Computer-Aided Screening of Autism Spectrum Disorder: Eye-Tracking Study Using Data Visualization and Deep Learning
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The early diagnosis of autism spectrum disorder (ASD) is highly desirable but remains a challenging task, which requires a set of cognitive tests and hours of clinical examinations. In addition, variations of such symptoms exist, which can make the identification of ASD even more difficult. Although diagnosis tests are largely developed by experts, they are still subject to human bias. In this respect, computer-assisted technologies can play a key role in supporting the screening process. OBJECTIVE: This paper follows on the path of using eye tracking as an integrated part of screening assessment in ASD based on the characteristic elements of the eye gaze. This study adds to the mounting efforts in using eye tracking technology to support the process of ASD screening. METHODS: The proposed approach basically aims to integrate eye tracking with visualization and machine learning. A group of 59 school-aged participants took part in the study. The participants were invited to watch a set of age-appropriate photographs and videos related to social cognition. Initially, eye-tracking scanpaths were transformed into a visual representation as a set of images. Subsequently, a convolutional neural network was trained to perform the image classification task. RESULTS: The experimental results demonstrated that the visual representation could simplify the diagnostic task and also attained high accuracy. Specifically, the convolutional neural network model could achieve a promising classification accuracy. This largely suggests that visualizations could successfully encode the information of gaze motion and its underlying dynamics. Further, we explored possible correlations between the autism severity and the dynamics of eye movement based on the maximal information coefficient. The findings primarily show that the combination of eye tracking, visualization, and machine learning have strong potential in developing an objective tool to assist in the screening of ASD. CONCLUSIONS: Broadly speaking, the approach we propose could be transferable to screening for other disorders, particularly neurodevelopmental disorders.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».