Аннотация
Введение. Переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям сбережения здоровья является одним из приоритетов научно-технологического развития в ближайшее десятилетие. Данному приоритету отвечает возможность использования айтрекинга для медицинской диагностики.
Айтрекинг как инструмент медицинской диагностики. При использовании айтрекинга выявление заболеваний основано на основных видах движений глаз: фиксаций, саккад и нистагма. Однако не до конца валидированы протоколы, позволяющие комплексно оценивать состояние пациента. Целью предстоящего обзора является попытка рассмотреть исследования баз данных Scopus, Web of Science, РИНЦ касательно применения айтрекинга в качестве дополнения к диагностике заболеваний и расстройств, обозначить возможные траектории развития данного метода в области медицины. В статье приведены примеры использования айтрекинга при деменции, легких когнитивных нарушениях, болезни Альцгеймера, шизофрении, шизотипическом и бредовом расстройстве, расстройстве настроения, синдроме дефицита внимания, последствиях перенесенного инсульта, травм головы.
Обсуждение результатов. Айтрекинг отличается объективностью, кратким и бесстрессовом наблюдением за пациентом, возможности упрощения предъявляемых задач при высокой точности диагностики, нахождении симулированного расстройства, дополнении существующих тестов, поиске латентных признаков, более высокой чувствительности по сравнению с некоторыми нейропсихологическими тестами, возможности динамического переключения между задачами. В качестве перспективы разработки диагностических протоколов на основе айтрекинга возможно: использование существующих парадигм проведения айтрекинговых исследований, комбинация новых парадигм с существующими нейропсихологическими тестами и методиками, наследование базовых принципов обследования состояния пациента, построение моделей анализа данных. Необходима валидация на более широкой выборке и уточнение перечня стимулов.
Библиографические ссылки
Барабанщиков, В. А., Жегалло, А. В. (2014). Методы регистрации движений глаз в психологии: основы учебно-методического комплекса. Экспериментальная психология, 7(1), 132–137.
Бондаренко, В. А., Гузенко, Н. В. (2021). Цифровизация сферы здравоохранения России: «умные технологии» в обеспечении качества жизни. Bulletin of the South-Russian State Technical University (NPI) Series Socio-Economic Sciences, 14(1), 103–113.
Доан, Т. М., Крестьянинова, О. Г., Плотников, В. А. (2023). Цифровизация здравоохранения: перспективные инструменты. Экономика и управление, 29(2), 132–140.
Заболотная, Н. В., Гатилова, И. Н., Заболотный, А. Т. (2020). Цифровизация здравоохранения: достижения и перспективы развития. Экономика. Информатика, 47(2), 380–389.
Карпов, В. А. (1975). О некоторых результатах исследования особенностей управления взором при синдромах поражения лобных систем мозга. Б.Ф. Ломов, Н.Ю. Вергилес (ред.) В: Моторные компоненты зрения. Наука М.
Огнев, А. С., Лихачева, Э. В. (2015). Валидность айтрекинга как инструмент психодигностики. Успехи современного естествознания, 1-8, 1311–1314.
Скуратова, К. А., Шелепин, Е. Ю., Яровая, Н. П. (2021). Оптический поиск и зрительный навык. Оптический журнал, 88(12), 28.
Ales, F., Giromini, L., Warmelink, L., Polden, M., Wilcockson, T., Kelly, C. & Crawford, T. (2021). An eye tracking study on feigned schizophrenia. Psychological Injury and Law, 14(3), 213–226.
American Psychiatric Association. (2013). Diagnostic and statistical manual of mental disorders (5th ed.).
Barsznica, Y., Noiret, N., Lambert, B., Monnin, J., De Pinho, C., Hickel, J. & Chopard, G. (2021). Saccadic eye movements in elderly depressed patients with suicidal behaviors: an exploratory eye-tracking study. Frontiers in psychology, 12, 712347.
Beylergil, S. B., Kilbane, C., Shaikh, A. G., & Ghasia, F. F. (2022). Eye movements in Parkinson's disease during visual search. Journal of the Neurological Sciences, 440, 120299.
Bolanos, I., Lozano, D., & Cantu, C. (2004). Internuclear ophthalmoplegia: causes and long‐term follow‐up in 65 patients. Acta Neurologica Scandinavica, 110(3), 161–165.
Bremmer, F., Duhamel, J. R., Hamed, S. B., & Graf, W. (2000). Stages of self-motion processing in primate posterior parietal cortex. International Review of Neurobiology, 44, 173–198.
