4.4 Reviderad prototyp
4.4.3 Reaktionstidstest
När en människa reagerar på ett stimulus sker det med en viss latens, dvs. en fördröjning från tidpunkten för dess presentation tills att t.ex. en motorisk reaktion kan observeras. För att mäta denna reaktionslatens behövde prototypens testsvit inledas med ett reaktionstest. Eftersom bebisarna genomgått en OAE- och ABR-screening, där en hörselnedsättning förmodats, baseras reaktionstidstestet enbart på ett visuellt stimuli. Detta då det inte kan garanteras att ett nivådiskret auditivt stimuli kan uppfattas. Därtill skulle användandet av ljudbaserat stimuli kräva någon form av instruktion eller konditionering i bebisars fall.
I reaktionstidstestet fixerar patienten på ett objekt, som kallas Fix i bildrutorna som ses i figur 35. Första villkoret som måste uppfyllas är att patienten bygger upp en fixering inom fixeringsobjektets area (se bildruta 1). Varaktigheten, dvs. hur länge fixeringen visas, slumpas mellan ett minimalt och ett maximalt tidsvärde som anges i parametrar för valt testscenario. Varje gång patienten lämnar området, innan nästa fas av sekvensen initierats, pausar sekvensen för sedan återupptas när en fixering återigen etablerats.
Figur 35.Illustration av sekvensen för reaktionstidstestet.
Vid en för systemet känd tidpunkt byter fixeringsobjektet position (se bildruta 2) och händelsen stämplas med en tidsangivelse baserad på eye-trackerns interna klocka. Patientens fokuspunkt är vid detta tillfälle kvar i arean för fixeringsobjektets förra position, som markeras med en streckad linje i figur 35.
Då patienten flyttar sitt blickfokus mot fixeringsobjektets nya position jämförs löpande insamlad gazedata mot ett areavillkor. Den första positionsdatapunkten utanför föregående area, se bildruta 3 ovan, tidsstämplas och reaktionslatensen beräknas i millisekunder enligt
𝑡𝑛= 𝑡𝑙ä𝑚𝑛𝑎_𝑓ö𝑟𝑒𝑔å𝑒𝑛𝑑𝑒_𝑓𝑖𝑥𝑜𝑏𝑗𝑒𝑘𝑡𝑎𝑟𝑒𝑎− 𝑡𝑓ö𝑟𝑓𝑙𝑦𝑡𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔_𝑎𝑣_𝑓𝑖𝑥𝑜𝑏𝑗𝑒𝑘𝑡 (4) Baserat på n stycken latensmätningar (tn) beräknas tlatens enligt
𝑡𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑠=∑ 𝑡𝑛𝑛1
𝑛 (5)
samt en begränsande tidströskel, kallad ”falsk positiv”-tröskel (tfpt). Vid bedömning av empiriska testresultat antogs tfpt som 60 % av den kortast uppmätta reaktionstiden, för att ge patienten utrymme att reagera snabbare än under reaktionstidstestet, men samtidigt filtrera ”för tidiga falska reaktioner” som omöjligen kan ha berott på presenterat ljudstimulus.
55 Sträckan för patientens blickfokus, från dess aktuella position till att det lämnar föregående area, bör vara så kort som möjlig. Detta för att motsvara den tidigast möjliga registreringen av en reaktion, dvs. samma kriterium och behövda fokusförflyttning som senare används under konditioneringen och hörtröskeltestet. Ovan beskrivna sekvens är helt cyklisk och upprepas enligt en repetitionsparameter som anges i valt testscenario.
Det är eye-trackerns frekvens för insamling av gazedata som styr precisionen i resultatet, dvs. hur nära i tiden datainsamlingen sker jämfört med det faktiska utträdet från föregående fixeringsarea. Tabell 5 visar uppdateringsintervall hos produkter som Tobii idag erbjuder och den precision deras frekvens för gazedata medför.
Tabell 5. Tobii’s eye-trackingprodukter med uppdateringsintervall och motsvarande tidsupplösning.
Modellbeteckning Uppdateringsintervall Diskret tidsupplösning för gazedatainsamling
Tobii X1 Light 30 Hz ~ 33 ms
Tobii T60, Tobii T60XL 60 Hz ~ 17 ms
Tobii T120 120 Hz ~ 8 ms
Tobii TX300 300 Hz ~ 3 ms
I projektet har utveckling och tester skett på Tobii T60, T60XL samt T120. Uppdateringsintervallet hos T120 har ställts ned till 60 Hz och ibland använts i sk. low diode
mode för att förbättra avläsningen av vissa bebisars ögon. 4.4.4 Konditionering
När reaktionstidstestet har avslutats och ett medelvärde (tlatens) samt en beräknad tidsströskel (tfpt) baserad på patientens snabbaste reaktionstid, kan konditioneringen inledas. Konditioneringsfasen motsvarar inlärningstypen operant betingning och syftar till att lära bebisen att söka en belöning i samband med att ljudstimuli presenteras, i ett av användaren fördefinierat antal sekvenser.
