本研究主要探討一種眼睛眼球的肌肉訓練的裝置技術。具體而言,是指一個可以提供訓練、改善眼睛中動眼肌肉的眼球訓練裝置,藉以改善、放鬆、增進使用者眼球肌肉的柔軟程度。
由於科技生活的提升,改變了人們使用眼睛的習慣。視覺環境的壓力,會導致屈折狀況的改變。最初的視覺壓力,會造成眼睛調節(Accommodation)與輻輳(Vergence)之間的關係的改變;,再隨著壓力的持續存在,最後造成結構上發生的改變。C.E.Ferree與G.Rand的研究中指出:固視(fixation)的時間越增長,眼睛的屈折狀態會較往近視方向發展。不論在一般性的測量、偏心固視測量、散瞳或不散瞳測量情況皆相同。
Schwartz與Sanberg(1954)在一項對潛水艇工作人員的研究中指出:由於長時間在2呎範圍的環境下工作,調節會帶動過度的輻輳,進而改變了調節與輻輳之間的互動,而導致屈折狀態在結構上產生改變,使得屈光度數無法降低下來。視覺過程(Visual Process)需要一個動態的、良好的視覺機轉,而且要能快速的改變系統的屈折狀態。
強化眼睛視覺的技巧(Enhance visual skill)進而提升個體的工作效率與準確度。而稜鏡鏡片使用的目的,是為預防視覺產生變形(Visual distortion),並且穩定地提供一個充足的視覺模式(Stabilize an Adequate visual Pattern)。
在圖1中可以知道,當有一入射角為i1的光線射入折射率為n的稜鏡之後,經過兩次的折射,它的折射線與入射線之間會有β角的偏移,這由斯乃爾(Snell)定律可以量化得到:
Sin i1 = n sin r1
Sin i2 = n sin r2
β= i1 + i2 -α
當i1 = i2及r1 = r2的時後,可以得到最小的偏移角,β的值為最小,即 , ,所以:
………………………………………….. (1)
只要能量測出α及β之角度,代入上述公式(1),則可計算出其折射率n。
稜鏡以屈光度為單位(Diopter),單位符號為Δ,當光線通過三稜鏡的時後,光線會往基底(Base)的方向偏移。1Δ的稜鏡鏡片會在鏡後1m處產生1cm的偏移量。
ΔP(D)=h(cm)/ L(m)………………………… (2)
其中P為稜鏡度,h為單位為偏移量,L為鏡後距離。
系統架構
視覺是通過視覺系統的外周感覺器官(眼)接受外界環境中一定波長範圍內的電磁波刺激,經中樞有關部分進行編碼加工和分析後獲得的主觀感覺。人所感知的外界信息有95%來自視覺。
目前,除了教導人們自己不斷透過觀看遠方、近方目標物,以及自己控制轉動眼球位置來達到動眼肌肉的訓練之外;市面上並開發有多種不同的視力(眼球)訓練器材,如中華民國專利公告第535577號之「偏心固視之矯正訓練儀器」、公告第561041號之「動態式透鏡視力訓練方法及裝置」及公告第567845號之「使眼球的睫狀肌恢復彈性之訓練器」等專利案,以及廣告常見的眼睛按摩器等等,其目的都在於使眼球的動眼肌肉能藉此獲得充足的運動,進而改善視力。
但前述設計或因結構過於複雜、又或僅能於固定地點使用,更甚者由於設計上直接壓迫眼球附近進行按摩,經常會發生使用不慎而傷害眼球或眼球周邊肌肉的問題,是需要再進行改善。有鑑於此,本研究乃是針對上述現有眼球訓練儀器所面臨的問題與缺失進行探討,並藉由多年從事相關產業的研發、製造與教學經驗,積極尋求解決之方案,經過長期努力的研究與實驗,終於成功的發展出一種新式的眼球訓練裝置,藉以克服前述現有結構複雜與訓練效能不彰的問題。透過簡易的眼球訓練裝置,可以讓眼球的動眼肌肉獲得溫和的、充足的運動,而能彰顯其眼球訓練效果。
本研究主要依據下列的技術,來具體實現上述之目的及效能,本研究的主要結構在於:包含有一前殼體、一覆蓋體、兩片稜鏡及至少一組的驅動單元所組成,請參照圖2;該前殼體上的形成,有兩個對應臉部眼睛的穿透孔,前殼體對應臉部眼睛位置,側面形成有一對應兩穿透孔周緣之凹陷狀容置空間,覆蓋體可對應封閉容置空間之開口,又覆蓋體形成有兩對應前述穿透孔之透孔【圖3】;前述兩片稜鏡係設置於前殼體之容置空間內,且分別對應於前殼體之兩穿透孔,又各稜鏡外緣分別具有一環形齒輪;而兩片稜鏡各自具有一相對應之驅動單元,驅動單元可與稜鏡之環形齒輪相咬合,供稜鏡轉動、作動之用,使得兩片稜鏡可受各自驅動單元分別作用呈同步或不同步、同向或不同向的轉動【圖4】。
透過本研究的技術具體實現,讓眼球訓練裝置的結構達到簡化,而且使用者的操作方式更簡易。當眼球跟著稜鏡的旋轉而轉動,使眼球之動眼肌肉可以獲得充足的伸展運動,進而可有效改善使用者之視力,而能增加其附加價值,同時提升其競爭力與經濟效益。
又本研究將腳架(40)設計、規範為為可調整的結構,本裝置具備有第一桿(41)與第二桿(42),該第一桿與第二桿可以彼此相對調整長度,以供給不同的頭型的使用者自行調整運用使用。藉由組構成一結構簡易、且可有效訓練動眼肌肉之眼球訓練裝置。
