A Novel Eye Tracking–Based Gamified Assessment of Contrast Sensitivity Function in Children: Prospective Development and Reliability Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Reliable assessment of visual function in young children remains a challenge. Contrast sensitivity function (CSF) is a sensitive and fundamental index of visual performance, yet existing pediatric CSF assessments lack objectivity and adaptability. To bridge this methodological gap, we developed a novel eye tracking-based gamified contrast sensitivity function (ETGCSF) tool that integrates gaze-based detection with interactive gameplay to objectively quantify CSF in an engaging and child-centered manner. Objective: This study aimed to (1) establish the feasibility and test-retest reliability of the ETGCSF tool in preschool-aged children and (2) evaluate whether optimization using adaptive algorithms and enhanced gamification elements could improve test efficiency while maintaining reliability. Methods: This was a prospective study with 2 sequential cohorts. A total of 80 Chinese children aged 3 to 6 years were pragmatically recruited from Zhongshan Ophthalmic Center between May 2021 and July 2023. On the basis of timing of data collection, 35% (28/80) of the children were included in experiment 1 (mean age 5.24, SD 0.15 years), and 65% (52/80) were included in experiment 2 (mean age 4.76, SD 0.11 years). Children completed 2 runs of ETGCSF test. Experiment 1 used the baseline ETGCSF protocol, and experiment 2 used the optimized protocol. Primary outcomes were test-retest reliability of the area under the log contrast sensitivity function curve (AULCSF) and CSF acuity, reported as intraclass correlation coefficients (ICCs) with 95% CIs. Results: In experiment 1, the ETGCSF tool showed strong reliability, with ICCs of 0.890 (95% CI 0.741-0.951) for AULCSF and 0.890 (95% CI 0.763-0.949) for CSF acuity. The median test duration was 482 (IQR 451-569) seconds. In experiment 2, the optimized ETGCSF reduced median test duration to 241 (IQR 189-296) seconds (P<.001) while maintaining comparable reliability. AULCSF estimates varied by 0.03 log units across 2 runs (95% CI -0.51 to 0.57; t51=0.749; P=.46), with an ICC of 0.851 (95% CI 0.740-0.914; P<.001) that was not significantly different from that of experiment 1 (z=0.660; P=.51). Similarly, CSF acuity estimates varied by 0.004 log units (95% CI -0.33 to 0.32; t51=0.192; P=.85), with an ICC of 0.832 (95% CI 0.708-0.904; P<.001), also comparable to that of experiment 1 (z=-0.925; P=.36). Conclusions: This study introduces a paradigm shift in pediatric visual assessment by leveraging objective eye tracking and gamified engagement to transform contrast sensitivity testing into a scalable, child-friendly process. The ETGCSF tool demonstrated strong reliability and markedly improved efficiency in assessing CSF in preschool children aged 3 to 6 years. These findings support ETGCSF as a promising tool for real-world clinical practice, and its modular design holds potential for future adaptations ranging from streamlined rapid screening in very young children to full CSF profiling for research.
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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 | 0,007 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».