Konditioneringsfasen innehåller en förberedande ljudgenerering som preparerar ljudstimulus inför varje ny sekvens. Specifika värden för frekvens samt intervall för den svepande ljudtrycksnivån erhålls från inmatade scenarioparametrar. För varje sekvens ökar ljudets varaktighet (Ljudlängdn), i ett fördefinierat antal steg (ntot), mellan Ljudlängdmin och
Ljudlängdmax, vilka representerar konditioneringsekvensernas kortaste respektive längsta sveptider enligt
𝐿𝑗𝑢𝑑𝑙ä𝑛𝑔𝑑𝑛= (𝑛 − 1)𝐿𝑗𝑢𝑑𝑙ä𝑛𝑔𝑑𝑚𝑎𝑥−𝐿𝑗𝑢𝑑𝑙ä𝑛𝑔𝑑𝑚𝑖𝑛
𝑛𝑡𝑜𝑡−1 + 𝐿𝑗𝑢𝑑𝑙ä𝑛𝑔𝑑𝑚𝑖𝑛 (6) där n är den aktuella sekvensen i konditioneringsfasen.
Den första sekvensen, som illustreras i figur 36 nedan, inleds med att fixeringsobjektet görs synligt i mitten av eye-trackerskärmen. När fokusering på objektet etablerats samt att objektet som minst varit synligt en fördefinierad tid (se tfsm i figur nedan) kan ljudsvepet inledas. Denna tidströskelkan justeras för scenariot och ger en försäkran om att patienten inte kan trigga systemet att visa belöningen, utan det att ljudstimulus först associerats med möjligheten att gå vidare i sekvensen. Varaktigheten hos det första ljudsvepet motsvarar ovan definierade
56
Löpande registreras om:
1. Eye-trackern registrerar ögonen väl, så kallad god validitet. 2. Patientens fokusering sker inom önskad area på skärmen.
Ett förhållande beräknas mellan blickpositionsdata som uppfyller och de som ej möter ovan beskrivna villkor, samt jämförs mot ett procentuellt tröskelvärde från scenariohanteringen. För prototypen har detta förhållande beräknats löpande för de 30 senaste gazedata insamlingarna och separata tröskelvärden har använts för fixerings- och belöningsarean, vilka illustreras med den svart/röda symbolen i figur 36 nedan.
Figur 36. Illustration av konditioneringsfasens inledande sekvens.
Fixeringsobjektet släcks efter att ljudstimulus avlutats, samtidigt som belöningen aktiveras slumpartat i en av eye-trackerskärmens fyra kvadranter och visas i en fördefinierad tid. Bytet mellan fixerings- och belöningsfunktionen triggas således här av systemet självt om användaren inte själv aktivt föregår bytet. Målet med den första sekvensen är dock främst att introducera patienten för sekvensens ingående komponenter; ett fixeringsobjekt, ett ljudstimulus samt en belöningsfunktion. Varje sekvens inleds med en kort paus för att beräkna nästkommande ljudstimulus och beräkna parameterstatus för aktuell sekvens, innan fixeringsobjektet åter görs synligt.
De nästkommande sekvenserna skiljer sig gentemot den första då de innehåller en fördröjning från ljudstimulus avslut tills dess att belöningen visas, vilket illustreras i figur 37 nedan.
57 Tidsfördröjningen av belöningen syftar till att locka patienten att, under närvaron av aktuellt ljudstimulus alternativt under fördröjningen, söka sig från fixeringen och erhålla sin belöning. Söker patienten belöningen under fördröjningen, anses detta dock inte vara ett eftersökt konditionerat beteende, eftersom den släckta fixeringsbilden också kan vara en anledning till att patienten söker belöningen. Det är nu patienten som triggar bytet och får sekvensen att fortskrida snabbare. Istället för att visa belöningen i en slumpvis vald kvadrant visas den i patientens först fokuserade kvadrant efter lämnandet av fixeringsobjektet. Tidsfördröjningen förlängs för varje sekvens n enligt
𝐹ö𝑟𝑑𝑟ö𝑗𝑛𝑖𝑛𝑔𝑛=𝐹ö𝑟𝑑𝑟ö𝑗𝑛𝑖𝑛𝑔𝑚𝑎𝑥
𝑛𝑡𝑜𝑡−1 (𝑛 − 1) (7) där den sista och därmed längsta fördröjningen (Fördröjningmax) definieras i scenarioparametrarna.
Beroende på patientens uppmätta reaktionslatens och övriga förutsättningar kan användaren i förhand återkalla passande scenarion angående hur konditioneringsfasen bör utformas gällande ljudtimulits- och tidsfördröjningens varaktighet, alternativt skapa ett nytt helt individanpassat för aktuell patient.
Då patienten bedöms vara konditionerad till att själv söka belöningen under ljudstimulus (ej fördröjningen), kan audionomen genomföra ett hörtröskeltest enligt samma princip. Ett etablerat konditionerat byte från patientens sida ses i figur 38 och är målet för konditioneringsfasen.
Figur 38.Exempel på en sekvens där konditionering är etablerad.