Brien, D. C., Riek, H. C., Yep, R., Huang, J., Coe, B., Areshenkoff, C. & ONDRI Investigators. (2023). Classification and staging of Parkinson's disease using video-based eye tracking. Parkinsonism & Related Disorders, 110, 105316.
Carvalho, N., Laurent, E., Noiret, N., Chopard, G., Haffen, E., Bennabi, D., & Vandel, P. (2015). Eye movement in unipolar and bipolar depression: A systematic review of the literature. Frontiers in psychology, 6, 1809.
Ciuffreda, K. J., Kapoor, N., Rutner, D., Suchoff, I. B., Han, M. E., & Craig, S. (2007). Occurrence of oculomotor dysfunctions in acquired brain injury: a retrospective analysis. Optometry-Journal of the American Optometric Association, 78(4), 155–161.
Córdoba, A. C., Cena, C. E. G., Lage, C., & Juan, P. S. (2023). Eye Tracking and Machine Learning Non-invasive Biomarker for Alzheimer’s Disease and Frontotemporal Dementia Diagnosis. In: Proceedings of the Latin American Congress on Automation and Robotics (pp. 113–122). Cham: Springer Nature Switzerland.
Davis, R., & Sikorskii, A. (2020). Eye tracking analysis of visual cues during wayfinding in early stage Alzheimer’s disease. Dementia and geriatric cognitive disorders, 49(1), 91–97.
Dreher, J. C., & Grafman, J. (2002). The roles of the cerebellum and basal ganglia in timing and error prediction. European Journal of Neuroscience, 16(8), 1609–1619.
Fabisch, K., Fitz, W., Fabisch, H., Haas-Krammer, A., Klug, G., Zapotoczky, S., & Kapfhammer, H. P. (2009). Sinusoidal smooth pursuit eye tracking at different stimulus frequencies: position error and velocity error before catch-up saccades in schizophrenia and in major depressive disorder. Australian & New Zealand Journal of Psychiatry, 43(9), 855–865.
Goto, Y., Hatakeyama, K., Kitama, T., Sato, Y., Kanemura, H., Aoyagi, K. & Aihara, M. (2010). Saccade eye movements as a quantitative measure of frontostriatal network in children with ADHD. Brain and Development, 32(5), 347–355.
Grillini, A., Renken, R. J., Vrijling, A. C., Heutink, J., & Cornelissen, F. W. (2020). Eye movement evaluation in multiple sclerosis and Parkinson's disease using a standardized oculomotor and neuro-ophthalmic disorder assessment (SONDA). Frontiers in Neurology, 11, 971.
Guo, C., Ashrafian, H., Ghafur, S., Fontana, G., Gardner, C., & Prime, M. (2020). Challenges for the evaluation of digital health solutions–A call for innovative evidence generation approaches. NPJ Digital Medicine, 3(1), 110.
Heilman, K. M., Watson, R. T., Valenstein E. (1993). Neglect and related disorders. New York Oxford University Press.
Huang, G., Li, Y., Zhu, H., Feng, H., Shen, X., & Chen, Z. (2023). Emotional stimulation processing characteristics in depression: Meta-analysis of eye tracking findings. Frontiers in Psychology, 13, 1089654.
Hutton, J. T., Nagel, J. A., & Loewenson, R. B. (1984). Eye tracking dysfunction in Alzheimer‐type dementia. Neurology, 34(1), 99–99.
Huygen, P. L. M., Verhagen, W. I. M., Hommes, O. R., & Nicolasen, M. G. M. (1990). Short vestibule-ocular reflex time constants associated with oculomotor pathology in multiple sclerosis. Acta oto-laryngologica, 109(1–2), 25–33.
Jozefowicz-Korczynska, M., Łukomski, M., & Pajor, A. (2008). Identification of internuclear ophthalmoplegia signs in multiple sclerosis patients: saccade test analysis. Journal of neurology, 255, 1006–1011.
Karpov, A. R. Luria, A. L., & Yarbus, A. L. (1968) Disturbances of the structure of active perception in lesions of the posterior and anterior regions of the brain. Neuropsychologia, 6(2), 157–166.
Kaufmann, B. C., Cazzoli, D., Pflugshaupt, T., Bohlhalter, S., Vanbellingen, T., Müri, R. M. & Nyffeler, T. (2020). Eyetracking during free visual exploration detects neglect more reliably than paper-pencil tests. Cortex, 129, 223–235.
Kaufman, L. D., Pratt, J., Levine, B., & Black, S. E. (2010). Antisaccades: a probe into the dorsolateral prefrontal cortex in Alzheimer's disease. A critical review. Journal of Alzheimer's Disease, 19(3), 781–793.
