliniques sont ambiguës. Ils permettent également de distinguer le nystagmus congénital du nystagmus latent/manifeste latent - ces affections sont prises en charge différemment. La quantification de la forme d'onde peut également être utilisée pour prédire le meilleur résultat visuel possible. Outre le nystagmus, l'évaluation des saccades peut être utilisée pour identifier une ophtalmoplégie internucléaire légère, un signe courant de la sclérose en plaques, et pour aider à identifier la myasthénie grave.

Dans certains cas, l'Eye Tracker ou Oculomètre a fourni des informations diagnostiques sur la forme d'onde qu'il aurait été difficile d'obtenir autrement. En outre, un avantage potentiel réel du Pro TX300 est la facilité d'utilisation de Tobii Pro Studio, de sorte que le personnel clinique pourrait être formé pour effectuer des évaluations, l'évaluation étant ensuite réalisée par des spécialistes si nécessaire.

Dans les figures ci-dessus, vous pouvez voir un nystagmus provoqué par le regard à l'horizontale (tracés bleus), avec une composante de phase lente linéaire ou à vitesse décroissante. Remarquez que lorsque le patient regarde à nouveau vers le centre à partir d'un regard latéral (flèches), le nystagmus en position primaire bat maintenant dans l'autre sens. C'est ce qu'on appelle le nystagmus de rebond, qui n'a jamais été signalé comme congénital. Les traces verticales de la position de l'oeil sont également importantes dans ces figures (et indisponibles avec un Eye Tracker ou Oculomètres). Vous pouvez voir ici qu'il y a un nystagmus à battement descendant soutenu, quelle que soit la direction de la composante horizontale de ce patient ; cela signifie que la plupart du temps, les yeux se déplaçaient en diagonale. Ce patient a été adressé au laboratoire comme souffrant d'un nystagmus congénital, mais l'enregistrement ci-dessus diffère à bien des égards de cette pathologie bénigne et, par conséquent, une évaluation clinique plus approfondie et un suivi étroit ont été recommandés.

Cependant, dans son état actuel, plusieurs évaluations cliniquement importantes pour l'examen du nystagmus étaient soit difficiles, soit impossibles. Il s'agit notamment de

• Calibration monoculaire avec enregistrement binoculaire (c'est-à-dire la possibilité de bloquer la vue d'un œil tout en enregistrant son comportement). Une fois l'enregistrement commencé, la possibilité d'alterner l'occlusion et d'observer l'effet. *

• Sélection par l'opérateur de l'emplacement et du moment de la cible

• Contrôle en temps réel de la position des yeux

• un moyen d'ajouter l'emplacement de la cible et le déclenchement manuel du marqueur aux données sur la position de l'œil.

*Depuis la réalisation de cette étude, l'outil d'étalonnage et de vérification Tobii est devenu disponible. L'outil d'étalonnage et de vérification Tobii est une application qui mesure et signale les angles de déviation du regard du participant pour le dépistage de l'alignement des yeux et le diagnostic des troubles ophtalmiques, tels que le nystagmus, le strabisme (yeux croisés) ou l'amblyopie (œil paresseux). Il permet de mesurer les mouvements oculaires, par exemple au cours de la rééducation d'un participant. L'outil se compose d'un logiciel (fonctionnant sous Windows) et d'un occluseur qui transmet une lumière infrarouge.

Conclusion

L'objectif initial est de mettre au point un système que la plupart des cliniciens pourront utiliser, mais qui nécessitera toujours l'intervention d'un spécialiste pour évaluer les résultats. L'objectif à plus long terme serait de développer un système expert basé sur un réseau neuronal qui pourrait effectuer de manière autonome la classification des formes d'onde et, si possible, la quantification. Cela irait de pair avec le travail effectué dans le domaine de l'électrodiagnostic et pourrait rendre ce type de test beaucoup plus largement disponible. La mise en œuvre nécessiterait le recrutement d'un étudiant en doctorat ayant une formation en génie électrique/informatique et une expertise en traitement des signaux.

Informations connexes

• À propos de University of Melbourne EyeCare