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腹腔镜模拟训练效果的客观评价
目的 目前国内尚无结合腹腔镜模拟训练者的手眼运动特征对其训练效果进行客观评价的研究.本文主要利用Micron Tracker双目视觉导航仪和眼动仪,通过分析训练者的手眼运动特征对腹腔镜模拟手术的训练效果进行评价.方法 利用Micron Tracker双目视觉导航仪采集并记录器械尖端运动的三维坐标,计算器械运动的总路径长度;利用眼动仪采集并记录训练者的操作时间和眼动信息,并计算出注视率、眼跳率和眼跳幅度,来评价腹腔镜手术训练效果.结果 随着操作次数的增加,训练者的熟悉程度增加.第30次训练操作与第1次训练操作相比较:操作时间减小了58.18％,呈现减小趋势,并趋于稳定;右手器械总路径长度减少了63.95％,左手器械总路径长度减少了56.28％,左手器械总路径长度小于右手器械总路径长度,且均呈减少趋势并趋于稳定;眼跳率减小了20.81％,呈现减小的趋势;眼跳幅度增大了28.39％,呈现增大趋势;而眼动注视率和注视持续时间平均值并没有显著性变化(P＞0.05).结论 基于手眼运动特征的参数(操作时间、左右手总路径长度、眼跳率和眼跳幅度等)可以作为腹腔镜手术技能培训效果的客观评价指标.
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基于视觉感知信息的乳腺钼靶肿块检测分析与自动提取
医生的视觉感知信息与影像诊断联系紧密,如何有效利用该信息以提高医学影像辅助诊断中的决策准确性,是一个具有前沿性和实际临床价值的研究课题.针对医生临床诊断时其视觉感知行为的分析和利用,探讨医生读片时单纯的视觉注视信息在多大程度上反映肿块位置(可检测性),以及如何利用视觉注视信息提取病灶.首先,用眼动仪采集医生读片时的注视点序列,每个注视点包括该点在钼靶影像中的相对位置、注视点停留时间和瞳孔直径等3个视觉特征,然后基于这些特征对注视点序列进行聚类分析,根据关注度评价找出医生浏览影像时的若干“关注点”位置,并对比分析其与肿块位置的关系,以评价“命中率”；以关注点为引导,利用区域生长和水平集方法对肿块病灶进行提取.利用DDSM数据库和浙江省肿瘤医院数据库的75张钼靶影像进行初步实验.将关注点数限制在4个以内时,肿块病灶命中率为58.49％,同时所有命中肿块中被完整提取的占70.97％.结果表明,医生视觉注意信息对肿块位置的反应有一定作用,有助于理解感知反馈提高诊断精度的内在机理.
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应用眼动仪评价观看线偏光液晶电视与圆偏光液晶电视诱导的视疲劳研究
目的 探讨应用眼动仪评价观看两种偏振光液晶电视对人眼视觉舒适度影响的差异.设计 实验研究.研究对象 屈光状态为正视眼的健康受试者60例.方法 受试者随机分两组,分别观看线偏振光液晶电视显示的视频内容(线偏组,30例)和圆偏振光液晶电视显示的视频内容(圆偏组,30例).记录受试者在观看两种偏振光液晶电视视频时的眨眼频率、眨眼持续时间的变化.主要指标 眼动仪记录观看视频中的眨眼频率和眨眼持续时间.结果 两组受试者随观看时间延长,眨眼频率均呈现先下降再上升的趋势.在观看视频的初期时段,线偏组眨眼频率从初始时15.83次/分降至13.95次/分,圆偏组从初始时13.93次/分降至11.46次份.随观看时间延长,两组眨眼频率均增加,观看末期时段,线偏组眨眼频率22.63次/分,圆偏组16.33次/分.线偏组与圆偏组眨眼持续时间初始阶段为2272毫秒/分、2001毫秒/分,结束时段为4084毫秒/分、2596毫秒/分.线偏组与圆偏组的眨眼频率、眨眼持续时间在观看视频前后的差值比较(P=0.030、0.031),线偏组的眨眼频率、眨眼持续时间变化较圆偏组显著.结论 观看两种偏振光电视视频内容后受试者的眨眼频率和眨眼持续时间均较观看前有所增加,观看圆偏光液晶电视时诱导的视疲劳较观看线偏光液晶电视的视疲劳程度略轻.
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瞳孔的变化与脑力负荷关系的试验分析
目的 根据被试者瞳孔在执行不同难度任务过程中的变化,分析不同难度任务引起的脑力负荷的变化.方法 10名被试者执行不同难度等级的视觉搜索任务,通过眼动仪记录被试者的瞳孔面积数据,分析在不同脑力负荷下瞳孔面积的变化,以了解瞳孔大小与脑力负荷之间的相关性.结果 被试者之间的瞳孔面积变化既存在2种相同变化规律,又有3种不同的差异,差异表现在瞳孔增大出现在不同的等级任务下.结论 在相同的工作环境中,瞳孔面积的变化能够评价脑力负荷的不同:随着工作难度水平的增加,瞳孔缩小;而随着紧张程度的增加,瞳孔扩大;当到达一定疲劳程度之后,瞳孔开始缩小.