Kojima, T., Matsushima, E., Ohta, K., Toru, M., Han, Y. H., Shen, Y. C. & Prilipko, L. (2001). Stability of exploratory eye movements as a marker of schizophrenia–a WHO multi-center study. Schizophrenia Research, 52(3), 203–213.
Kong, X. J., Wei, Z., Sun, B., Tu, Y., Huang, Y., Cheng, M., & Wan, G. (2022). Different eye tracking patterns in autism spectrum disorder in toddler and preschool children. Frontiers in Psychiatry, 13, 899521.
Lencer, R., Nagel, M., Sprenger, A., Heide, W., & Binkofski, F. (2005). Reduced neuronal activity in the V5 complex underlies smooth-pursuit deficit in schizophrenia: evidence from an fMRI study. Neuroimage, 24(4), 1256–1259.
Lev, A., Braw, Y., Elbaum, T., Wagner, M., & Rassovsky, Y. (2022). Eye tracking during a continuous performance test: Utility for assessing ADHD patients. Journal of Attention Disorders, 26(2), 245–255.
Li, H., Wang, Q., Hou, W. P., Chen, D. Y., Ding, Y. S., Zhang, Z. F. & Wang, C. Y. (2024). Further clarification of cognitive processes of prospective memory in schizophrenia by comparing eye-tracking and ecologically-valid measurements. Schizophrenia, 10(1), 41.
Lizak, N., Clough, M., Millist, L., Kalincik, T., White, O. B., & Fielding, J. (2016). Impairment of smooth pursuit as a marker of early multiple sclerosis. Frontiers in Neurology, 7, 228947.
Luria, A. R., Karpov, B. A., & Yarbus, A. L. (1966). Disturbaces of active visual perception with lesions of frontal lobes. Cortex, 2(2), 202–212.
Mallery, R. M., Poolman, P., Thurtell, M. J., Full, J. M., Ledolter, J., Kimbrough, D. & Kardon, R. H. (2018). Visual fixation instability in multiple sclerosis measured using SLO-OCT. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 59(1), 196–201.
Mantokoudis, G., Korda, A., Zee, D. S., Zamaro, E., Sauter, T. C., Wagner, F., & Caversaccio, M. D. (2021). Bruns' nystagmus revisited: a sign of stroke in patients with the acute vestibular syndrome. European Journal of Neurology, 28(9), 2971–2979.
Martínez, A., Hillyard, S. A., Dias, E. C., Hagler, D. J., Butler, P. D., Guilfoyle, D. N. & Javitt, D. C. (2008). Magnocellular pathway impairment in schizophrenia: evidence from functional magnetic resonance imaging. Journal of Neuroscience, 28(30), 7492–7500.
Matsumoto, H., Terao, Y., Furubayashi, T., Yugeta, A., Fukuda, H., Emoto, M. & Ugawa, Y. (2011). Small saccades restrict visual scanning area in Parkinson's disease. Movement Disorders, 26(9), 1619–1626.
Maza, A., Moliner, B., Ferri, J., & Llorens, R. (2020). Visual behavior, pupil dilation, and ability to identify emotions from facial expressions after stroke. Frontiers in Neurology, 10, 484567.
Mengoudi, K., Ravi, D., Yong, K. X., Primativo, S., Pavisic, I. M., Brotherhood, E., Alexander, D. C. (2020). Augmenting dementia cognitive assessment with instruction-less eye-tracking tests. IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 24(11), 3066–3075.
McCrory, P., Meeuwisse, W., Johnston, K., Dvorak, J., Aubry, M., Molloy, M., & Cantu, R. (2009). Consensus statement on Concussion in Sport. South African Journal of Sports Medicine, 21(2).
Nakamagoe, K., Yamada, S., Kawakami, R., Koganezawa, T., & Tamaoka, A. (2019). Abnormal saccadic intrusions with Alzheimer's disease in darkness. Current Alzheimer Research, 16(4), 293–301.
Oldham, J. R., Meehan III, W. P., & Howell, D. R. (2021). Impaired eye tracking is associated with symptom severity but not dynamic postural control in adolescents following concussion. Journal of Sport and Health Science, 10(2), 138–144.
Oliveira, J. S., Franco, F. O., Revers, M. C., Silva, A. F., Portolese, J., Brentani, H., & Nunes, F. L. (2021). Computer-aided autism diagnosis based on visual attention models using eye tracking. Scientific Reports, 11(1), 10131.
Papagiannopoulou, E. A., Chitty, K. M., Hermens, D. F., Hickie, I. B., & Lagopoulos, J. (2014). A systematic review and meta-analysis of eye-tracking studies in children with autism spectrum disorders. Social Neuroscience, 9(6), 610–632.