實驗方法與結果
藉由兩眼視覺機能驗光檢查,去發現眼睛的問題所在,判定問題是近期發生或是舊有系統問題,已經固定模式?新產生的問題比較容易矯正回原本正常模式,如果已經很長的一段時間,則不容易修改。應該使用那一種的方式去處理(提高視力)?會不會因此產生更多的問題?系統在遠方視覺中,能否接受足量的正度數?系統在近方視覺中,能否接受足量的負度數?藉由個案的分析,以各項檢查的發現值,核對該有的期望值,以瞭解系統的問題所在。
在比較(Checking)資料時,我們區分三個類別來進行:A組進行(Simple compare)的比對;B組進行(Duction)的比對;C組進行(Accommodation)的比對。
進一步分析:在經過比較之後,我們必需將比較之後的結果作串連(Chaining)。首先以一條水準線為基準線,將值為H的依次序排在線的上方欄,L則排在線的下欄,而比較值為NC的則列於線上。串連可分為兩類:一為病理性串連(Pathological Chaining),一為生理性串連(Physiological Chaining)。病理性串連(Pathological Chaining):包含 # 3、# 4、# 8、# 13B、# 10、# 11、# 16B、# 17B等項目為L,記於線的下欄,且# 10、# 11、# 16B、# 17B各組必須同為L。在8個項目中,若被記錄的項目愈多,就表示個案的病理性問題愈大。生理性串連(Physiological Chaining):將所有比對的資料依H、L、或NC全加入串連,而# 10、# 11、# 16B、# 17B 各組中,兩者若皆為L,則只記入(LL)。若串連中L的項目愈多,則表示系統的調節與輻輳間的關係愈有問題。
平衡模式是在探討新處方是否會對系統產生問題。我們知道在#16A、#17A時是固定調節,去探討輻輳。而在#20、#21則是固定輻輳去探討調節。在此兩種情況下可讓我們瞭解系統的調節與輻輳之間的關係,同時也瞭解給系統新的處方,是否會違反其原來的習慣模式。
在記錄所有資料之後,讓受測者戴上聯結於電腦投影,並可兩邊投射及轉動出不同方向光源的鏡片。再利用眼睛會追尋光源的光學原理,讓控制眼球的六條動眼肌肉,自然跟著轉動的鏡片和光源旋轉,使眼睛不必費力聚焦,就可讓睫狀肌肉達到像睡眠時的休息狀況。本實驗對象共146人,包括調節與輻輳問題的狀況,進行每天5到10分鍾眼肌協調器訓練。
在初次實驗之後,有32.19%(47人)表示眼睛變得很輕鬆,世界變得更亮了,他們的反應是非常有明顯感覺的。隨後進行系統再次分析、比對檢查,發現這些人的系統問題,都有明顯的改善,部分斜位的系統,回覆到正位。有53.42%(78人)表示有輕微感覺,在隨後進行系統再次分析、比對檢查,發現這些人的系統問題,也有改善。有13.01(19人)表示沒有差別,在隨後進行系統再次分析、比對檢查,發現這些人的系統問題,只有些微的改善。有1.36%(2人)因為無法配合完成全部檢查與分析的過程,放棄評比,而無法列入數據考量。
在連續使用一週後進行第三次檢查與分析,並且將所得到的結果與第一次做比對,我們研究發現:144人當中,有84.72%(122人)系統資料結果有改善的狀況、系統本身也感覺有改善的狀況,有12.50%(18人)系統資料結果有改善的狀況、系統本身沒有感覺有改善的狀況,有2.77%(4人)系統資料結果只有些微改善的狀況、系統本身沒有感覺有改善的狀況,
結果發現:本研究的旋轉光學稜鏡技術,在兩眼視覺機能驗光檢查之後,所發現的系統問題,可以獲得改善。此種創新的研究改良方式:結合新設計的結構體、旋轉稜鏡鏡片,實驗結果證明可以應用在以下狀況:在輻輳不足(Convergence Insufficiency)、偽性輻輳不足(Pseudo Convergence Insufficiency)、輻輳不足伴隨次類調節過度﹙C.I with Secondary Accommodation Excess﹚、輻輳過強(Convergence Excess)、開散不足(Divergence Insufficiency)、開散力過強(Divergence Excess)的使用者,都可以發現有明顯的改善與進步。
結論
視覺模式是行為模式中最重要的一部份,我們從外在環境中所能夠獲得的資訊之中,有80%是透過視覺模式產生的。眼睛是視覺系統的外圍接受器,光透過感光細胞的化學電位反應轉換成電子衝動(Electrical Impulse),傳導到中腦後與聽覺、運動覺(Kinesthetic)的電子衝動相互整合,繼續傳遞到大腦枕葉,形成一個電子網,進而刺激調節與輻輳機轉而產生視覺。調節模式與輻輳模式,是視覺模式之中最重要的二個部份。透過眼球的肌肉訓練的裝置技術,個體可以擁有單一且清楚的視覺。