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简介 ^lt2,x qxDMDMN 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 :"MHmm=uU8 }Nd1'BVf 模型 1G7l+6w5~^ e5 L_<V^Jo 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 w7.,ch >~nr,V.q Table 1. AZ眼睛模型的定义 ]XbMqHGS 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. r5N TTc
0FtwDM)) 光源 YLi6GY Zp3-Yo w2 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。
`YC7+`q :;.^r,QAI ;cvMNU$fN 图1. 光源和提示信息使用 r'j88)^ 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 vQyY
% A5J41yH 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ^h$*7u"^y +/Y2\s 图2. 字母F光源的设定方法光 $BMXjXd} iuGwc086 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Q5T3 视网膜的散射 lYCvYe !#_2 ![ 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 +T@BOYhgq T>'O[=UWh .FHk1~\%z^ 图4. 视网膜朗伯散射设定 m9A%Z bQ^ 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 Rlk3AWl2u o=_7KWOA (87| :{ 图5. 视网膜重点采样规格设定 W/bW=.d
Jd 脚本 CTW\Dt5 tRJ5IX ##L 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: H" `'d 0S$k;q 图6. 用户对话框的创建与编辑 pQBn8H|Y 图7. 用户对话框编辑器 UjQz 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 M%`CzCL
u 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Z8ea)_{# P?/JyiO} 分析 wQUl!s7M; Zh;wQCDj 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 %rG4X `!Z?F]):G 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 &>,]YrU 脚本代码 up'`)s' zp;!HP;/= Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. UgGa]b[9A @d0f +9d Dim entity As T_ENTITY O*l,&5 Dim op As T_OPERATION ;,[0 bmL Dim mat As T_MODELMATERIAL {WrEe7dLy Dim A As Double [w'Q9\,p Dim pupilDiam As Double iVn4eLK^v Dim eID As Long * )<+u~ Dim parID As Long XqmB%g( Dim count As Integer C7ivAh Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double {IJ;)<>&VE Dim tlens As Double, nlens As Double E+O{^C= Dim curv As Double, conic As Double 'c7nh{F Dim ok As Long 8l5>t Pj
<U|\-? Sub Main z qq z;>$["t]6 '用户输入对话框 F)hj\aHm k Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 q k^FyZ< TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ^qR|lA@=\ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 4-.K<-T%D OKButton 40,91,90,21 CVa>5vt CancelButton 190,91,90,21 ~r.R|f]IQ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 &|Duc} t TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 Jx.fDVJ End Dialog !{.CGpS ] Dim dlg As UserDialog Dm)B? H" pNb2t/8%% ok = Dialog (dlg) ^<OYW|q?\r xc#t8` If ok=0 Then 'cancel button was pressed x8rg/y Print "Execution cancelled." ;bB#Pg End 9O3 #d End If Wn=sF,c "V>}-G& 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty #-;W|ib%z If dlg.TextBox1 = "" Then FYYc+6n A = 0 'Default accommodation 1 jidBzu< Else "sN%S's A = CDbl(dlg.TextBox1) H:c5
q0O^x End If N@c GjpQ _cs(f<>oCO If dlg.TextBox2 = "" Then ;98&5X\u< pupilDiam = 4 'Default pupil diameter TF/NA\0c$ Else O% T?+1E pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) (I}owr 5: End If $z%(He !vgY3S0?rq Print " " T/'z,,Y Print "Accommodation = " & A & " Diopters" vdq=F|& Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 8${n}} =PRQ3/?5 ' Calculate new parameters with accommodation YbP
@ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ,' |J MV" n{1B Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens s?EQ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens :VT%d{Vp_ 44ty,M3 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens n=<c_a)Nb CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ?wB_fDb} a* cWj}u tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness .|O T#"LP |_TiF;^ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction I8gNg
Z U4!KO;Jc 'Adjust parameters to account for accommodation ?y-^Fq|h H
d|p@$I '************************************************************************* _c>ww<*3 'Aqueous thickness (Position of Lens) F\DiT|?} '************************************************************************* :01d9|# eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) {nKw<F2 GetCustomElement eID, entity
zIrOMh A'jvm@DvQI parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) OeqKKVuQ \V$qAfP) ' Delete any shift(s) in z
T>B'T3or count = 0 =VD],R) While GetOperationCount(eID)>count lJdBUoO GetOperation eID, count, op bh.&vp.kP If op.Type="ShiftZ" Then bSsg` DeleteOperation eID,count 6MVu"0# count=count-1 9)oi_U. End If zQyI4RHG[ count=count+1 oy8jc];SO Wend v?VDASR2` ^K<3_D>1> 'Set new shift in r'*$'QY-N op.Type = "ShiftZ" /i,n75/y? op.val1 = taq SI!A?34 op.parent = parID gQPw+0w AddOperation eID, op `D77CC]vU Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 sE[`x^1'8 +Hu\b& |