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表格显示涂色方式对视觉搜索的影响研究
目的 对指控舱显控台显示界面表格工效学设计进行研究,探索颜色组合、涂色方向(横向、纵向)、间隔数量(单、双)对辨识绩效的影响,为指控舱人机界面设计提供工效学依据.方法 设计视觉搜索程序,模拟表格信息的检索过程,记录反应时间及正确率,并运用眼动追踪技术得到兴趣区域注视时间比率和注视点数.对反应时间及正确率进行多维交互效应方差分析、单因素方差分析等.结果 双色颜色组合表格反应时间比单色、三色短;颜色组合对反应时间影响显著;横向涂色比纵向涂色反应时间快;间隔数量对反应时间和正确率均未有显著影响,但眼动实验分析表明单间隔表格的认知负荷较低.结论 在指控舱的表格显示界面设计时,应尽量选用单间隔黄&绿横向涂色的表格,并且要兼顾界面中其它部分的颜色.
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基于眼动仪的疲劳检测方法
目的使用眼动仪进行疲劳检测.方法通过对眼动仪瞳孔模块输出视频的图像处理,推断瞳孔的遮闭状态,计算出用于疲劳判定的眼睑闭合症值(PERCLOS).结果可有效地得到被试者的疲劳状态.结论该方法扩充了眼动仪的功能,可以方便地用于工作状态下的脱机与在线疲劳检测.
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红外视频眼动仪在儿童眼球震颤教学中的培训及应用
目的 探讨红外视频眼动仪在儿童眼球震颤中对医学技术人员的教学与培训的效果.方法 对3名具有3年以上临床工作经验且无红外视频眼动仪操作基础的技师进行为期4周的红外视频眼动仪的操作和结果 判读培训,在培训第2周和第4周时分别进行临床操作及结果判读考核,对考核结果进行统计分析.结果3名技师在培训第2周时操作时间为(13.56±1.54)分钟,培训第4周时为(9.22±1.31)分钟;结果判读准确性在培训第2周时为(6.22±1.06)分,培训第4周时为(8.89±0.90)分.培训2周和4周后,3名技师对眼动仪的操作水平及眼动图的判读结果有明显差别,培训后临床操作的熟练程度和结果判读的准确性均有所提高,差异有统计学意义(P<0.05).结论 应用红外视频眼动仪对初学者进行培训可行、有效,可迅速提高红外视频眼动仪的操作技能,并可以准确的提供儿童眼球震颤患者的眼动报告,并为儿童眼球震颤教学提供有力的教学工具.
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基于Camshift算法的眼动跟踪系统的实现
介绍了的眼动跟踪系统分为硬件检测、数据提取和综合分析三个步骤.其算法基础为基于Camshift目标跟踪算法的改进算法,加入了眼动跟踪计算模块,以VC++6.0为开发语言实现.该系统在基于假体视觉的模拟光幻视点定位实验中可有效地进行眼动跟踪.
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基于脑电信号腹腔镜手术培训的实时疲劳分析
实时评价模拟腹腔镜训练者训练时的疲劳值,并分析疲劳与训练效果的关系.基于MATLAB平台设计了数据采集模块和疲劳分析模块.在训练过程中,Brainlink采集脑电数据,通过蓝牙将数据发送到数据采集模块,然后通过盲源分离的方法去除伪迹,应用小波变换提取4种节律波,采用马氏距离的半监督回归模型得出疲劳值.采用ROC曲线确定模型的阈值,当超过阈值时表示疲劳事件发生,报警提示终止训练;利用Tobii眼动仪采集眼动信号,计算完成时间,错误数,注视点个数,注视时间百分比以及注视/眼跳时间百分比来评价训练效果.在1~6次训练中,疲劳值略微上升但疲劳还未发生时,训练效果逐渐变好;在7~15次中,疲劳值略微上升,训练效果趋于稳定;在16~20次中,疲劳值呈上升趋势,疲劳发生时,训练效果下降.训练者的疲劳程度对训练效果有一定的影响.当疲劳发生时,训练效果下降,当疲劳值达到疲劳阈值10时,应终止训练.
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文字强调方式对多媒体学习的影响——基于眼动追踪技术
利用眼动追踪技术,从生理和心理两方面对多媒体文本中不同的字体强调方式的学习效果进行客观的分析和评价.以不同字体颜色和加粗(3×2)的字体强调方式作为实验组,以黑色不加粗的字体作为对照组来进行实验设计,从总注视次数、阅读时间、目标区停留时间3个眼动指标对学习者认知加工过程研究分析,得出了以下结论:有字体强调的学习效果明显优于没有字体强调;在被研究的5种强调方式中,蓝色加粗的字体强调方式下的阅读效果佳.
