黃 穎,許梅萍,陳 潔,陳茹茹,謝 荷,孫蓮娜,胡益女

(溫州醫(yī)學(xué)院眼視光學(xué)院,浙江 溫州 325000)

斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的研發(fā)

黃 穎,許梅萍,陳 潔,陳茹茹,謝 荷,孫蓮娜,胡益女

(溫州醫(yī)學(xué)院眼視光學(xué)院,浙江 溫州 325000)

介紹了利用動(dòng)畫仿真技術(shù)模擬斜視與眼球運(yùn)動(dòng),開發(fā)斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的一些做法。該軟件包括 49個(gè)斜視與眼球運(yùn)動(dòng)案例,并模擬其對光反射、角膜映光、遮蓋法、眼球運(yùn)動(dòng)、三棱鏡檢測等情況下的雙眼變化情況。該軟件用于教學(xué),提高了教學(xué)效率,優(yōu)化了教學(xué)質(zhì)量。

斜視;眼球運(yùn)動(dòng);仿真模擬;教學(xué)

一眼固視某一目標(biāo)時(shí),另一眼的視線偏離目標(biāo)即為斜視[1]。這是一種常見的眼科疾病,可伴有或不伴有眼球運(yùn)動(dòng)的異常。在一億人口的地區(qū)至少有100萬人患斜視[2]。2009年,在廈門國際眼科學(xué)術(shù)研討會(huì)上專家指出,在兒童眼病中斜視發(fā)病率最高,它不僅影響眼睛外觀,還容易引起兒童心理負(fù)擔(dān),造成其孤僻、自卑及反常心理[3],危害性很大。因此,每一位臨床醫(yī)學(xué)生,尤其是眼科醫(yī)學(xué)生,都應(yīng)該嚴(yán)格掌握斜視與眼球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí),才能更好地為病人服務(wù)。斜視種類繁多,分類方法多樣[1-2,4-6],各種不同類型的斜視臨床表現(xiàn)又大相徑庭,其抽象、復(fù)雜的理論知識(shí)單純通過文字和圖片等很難在有限的課時(shí)內(nèi)向?qū)W生清晰地表達(dá)和傳授。

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,使得傳統(tǒng)的教育模式得到了改善,我們運(yùn)用 Flash[7]軟件開發(fā)了斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真軟件,將不同類型斜視的臨床特征和眼球運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)通過動(dòng)畫進(jìn)行表達(dá),不僅生動(dòng)形象,還能形成自主的計(jì)算機(jī)互動(dòng)式學(xué)習(xí),從而提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

1 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件簡介

運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)“創(chuàng)造”一張?zhí)摂M的人臉和一雙虛擬人眼,仿真模擬不同類型的斜視在各項(xiàng)斜視基本檢查中雙眼所呈現(xiàn)出的不同變化,使教學(xué)內(nèi)容變得動(dòng)態(tài)直觀,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也幫助其更深入地理解和掌握斜視與眼球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。

2 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的功能

目前,斜視分類缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我們結(jié)合臨床,并根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì) 1996年公布的斜視分類方法及胡聰主編的《臨床斜視診斷》[4],將斜視分為正視眼、共同性斜視、A-V型斜視、眼外肌麻痹、神經(jīng)損傷、綜合征、隱斜 7大類 (如圖 1所示)。一方面可方便學(xué)生查找,另一方面有助于學(xué)生理順不同類型斜視之間的關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生對斜視相關(guān)知識(shí)的掌握。該軟件共 49個(gè)病例,臨床常見典型的斜視類型基本都有涉及。

圖1 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)類型

該軟件主體功能為仿真模擬各種不同類型的斜視在對光反射、角膜映光、遮蓋法、眼球運(yùn)動(dòng)和三棱鏡檢測等斜視基本檢查中雙眼所呈現(xiàn)出來的變化。

2.1 對光反射

包括照射左眼、照射右眼和去照射,能顯示直接和間接對光反射情況下瞳孔的變化情況。

2.2 角膜映光

可顯示角膜映光點(diǎn)的位置。

2.3 遮蓋法

包括遮蓋左眼、遮蓋右眼和去遮蓋,相互搭配可產(chǎn)生遮蓋-去遮蓋和交替遮蓋的效果,此兩種檢查方法是臨床檢查斜視和判斷斜視類型最主要的方法之一。鼠標(biāo)放置在遮蓋片上,遮蓋片會(huì)變得半透明,可看清遮蓋片后眼球的位置 (如圖 2所示)。