Pierrot-Deseilligny, E., & Burke, D. (2005). The circuitry of the human spinal cord: its role in motor control and movement disorders. Cambridge university press.
Polden, M., & Crawford, T. J. (2021). Active visual inhibition is preserved in the presence of a distracter: A cross-cultural, ageing and dementia study. Cortex, 142, 169–185.
Rantanen, M., Hautala, J., Loberg, O., Nuorva, J., Hietanen, J. K., Nummenmaa, L., & Astikainen, P. (2021). Attentional bias towards interpersonal aggression in depression–An eye movement study. Scandinavian Journal of Psychology, 62(5), 639–647.
Rascol, O., Clanet, M., Montastruc, J. L., Simonetta, M., Soulier-Esteve, M. J., Doyon, B., & Rascol, A. (1989). Abnormal ocular movements in Parkinson's disease: evidence for involvement of dopaminergic systems. Brain, 112(5), 1193–1214.
Rieke, N., Hancox, J., Li, W., Milletari, F., Roth, H. R., Albarqouni, S., & Cardoso, M. J. (2020). The future of digital health with federated learning. NPJ Digital Medicine, 3(1), 1–7.
Rosano, C., Krisky, C. M., Welling, J. S., Eddy, W. F., Luna, B., Thulborn, K. R., & Sweeney, J. A. (2002). Pursuit and saccadic eye movement subregions in human frontal eye field: a high-resolution fMRI investigation. Cerebral Cortex, 12(2), 107–15.
Russell, L. L., Greaves, C. V., Convery, R. S., Bocchetta, M., Warren, J. D., Kaski, D., & Rohrer, J. D. (2021). Eye movements in frontotemporal dementia: Abnormalities of fixation, saccades and anti‐saccades. Alzheimer's & Dementia: Translational Research & Clinical Interventions, 7(1), e12218.
Russell, L. L., Greaves, C. V., Convery, R. S., Nicholas, J., Warren, J. D., Kaski, D., & Rohrer, J. D. (2021). Novel instructionless eye tracking tasks identify emotion recognition deficits in frontotemporal dementia. Alzheimer's Research & Therapy, 13, 1–11.
Schall, J. D. (2004). On the role of frontal eye field in guiding attention and saccades. Vision Research, 44(12), 1453–1467.
Serra, A., Chisari, C. G., & Matta, M. (2018). Eye movement abnormalities in multiple sclerosis: pathogenesis, modeling, and treatment. Frontiers in Neurology, 9, 313229.
Serra, A., Derwenskus, J., Downey, D. L., & Leigh, R. J. (2003). Role of eye movement examination and subjective visual vertical in clinical evaluation of multiple sclerosis. Journal of Neurology, 250, 569–575.
Skuratova, K. A., Shelepin, E. Y., Malashin, R. O., & Shelepin, Y. E. (2022). Image analysis and error detection in source software code. Journal of Optical Technology, 89(8), 476–483.
Sweere, D. J., Pel, J. J., Kooiker, M. J., van Dijk, J. P., van Gemert, E. J., Hurks, P. P. & Hendriksen, J. G. (2022). Clinical utility of eye tracking in assessing distractibility in children with neurological disorders or ADHD: A cross-sectional study. Brain Sciences, 12(10), 1369.
Tadokoro, K., Yamashita, T., Fukui, Y., Nomura, E., Ohta, Y., Ueno, S., & Abe, K. (2021). Early detection of cognitive decline in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease with a novel eye tracking test. Journal of The Neurological Sciences, 427, 117529.
Tsang, V., & Chu, P. C. K. (2018). Comparing eye-tracking data of children with high-functioning ASD, comorbid ADHD, and of a control watching social videos. JoVE (Journal of Visualized Experiments), (142), e58694.
Vacas, J., Antolí, A., Sánchez-Raya, A., Pérez-Dueñas, C., & Cuadrado, F. (2021). Visual preference for social vs. non-social images in young children with autism spectrum disorders. An eye tracking study. Plos One, 16(6), e0252795.
Wang, Y., Lyu, H. L., Tian, X. H., Lang, B., Wang, X. Y., St Clair, D. & Zhao, J. (2022). The similar eye movement dysfunction between major depressive disorder, bipolar depression and bipolar mania. The World Journal of Biological Psychiatry, 23(9), 689–702.
Zahid, A. B., Hubbard, M. E., Lockyer, J., Podolak, O., Dammavalam, V. M., Grady, M. & Master, C. L. (2020). Eye tracking as a biomarker for concussion in children. Clinical Journal of Sport Medicine, 30(5), 433–443.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2024 Российский психологический журнал