基于目光驱动的游戏联合眼动追踪技术支持脑瘫年轻成人的眼动技能:一项多案例研究

《Acta Psychologica》:Eye-gaze-driven games to support oculomotor skills in young adults with cerebral palsy using eye-tracking technology: a multiple case study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月17日 来源:Acta Psychologica 3.8

编辑推荐:

  目光驱动游戏(eye-gaze-driven games)可能改善脑瘫(cerebral palsy,CP)成人的眼球运动控制;LookLab软件(ThinkSmartbox?)可能是眼动训练(oculomotor training)的有用工具;改善脑瘫成人的

  
目光驱动游戏(eye-gaze-driven games)可能改善脑瘫(cerebral palsy,CP)成人的眼球运动控制;LookLab软件(ThinkSmartbox?)可能是眼动训练(oculomotor training)的有用工具;改善脑瘫成人的眼动技能可能提高其自主性;凝视辅助技术(gaze assistive technology)在康复方案中可能有效;眼动追踪(eye-tracking,ET)是沟通和生产活动的替代界面。
**论文解读:基于目光驱动游戏改善脑瘫年轻成人眼动技能的多案例研究**

**研究背景与问题**
脑瘫(cerebral palsy,CP)是一种影响运动和姿势的神经发育障碍,患病率约为每1000例活产中1.5–3例(Stavsky等人,2017)。其表型异质性大,常伴运动、感觉、认知及沟通障碍,严重影响个体日常生活参与及生活质量。辅助技术(assistive technology)可支持运动障碍者的沟通与交互,其中眼动追踪(eye-tracking,ET)设备将注视方向转化为屏幕光标移动,成为自主控制有限者的高效交互方式。然而,脑瘫患者普遍存在视觉与眼动(oculomotor)损伤,如不稳定性注视、平滑追踪受损及扫视异常(Fazzi等人,2012;Lampe等人,2014),这些缺陷可能制约眼动追踪技术的有效使用。既往研究主要集中于儿童(Bekteshi等人,2020,2022;Borgestig等人,2016),显示基于目光的活动可改善儿童眼动表现,但针对成人的证据有限,尤其对不同功能表型的成年人。为此,研究人员开展本研究,旨在探索目光驱动游戏(eye-gaze-driven games)训练后,痉挛-张力障碍型脑瘫(spastic-dystonic cerebral palsy)成人的眼动及视觉探索技能如何变化,并评估该干预的可用性。该论文发表于《Acta Psychologica》。

**关键技术与方法**(不超过250字)
本研究采用多案例研究设计,从米兰比科卡大学(University of Milano-Bicocca)招募3名痉挛-张力障碍型脑瘫成人(1女2男,年龄31–37岁,均大学毕业,无眼动追踪经验)。使用15.6英寸笔记本电脑、Alea IntelliGaze CAM30NXT眼动摄像头(采样率60 Hz,红外角膜反射+瞳孔追踪),结合Look Lab软件(ThinkSmartbox?)。视觉评估采用IntelliGaze v11软件中的注视测试(fixation test)、视野测试(visual field test)、眨眼测试(blink test)及校准测试(calibration test)。干预阶段包括5次训练(每次1小时),进行4款目光驱动游戏(Splat、Space shoot、Hoops、Pipe dodge),每次训练先10分钟简单模式,后标准模式。干预后使用系统可用性量表(System Usability Scale,SUS)评估可用性。数据分析采用描述性统计和定性的前后对比。

**研究结果**
**3.1 样本人口学**
三名参与者均完成实验。P01为男性,37岁,佩戴近视散光眼镜(左眼:sph. -5.50,cyl -2.50×15°;右眼:sph. -9.00,cyl -4.00×165°),无眼动追踪经验,功能分级:VFCS II、GMFCS E&R III、MACS II、CFCS II、VSS III。P02为女性,31岁,无视力问题,功能分级:VFCS II、GMFCS E&R V、MACS III、CFCS II、VSS III。P03为男性,33岁,无视力问题,功能分级:VFCS II、GMFCS E&R III、MACS II、CFCS II、VSS II。均无智力缺陷。

**3.2 干预前后视觉表现**
**3.2.1 P01评估**
通过注视测试,P01在基线(T0)时左侧注视精度低,干预后(T1)左侧精度改善,右侧略有下降;平均注视时长增加。视野测试在T0和T1均表现差(可能与眼镜反射干扰有关)。校准测试质量从“很差”(very poor)改善为“差”(poor)。
**3.2.2 P02评估**
注视测试显示P02在T0时注视精度已很高,T1略有下降但仍处于良好范围;平均注视时长减少。视野测试线条追踪能力较T0改善。校准测试在T0已达优秀,T1无变化。
**3.2.3 P03评估**
注视测试在T0时右侧精度高、左侧较低,T1时左侧精度显著提升,右侧保持稳定;平均注视时长增加。视野测试线条追踪大幅改善。校准测试在T0已达优秀,T1无变化。

**3.3 参与者可用性感知**
根据SUS评分,P01得60分(“可接受的” [okay]),P02得87.5分(“最佳可想象的” [best imaginable]),P03得77.5分(“优秀的” [excellent])。平均SUS得75分(SD=13.92),对应B级(良好)。

**3.4 参与者建议**
P01因眼镜导致系统识别困难,建议视力障碍者使用更优眼动仪;P02认为简单模式时长过长,游戏图形偏幼稚,但认为对重度残疾者有益;P03注意到训练后眼精度和专注力提升,系统直观且有趣。

**讨论与结论总结**
**讨论**:研究结果提示,短期目光驱动游戏训练可能支持痉挛-张力障碍型脑瘫成人的注视及视觉探索改善,这与既往儿童研究一致(Bekteshi等人,2020;Borgestig等人,2016)。两名参与者(P01、P03)在注视测试中提升,P02因基线已达天花板略有下降。视野测试中P02和P03改善,P01因眼镜无法评估。校准测试P02和P03基线已优,P01改善。SUS平均评分良好,表明用户接受度高,是辅助技术实际应用的关键因素。但研究存在局限:样本仅3人,均无智力缺陷且大学毕业,推广性受限;训练仅1周5次,未评估长期效应;P01的视觉矫正镜片影响了眼动追踪效果,建议更高采样率(≥120 Hz)设备。

**结论翻译**:据研究人员所知,本研究是首批探究Look Lab软件对脑瘫成人眼动和视觉探索技能可用性及潜在影响的文献之一。结果表明,所有参与者能仅通过注视高效与所提议活动交互,提示该软件对复杂需求者也具可及性,并可能支持眼动表现改善。此外,本研究报告了关于基于注视的辅助技术作为脑瘫个体计算机界面的积极可用性反馈。该发现尤其相关,因为用户接受度是辅助技术现实应用的关键因素,而基于目光的活动可能为其有效使用提供有益准备步骤。无不良效应且参与者反应积极,进一步支持将基于目光的眼动干预用于康复。此类干预可能通过支持眼动技能发展,帮助脑瘫个体通过注视与环境交互。在此背景下,通过眼动追踪技术控制增强与替代沟通(augmentative and alternative communication,AAC)界面或其他计算机系统,可促进残疾人所有生活领域的参与和包容(WHO, 2022),同时减少对护理人员的依赖。基于上述发现,需进一步研究更严重残疾个体能否受益于基于目光的训练,及其对眼动追踪使用、沟通技能、参与度和生活质量的潜在影响。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号