圖2 遮蓋法示意圖

2.4 眼球運(yùn)動(dòng)

包括連貫運(yùn)動(dòng)和分解運(yùn)動(dòng),能夠顯示不同的斜視眼球運(yùn)動(dòng)情況,如外直肌麻痹時(shí),眼球外轉(zhuǎn)將受限。

2.5 三棱鏡

包括加三棱鏡度、減三棱鏡度、三棱鏡 +遮蓋、三棱鏡 +角膜映光。三棱鏡可以矯正一部分斜視,通過三棱鏡 +遮蓋和三棱鏡 +角膜映光的方法可以判斷病人斜視的程度 (如圖 3所示)。

圖3 三棱鏡檢測示意圖

根據(jù)某些病例的特殊性會(huì)增加病史、阿托品散瞳 (如屈光調(diào)節(jié)性斜視)、屈光矯正 (如屈光調(diào)節(jié)性斜視)、視近和視遠(yuǎn) (如后天性共同性內(nèi)斜視-集合過強(qiáng)型)等信息。

3 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的使用方法

該軟件操作簡單,如要查找某種斜視的相關(guān)信息,只需在目錄中找到相應(yīng)的項(xiàng),鼠標(biāo)左擊即可打開相應(yīng)窗口。點(diǎn)擊此窗口中相應(yīng)的斜視檢查項(xiàng),將出現(xiàn)各種動(dòng)作選擇按鈕,點(diǎn)擊動(dòng)作按鈕,系統(tǒng)便顯示此種斜視類型在做此種斜視檢查時(shí)雙眼會(huì)呈現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)表現(xiàn),單擊窗口右上角的 Quit按鈕將返回目錄,再次進(jìn)行選擇。

4 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

用 FaceGenModeller制作出符合東方人形象特征的人頭,導(dǎo)出后在 3DsMax里進(jìn)行加工,去除眼睛部分,渲染導(dǎo)出成平面人臉圖像。用 3DsMax制作虛擬的眼球,同樣渲染導(dǎo)出。將人臉圖像和眼球圖像均導(dǎo)入到 Flash中,將人臉圖像置于窗口合適的位置,在眼眶部位加入眼球圖像,然后開始眼球動(dòng)畫的制作。

該軟件所介紹的每一種斜視類型都包括對光反射、角膜映光、遮蓋法、眼球運(yùn)動(dòng)和三棱鏡檢測五大模塊。我們將各功能模塊做成相應(yīng)的影片元件,并將這些影片元件放置在主窗口相同的位置(位置可通過元件屬性中的坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整)。同時(shí),在主窗口中添加各模塊的按鈕,用 Flash自帶的 ActionScript 2.0語言對按鈕進(jìn)行程序的編寫,來控制各模塊影片元件的播放。

每一種類型的斜視動(dòng)畫制作完成后,均分布為.swf格式的文件。各種類型的斜視動(dòng)畫都制作完成后,再制作一個(gè)軟件目錄,將所有類型的斜視合理的分類,統(tǒng)一在目錄下,通過按鈕進(jìn)行控制。

因?yàn)槊恳环N類型的斜視都單獨(dú)發(fā)布為.swf格式的文件,所以,我們可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,在授課 PPT或相關(guān)網(wǎng)頁中插入某一特定類型的斜視動(dòng)畫。當(dāng)然,如果需要提及的斜視類型很多,我們也可以直接將目錄插入授課 PPT或相關(guān)網(wǎng)頁中,將《斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件》置于同一目錄下,通過點(diǎn)擊目錄上的按鈕來選擇需要的斜視動(dòng)畫。

我們制作動(dòng)畫時(shí)采用了 1 024×768的分辨率,發(fā)布的.s wf格式可以直接用 Flash或者 IE播放,也可以嵌入到 IE、PPT和其他 Flash中使用。

