Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Pupil dilation as an indicator for auditory signal detection: Towards an objective hearing test based on eye tracking
KTH, School of Technology and Health (STH).
KTH, School of Technology and Health (STH).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Pupillutvidgning som en indikator för ljudsignaldetektering : Utformning av ett objektivt hörseltest baserat på eye tracking (Swedish)
Abstract [en]

An early detection of hearing loss in children is important for the child's speech and language development. For children between 3-6 months, a reliable method to measure hearing and determine hearing thresholds is missing. A hearing test based on the pupillary response to auditory signal detection as measured by eye tracking is based on an automatic physiological response. This hearing test could be used instead of the objective hearing tests used today. The presence of pupillary response has been shown in response to speech, but it is unstudied in response to sinus tones. The objective of this thesis was to study whether there is a consistent pupillary response to different sinus tone frequencies commonly used in hearing tests and if yes, to determine reliably the time window of this response.

Four different tests were done. The adult pupillary response in regard to sinus tone stimuli with four frequency levels (500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz and 4000 Hz), and four loudness levels (silence, 30 dB, 50 dB and 70 dB) was tested (N=20, 15 females, 5 males). Different brightness levels and distractions on the eye tracking screen were investigated in three substudies (N=5, 4 females, 1 male). Differences between silence and loudness levels within frequency levels were tested for statistical significance.

A pupillary response in regard to sinus tones occurred consistently between 300 ms and 2000 ms with individual variation, i.e. earlier than for speech sounds. Differences between silence and loudness levels were only statistically significant for 4000 Hz. No statistical difference was shown between different brightness levels or if there were distractions present on the eye tracker screen.

The conclusion is that pupillary response to pure sinus tones in adults is a possible measure of hearing threshold for at least 4000 Hz. Larger studies are needed to confirm this, and also to more thoroughly investigate the other frequencies. 

Abstract [sv]

En tidig upptäckt av hörselnedsättning hos barn är viktig för barnets tal- och språkutveckling. För barn mellan 3-6 månader saknas det en tillförlitlig metod för att mäta hörsel och bestämma hörtrösklar. Ett hörseltest baserad på pupillreaktion på ljud som mäts med en eye tracker bygger på en automatisk fysiologisk reaktion och skulle kunna användas istället för de objektiva test som används idag. Hitintills har pupillreaktion på tal påvisats, men det saknas studier som studerat eventuella reaktioner på sinustoner. Syftet med denna uppsats var att undersöka om det finns en enhetlig pupillreaktion på de olika frekvenserna av sinustoner som vanligen används i hörseltest. Vidare var studiens syfte att fastställa ett tillförlitligt tidsfönster för pupillreaktion.

Fyra olika typer av tester utfördes. Pupillreaktionen mot sinustoner med fyra olika frekvensnivåer (500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz och 4000 Hz), och fyra olika ljudnivåer (tystnad, 30 dB, 50 dB och 70 dB) undersöktes i ett test på vuxna deltagare (N=20, 15 kvinnor, 5 män). Olika ljusnivåer och distraktioner på eye tracker-skärmen undersöktes i tre test (N=5, 4 kvinnor, 1 man). Skillnaderna mellan ljudnivåer och frekvensnivåer testades med statistiska tester.

Resultaten visade att pupillreaktion på sinustoner inträffade konsekvent mellan 300 ms och 2000 ms med individuella variationer. Denna reaktionstid inträffar tidigare än för taljud. En statistisk signifikant skillnad mellan tystnad och olika ljudnivåer kunde endast ses för frekvensnivån 4000 Hz. Ingen statistisk skillnad uppmättes mellan olika ljudnivåer eller om det fanns distraktioner på eye tracker-skärmen.

De i studien framkomna resultaten tyder på att pupillreaktioner mot rena sinustoner hos vuxna är en möjlig metod för att identifiera hörseltrösklar för åtminstone 4000 Hz. Större studier behöver göras för att fastställa detta och en noggrannare undersökning behöver genomföras för de andra frekvenserna. 

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 72 p.
Series
TRITA-STH, 2016:76
Keyword [en]
Hearing loss, pupillary response, sinus tones, eye tracker, time window
Keyword [sv]
Hörselnedsättning, pupillreaktion, sinustoner, eye tracker, tidsfönster
National Category
Medical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-192703OAI: oai:DiVA.org:kth-192703DiVA: diva2:972079
External cooperation
Stockholm University; Karolinska University Hospital
Subject / course
Medical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Medical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-09-29 Created: 2016-09-20 Last updated: 2016-09-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Matilda_Johanna_STUDENT_THESES(16811 kB)77 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 16811 kBChecksum SHA-512
f63b2b6bc1e1536726c9790f0a370914d142de9e70e0d16afe1c4dd201c82186b831a00da61ab2d5bfc68ffb1a9fce9ae801b7e8a49994cc8afacec1d9fea37e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Technology and Health (STH)
Medical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 77 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 192 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf