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简介 o?`FjZ6;x 1[%3kY-h 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。 ;*A'2ymXUT |7qt/z 模型 OW7 =)a24PDG 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。 ,2@o`R.27 xye-Z\-t Table 1. AZ眼睛模型的定义 2|nm> 4 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. WR;1 D|-]<r1" 光源 |5&+VI \TQZZ_Z 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。 Q+:y VoU8I ~ 5\ mRH 图1. 光源和提示信息使用 5^B79A"} 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。 ij"~]I a=z] tTs4 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。 Abc{<4 z0? ['d9sEv . 图2. 字母F光源的设定方法光 E/;t6&6 Hfcpqa 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 c_J9CKqc 视网膜的散射 |xO*!NR g'"~' 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 &ZQie/ E&M(QX5 d$t"Vp 图4. 视网膜朗伯散射设定 Fr9/TI 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。 w#A)B<Y/" ~ao:9ynY $y(;"hy 图5. 视网膜重点采样规格设定 PX:#+bq1 脚本 cgnNO& \DB-2*a" 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: ]C_+u_9 #Hw|P 图6. 用户对话框的创建与编辑 =sJ?]U 图7. 用户对话框编辑器 \J'}CX*aQ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 T{{:p\<]_ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Y|Iq~Qy~ TW|K.t@5#H 分析 mZ)>^.N6 V9c.(QY|f 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 !T6R[ oPe|Gfv\G 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 s9- qR_ 脚本代码 D#;7S'C zakhJ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. N} EKV FI.te3i?7 Dim entity As T_ENTITY ,9&cIUH Dim op As T_OPERATION fY<#KM6X Dim mat As T_MODELMATERIAL XwH>F7HPe Dim A As Double Kz HYh Dim pupilDiam As Double !eX0Q 2 Dim eID As Long Q\Ek U.[I Dim parID As Long !fOPYgAGKn Dim count As Integer zsL@0]e& Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double HC iRk1 Dim tlens As Double, nlens As Double fz'qB-F
Y Dim curv As Double, conic As Double c_8&4 Dim ok As Long 0ho;L 0Nr' v$ ti=uk$ Sub Main %:3XYO.w- _w^,j" '用户输入对话框 n0(Q/ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 > 0^<<=m TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 HNzxFnh Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 pH'_k k OKButton 40,91,90,21 4XkI? l CancelButton 190,91,90,21 *22Vc2[i; Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 p9v:T1? TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 jJ$\ WUQ. End Dialog kK&w5' Dim dlg As UserDialog ?sN{U\ B[b>T= ok = Dialog (dlg) -Vn#Ab_C R)NSJ-A!2 If ok=0 Then 'cancel button was pressed mU5Ox4>&9 Print "Execution cancelled." W+h2 rv End BgQEd@cN End If mixsJ}e `/O`%6,f1! 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty >kXscbRL7 If dlg.TextBox1 = "" Then abo=v<mR A = 0 'Default accommodation ;V,L_"/X Else ,#Z%0NLe A = CDbl(dlg.TextBox1) aODh5 End If kwjO5OC8 l=DF)#>w If dlg.TextBox2 = "" Then #U:|-
a.> pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ,s8/6n# Else 10SI&O pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) erH,EE^-x< End If -.Wcz| us.#|~i<h Print " " VF`!ks Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 7^dr[.Q[* Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Xf
u0d1b m8sd2&4 ' Calculate new parameters with accommodation #Oka7.yz taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness aTcz5g0" 1!z{{H;W Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens G6p gG+w CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ;cMQ0e "Zp&7hI Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ]Lv3XMa CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens MK1\ "J(M. Y tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness $d<NN2 lV\iYX2# nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction q5;dQ8Y? (*S<2HN5 'Adjust parameters to account for accommodation VYG@_fd!x 7zu\tCWb '************************************************************************* s"jvO>[ 'Aqueous thickness (Position of Lens) =gVMt '************************************************************************* 2!#g\"
eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Xm#W}Y' GetCustomElement eID, entity ZJDV'mC} g5y+F]'I parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) +|/0sPW( 0qS/>u* ' Delete any shift(s) in z Ci`o;KVj count = 0 #`iEb iSq While GetOperationCount(eID)>count <K CI@ GetOperation eID, count, op QAkK5,`vV. If op.Type="ShiftZ" Then *w0!C:mL& DeleteOperation eID,count orjtwF>^ count=count-1 OAXA< End If JSL&`
` count=count+1 '{
<RX Wend $Cz2b/O hF'VqJS 'Set new shift in 9]eG|LFD op.Type = "ShiftZ" oJa}NH
op.val1 = taq ^yW['H6V op.parent = parID ,p|Q/M^ AddOperation eID, op "rBB&l Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 coXg]bUKo JwI99I' '************************************************************************* |dR}S!fmG 'Radius and conic constant of anterior lens \,13mB6 '************************************************************************* (OiV IH eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) wUaWF$~y GetConic eID, entity, curv, conic f&<+45JI TtkHMPlm_ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant "^&H9 |