Un nouveau système VR contrôlé par le suivi oculaire améliore les examens IRM pour les jeunes enfants

Une nouvelle technologie de suivi oculaire a été développée qui permet à l'interaction homme-machine basée sur le regard de fonctionner immédiatement et de manière robuste sans aucune tâche de configuration explicite. L'intégration de cette technologie comme interface de contrôle pour le système VR compatible MR permet aux jeunes enfants de s'engager instantanément dans une expérience VR immersive et interactive pendant les examens IRM.

Le nouveau système VR contrôlé par le suivi oculaire a été testé avec succès sur 23 enfants âgés de 2 à 13 ans, leur permettant de jouer à des jeux et de regarder des films pendant l'IRM en utilisant uniquement leurs yeux.

Dans l'interaction homme-machine (HCI), l'estimation du regard est le processus permettant de déterminer où une personne regarde. Les systèmes HCI basés sur le regard nécessitent généralement un étalonnage ou une configuration complexe au début de chaque session, ce qui empêche un contrôle instantané. Cette limitation affecte la convivialité, rendant l’interaction immédiate difficile, en particulier pour les jeunes enfants qui bénéficient d’une utilisation simple et rapide de la technologie.

Une équipe de recherche de l’École de génie biomédical et des sciences de l’imagerie a développé une technologie innovante de suivi oculaire qui permet un contrôle instantané de l’utilisateur. Cette technologie constitue l'interface d'interaction centrale de leur système VR révolutionnaire compatible IRM, conçu pour immerger les enfants dans un monde virtuel interactif pendant les examens IRM. L'ouvrage est publié dans la revue Rapports scientifiques.

Les examens IRM sont bruyants et stressants, provoquant souvent un inconfort et des mouvements, en particulier chez les enfants, pouvant entraîner un échec de l'examen. L'interaction instantanée est cruciale car elle engage rapidement les enfants avec la réalité virtuelle, réduisant ainsi l'anxiété et minimisant les mouvements.

Pour rendre l'expérience VR contrôlée par le regard engageante, du contenu de jeu et vidéo a été développé, permettant une personnalisation facile en fonction des préférences de chaque enfant. L'interaction est simple : l'enfant maintient son regard sur des éléments à l'écran, déclenchant des actions comme jouer à un jeu, regarder une vidéo ou interagir avec son personnage de dessin animé préféré.

Maintenir un sentiment de contrôle continu est crucial pour l’immersion dans le système VR. Par conséquent, le système innovant de suivi oculaire se met à jour en fonction de l’interaction de l’utilisateur. Plus l’enfant interagit, plus l’estimation du regard devient précise.

L’expérience VR vise également à réduire autant que possible la tendance de l’enfant à bouger la tête pendant le scan, mais tous les mouvements de la tête ne peuvent pas être éliminés. Pour remédier à cela, l'équipe a également utilisé la méthode DISORDER précédemment développée au King's College de Londres pour les IRM de bébés, qui effectue rétrospectivement une correction de mouvement sur les images numérisées.

La combinaison de ces deux innovations permet la création d’un nouveau système capable d’acquérir des images IRM cérébrales de haute qualité provenant de jeunes enfants éveillés.

“Notre nouvelle technologie semble prometteuse pour résoudre pratiquement toutes les limites des systèmes existants. Notre approche ouvre de nouvelles possibilités pour les études IRM éveillées chez les jeunes enfants à des fins cliniques et de recherche, réduisant potentiellement le besoin d'interventions non triviales comme l'anesthésie et permettant une nouvelle génération d'études basées sur l'IRM sur le traitement du cerveau éveillé au cours de cette période formatrice de la vie », a déclaré le Dr Kun Qian, chercheur postdoctoral au Centre pour le développement du cerveau, à l'École de génie biomédical et des sciences d'imagerie et auteur principal de l'étude.

« Aujourd'hui, il est normal d'utiliser des téléphones, des tablettes et des ordinateurs pour se divertir et pour de nombreuses autres tâches importantes. Tout le monde s'attend à ce que ces appareils réagissent immédiatement et soient intuitifs à utiliser. Il est donc de plus en plus difficile de forcer les utilisateurs à supporter des processus d'étalonnage et des retards de démarrage. eux.

« La technologie de regard instantané que nous avons créée rend les interfaces utilisateur basées sur le regard totalement confortables et naturelles à utiliser. Les commentaires ont été incroyablement positifs, tant de la part des enfants que des adultes, suggérant que cette technologie pourrait faire une réelle différence dans les examens IRM, avec de nombreux avantages. “, a déclaré le professeur Jo Hajnal, professeur de sciences de l'imagerie au Centre pour le développement du cerveau, École de génie biomédical et des sciences de l'imagerie et responsable du programme pour cette étude.