斜視與眼球運動仿真教學軟件的研發(fā)

黃 穎,許梅萍,陳 潔,陳茹茹,謝 荷,孫蓮娜,胡益女

(溫州醫(yī)學院眼視光學院,浙江 溫州 325000)

斜視與眼球運動仿真教學軟件的研發(fā)

黃 穎,許梅萍,陳 潔,陳茹茹,謝 荷,孫蓮娜,胡益女

(溫州醫(yī)學院眼視光學院,浙江 溫州 325000)

介紹了利用動畫仿真技術模擬斜視與眼球運動,開發(fā)斜視與眼球運動仿真教學軟件的一些做法。該軟件包括 49個斜視與眼球運動案例,并模擬其對光反射、角膜映光、遮蓋法、眼球運動、三棱鏡檢測等情況下的雙眼變化情況。該軟件用于教學,提高了教學效率,優(yōu)化了教學質量。

斜視;眼球運動;仿真模擬;教學

一眼固視某一目標時,另一眼的視線偏離目標即為斜視[1]。這是一種常見的眼科疾病,可伴有或不伴有眼球運動的異常。在一億人口的地區(qū)至少有100萬人患斜視[2]。2009年,在廈門國際眼科學術研討會上專家指出,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擔,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)學生,尤其是眼科醫(yī)學生,都應該嚴格掌握斜視與眼球運動的相關知識,才能更好地為病人服務。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、復雜的理論知識單純通過文字和圖片等很難在有限的課時內向學生清晰地表達和傳授。

隨著現(xiàn)代計算機技術的迅速發(fā)展和普及,使得傳統(tǒng)的教育模式得到了改善,我們運用 Flash[7]軟件開發(fā)了斜視與眼球運動仿真軟件,將不同類型斜視的臨床特征和眼球運動的特點通過動畫進行表達,不僅生動形象,還能形成自主的計算機互動式學習,從而提高了教學效率和教學質量。

1 斜視與眼球運動仿真教學軟件簡介

運用計算機技術“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斜視基本檢查中雙眼所呈現(xiàn)出的不同變化,使教學內容變得動態(tài)直觀,不僅提高了學生的學習興趣,也幫助其更深入地理解和掌握斜視與眼球運動的相關知識。

2 斜視與眼球運動仿真教學軟件的功能

目前,斜視分類缺乏統(tǒng)一的標準。我們結合臨床,并根據中華醫(yī)學會 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、神經損傷、綜合征、隱斜 7大類 (如圖 1所示)。一方面可方便學生查找,另一方面有助于學生理順不同類型斜視之間的關系,促進學生對斜視相關知識的掌握。該軟件共 49個病例,臨床常見典型的斜視類型基本都有涉及。

圖1 斜視與眼球運動類型

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、眼球運動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。鼠標放置在遮蓋片上,遮蓋片會變得半透明,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 眼球運動

包括連貫運動和分解運動,能夠顯示不同的斜視眼球運動情況,如外直肌麻痹時,眼球外轉將受限。

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

根據某些病例的特殊性會增加病史、阿托品散瞳 (如屈光調節(jié)性斜視)、屈光矯正 (如屈光調節(jié)性斜視)、視近和視遠 (如后天性共同性內斜視-集合過強型)等信息。

3 斜視與眼球運動仿真教學軟件的使用方法

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

4 斜視與眼球運動仿真教學軟件的設計要點

用 FaceGenModeller制作出符合東方人形象特征的人頭,導出后在 3DsMax里進行加工,去除眼睛部分,渲染導出成平面人臉圖像。用 3DsMax制作虛擬的眼球,同樣渲染導出。將人臉圖像和眼球圖像均導入到 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、眼球運動和三棱鏡檢測五大模塊。我們將各功能模塊做成相應的影片元件,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進行調整)。同時,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畫制作完成后,均分布為.swf格式的文件。各種類型的斜視動畫都制作完成后,再制作一個軟件目錄,將所有類型的斜視合理的分類,統(tǒng)一在目錄下,通過按鈕進行控制。

因為每一種類型的斜視都單獨發(fā)布為.swf格式的文件,所以,我們可以根據教學內容的需要,在授課 PPT或相關網頁中插入某一特定類型的斜視動畫。當然,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或相關網頁中,將《斜視與眼球運動仿真教學軟件》置于同一目錄下,通過點擊目錄上的按鈕來選擇需要的斜視動畫。

我們制作動畫時采用了 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 斜視與眼球運動仿真教學軟件的應用

斜視是眼科學非常重要的教學內容之一,理論抽象、復雜,學生難以理解和掌握。斜視與眼球運動仿真教學軟件的動畫演示功能化抽象為具體,化復雜為簡單,彌補了文字和圖片的弱點,能很好地幫助學生理解和掌握相關知識。

就教學模式而言,該軟件可結合課堂教學,與教學內容同步演示;學生也可以對照該軟件進行自主的臨床斜視檢查的模擬,這種互動式的學習提高了學生學習的積極性,優(yōu)化了教學質量,提高了教學效率。

另外,學生也可以在自己的計算機中安裝此軟件,用于自學或復習,有助于學生更深入地學習斜視與眼球運動的理論知識,提高自身能力。

6 斜視與眼球運動仿真教學軟件的優(yōu)勢

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

隨著計算機的普及和計算機技術的進步,醫(yī)學動畫也隨之快速發(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用和定量生物力學上,界面和操作都非常復雜 (如澳大利亞的 Orbit軟件),不適合教學。

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

[1]王光霽,崔浩.雙眼視覺學 [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、中國協(xié)和醫(yī)科大學聯(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,2009-04-27(8)

[4]胡聰.臨床斜視診斷 [M].北京:科學出版社,2001:1-280

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

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

[7]梅克.Flash 8 ActionScript標準教材 [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

浙江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化項目資助 (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。

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