5 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的應(yīng)用

斜視是眼科學(xué)非常重要的教學(xué)內(nèi)容之一,理論抽象、復(fù)雜,學(xué)生難以理解和掌握。斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的動(dòng)畫演示功能化抽象為具體,化復(fù)雜為簡單,彌補(bǔ)了文字和圖片的弱點(diǎn),能很好地幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

就教學(xué)模式而言,該軟件可結(jié)合課堂教學(xué),與教學(xué)內(nèi)容同步演示;學(xué)生也可以對照該軟件進(jìn)行自主的臨床斜視檢查的模擬,這種互動(dòng)式的學(xué)習(xí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,優(yōu)化了教學(xué)質(zhì)量,提高了教學(xué)效率。

另外,學(xué)生也可以在自己的計(jì)算機(jī)中安裝此軟件,用于自學(xué)或復(fù)習(xí),有助于學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)斜視與眼球運(yùn)動(dòng)的理論知識(shí),提高自身能力。

6 斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的優(yōu)勢

該軟件空間占用率小,無需安裝,用 Flash或 IE瀏覽器即可順利運(yùn)行。窗口友好、界面簡潔、操作簡單,不需要經(jīng)過特殊的培訓(xùn)即可使用。

隨著計(jì)算機(jī)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,醫(yī)學(xué)動(dòng)畫也隨之快速發(fā)展。國外此類軟件已有較多不同版本。但作為國外軟件,首先是用外文制作,中國人使用并不方便 (如德國的 Virtual Strabis mus軟件[8])。其次,國外的軟件大多集中在更高層次的臨床應(yīng)用和定量生物力學(xué)上,界面和操作都非常復(fù)雜 (如澳大利亞的 Orbit軟件),不適合教學(xué)。

我國的醫(yī)學(xué)動(dòng)畫眼科涉及較少,且主要集中在對眼解剖和眼成像方面,斜視與眼球運(yùn)動(dòng)方面基本上是以文字和圖片為主,幾乎不存在動(dòng)畫,因此,斜視與眼球運(yùn)動(dòng)仿真教學(xué)軟件的研發(fā)顯得尤為重要。

[1]王光霽,崔浩.雙眼視覺學(xué) [M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:107-128

[2]牛俊蘭.斜視新概念 [M].北京:北京醫(yī)科大學(xué)、中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1995:112-184

[3]劉蓉,孔潔.500名眼科專家齊聚廈門“論眼”[N].廈門晚報(bào),2009-04-27(8)

[4]胡聰.臨床斜視診斷 [M].北京:科學(xué)出版社,2001:1-280

[5]趙堪興,楊培增.眼科學(xué) [M].7版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:256-262

[6]褚仁遠(yuǎn),張琳.眼病學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:210-223

[7]梅克.Flash 8 ActionScript標(biāo)準(zhǔn)教材 [M].北京:電子工業(yè)出版社,2007:1-370

[8]Wassill K H,Kowarsch T.Virtual Strabis mus:Download shareware to si mulate strabis mological examinations[J].眼視光學(xué)雜志,2003,5(2):65-68

Research and development of the strabis mus and eyeballmovement si mulation teaching software

Huang Ying,Xu M eiping,Chen Jie,Chen Ruru,Xie He,Sun L ianna,Hu Yinü
(School of Optom etry and Ophthalm ology,W enzhou M edical College,W enzhou325000,China)

By simulating strabis mus and eyeballmovementwith animation simulation technology,we developed the strabis mus and eyeball movement simulation teaching software. It consists of 49 strabis mus and eyeball movement cases,and simulates the changes of the eyes under the conditions of light reflex,Hirschberg test,cover test,eyeballmotion and the balancing of triple pris ms.When applied in teaching,the software has improved the efficiency of teaching and optimized the quality of education.

strabismus;eyeballmovement;si mulation;teaching

G434

A

1004-5287(2011)01-0033-03

浙江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化項(xiàng)目資助 (2009R413048)

2010-10-13

黃穎 (1985-),女,浙江溫州人,研究生在讀 (七年制),主要研究方向:眼視光學(xué)。

陳潔 (1973-),女,浙江溫州人,副教授,碩士,主要研究方向:眼視光學(xué)。電話:0577-88075562;E-mail:cj@mail.eye.ac.cn