Purpose: The goal of this paper is to give an overview of the latest developments in the construction and application of our interactive diagnostic software system for simulating ocular positioning defects.Methods: Object-oriented design techniques in the field of Software Engineering were used to build component based abstractions of our biomechanical model. Our biomechanical model is comprised of geometric representation, muscle force simulation and a kinematical model, enabling interactive substitution of system behavior. Therefore, our system is ideal for training and education purposes, since different model predictions can be evaluated on demand.Results: The implementation of our model is partially based on the work from J. Porrill, P. A. Warren and P. Dean. However, modifications to system behavior and mathematical representation of different types of models were applied. This paper gives a detailed explanation of these modifications, including implementation of rotations using quaternion representation, deployment of two different optimization algorithms for solving the forward and the inverse kinematics and adjustment of these calculations to geometrical properties of the biomechanical model. Model predictions were compared to basic clinical experience and other existing implementations.Conclusions: Finally, this paper gives an outlook on future developments and applications in training and education, extending our system towards an authoring tool, giving the user the possibility to illustrate pathologies and calculations. Moreover, we indent the separation of the "mathematical" kernel from the rest of the system in order to enable the development of clients which can remotely connect to the kernel and use it exclusively for performing calculations.
Formulierung eines objektorientierten Computermodells zur Simulation von Augen -m o t i l i t ä t s s t ö r u n g e nZusammenfassung. Hintergrund: Diese Arbeit soll einen kurzen Überblick über die aktuellsten Entwicklungen am computerunterstützten Software System SEE++, basierend auf den Forschungsergebnissen des Projektes SEE-KID, geben. Methode: Unter Verwendung von objektorientierten Designtechniken im Bereich des Software-Engineering, wurde ein komponentenorientiertes, biomechanisches Modell des menschlichen Auges entwickelt. Dieses Modell setzt sich aus geometrischen Repräsentationen, Simulation von Muskel -k r ä f t e n , sowie der Definition eines darauf aufbauenden kinematischen Modells zusammen. Dadurch wurde eine interaktive Austauschbarkeit von z. B. verschiedenen geometrischen Modellen, während der Laufzeit des Systems erreicht, wodurch das SEE++ System eine idealen Ergänzung für Lehre, Ausbildung und Klinik darstellt. Ergebnisse: Die Implementierung des hier beschriebenen geometrischen Modells basiert im wesentlichen auf Vorarbeiten von J. Porrill, P. A. Warren und P. Dean. Dennoch wurden einige Adaptierungen in der mathematischen Definition sowie im Modellverhalten durchgeführt. Diese Arbeit gibt einen detaillierten Überblick über die Formulieru...