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基于腹腔镜手术训练的眼动特征研究
在腹腔镜模拟训练过程中,研究不同训练模式下被测试者的注视策略,探索腹腔镜训练的新模式.被测试者被随机分为无指导组,视频学习组和专家指导组进行左右移环任务.利用Tobii X1 Light型眼动仪调用模拟训练箱中的摄像头,采集受试者的眼动数据.通过对数据处理分析,计算注视点个数,平均注视时间,注视时间百分比,扫描距离指标.与对照组相比,视频学习和专家指导模式下,任务完成时间降低23％,扫描距离缩短25％,注视点个数减少17％,平均注视时间没有显著差异.视频组和专家指导组之间无明显差异.结果表明不同学习模式下,被测试者的注视行为有明显差异.视频学习和专家指导下效果更好,可以用专家操作时的注视点视频指导初级训练者进行训练.
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不同情绪模式图片眼动特征的研究
目的 比较不同情绪模式图片的眼动结果,探索能反映图片情绪因素对人们影响程度的眼动指标,探讨人们观看情绪图片的眼动特征.方法 根据40名被试对40张情绪图片的评分结果,挑选出5张有显著差异的情绪图片,分别定义为正性、偏正性、中性、偏负性、负性5种类型.以选出的5张情绪图片为刺激材料,另选39名被试运用EYELINK-Ⅱ眼动仪进行眼动实验,每张图片呈现20 s,运用单因素方差分析及多重比较方法分析眼动数据.结果 注视点总数、注视点平均注视时间、大瞳孔尺寸和平均瞳孔尺寸指标均差异有显著性.在四个有显著差异的眼动指标中,负性图片和正性图片均与中性图片差异有显著性.注视点总数结果正性图片[(57.56±20.66)个]、负性图片[(51.82±20.54)个]均多于中性图片[(41.97±17.77)个];平均瞳孔尺寸结果正性图片[(1022.98±328.09)units]、负性图片[(1058.89±377.58)units]均大于中性图片[(831.60±265.98)units].结论 不同情绪模式图片的眼动特征有差异,注视点总数与平均注视时间、大瞳孔尺寸与平均瞳孔尺寸指标是评价情绪图片的较好指标,人们观看正、负性图片比观看中性图片时瞳孔更大、注视点更多.
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眼动仪与眼电图检查正常人扫视运动的比较研究
目的 评价我科自主设计的数字化眼动仪在眼球运动测量中是否存在优越性.方法 将眼动仪与眼电图(electrooculogram,EOG)同步记录14例正常成年人各偏转角(±5°,±10°,±150°,+20°)15 s内眼球扫视运动波形并进行比较分析.结果 EOG波形为锯齿波,而眼动仪记录波形为矩形波.2种方法数据分析单元的平均值均随偏转角绝对值的增加而增大,呈"V形"曲线.同一偏转角下,眼动仪组的幅值变异系数小于EOG组且差异显著(P<0.05,P<0.01).不同偏转角眼动仪、EOG数据分析单元变异系数相差显著(P<0.01),眼动仪组数据分析单元的变异系数小于EOG组.结论 在相同条件下,眼动仪记录正常成年人扫视运动更精确,变异程度、个体差异均较EOG小.
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基于眼动训练的腹腔镜手术培训方法的研究
目前国内腹腔镜训练的相关研究中,研究者侧重于研究手眼协调关系中器械的移动路径,忽视了视觉在腹腔镜训练中的引导作用.其它领域已有研究表明,通过注视训练,可以提高训练者的知觉-运动技能水平.本文旨在探讨视线追踪技术在腹腔镜模拟训练中的有效性,分析不同训练方式下受试者的注视策略.本文利用Tobii Xl Light型号眼动仪追踪受试者在手术训练箱中进行左右移环任务时的注视点位置,获取表征注视策略方面的指标:任务完成的效率,以及视觉搜索、视觉加工和基于马尔可夫链模型的注视转移分析.研究结果表明,经过眼动训练后,受试者的末次完成时间较首次完成时间减少了101.5 s.与视频训练方式相比,眼动组训练前后,注视行为有显著变化;受试者的注视与眼跳时间的比值增加38％,对目标区域的注视时间增加,眼跳幅度增大0.58°,受试者的注视点转移到器械的概率减小15％.本文研究结果表明,可以将视线追踪技术应用领域扩展到腹腔镜模拟培训中,通过学习专家的注视策略,提高受试者的技能水平,缩短学习曲线.
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基于眼动和脑电指标评价腹腔镜训练效果
本研究旨在客观评价训练者在不同专注度下的腹腔镜模拟训练效果.利用BrainLink采集脑电信号,计算样本熵和θ/β值来评价专注度;利用Tobii眼动仪采集眼动信号,计算完成时间、错误数、注视点个数来评价腹腔镜模拟训练效果.招募20名志愿者,其样本熵值小于0.77的为A组,大于0.77的为B组.结果表明,A组的样本熵值均小于B组,且变化较为平缓;而B组的样本熵值在前5次训练中变化较为平缓,后5次训练过程中变化较大.A组θ/β值较B组小,且整体变化趋势较为平缓.A组操作完成时间短,错误数少,注视点个数下降更快.本研究表明,训练者的专注度会影响训练效果.专注状态较好的A组,腹腔镜模拟训练技能水平提升快,学习效率高;而B组腹腔镜技能水平虽然也在提升,但达到学习稳定期所需要的时间更长.
