Arizona眼睛模型
简介 $RYsqX\v Q9`}dYf. 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 BihXYux* HW)4#nLhh 模型 @} 61D y3 R+060\3 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 F|3 =Cl uH}cvshv
Table 1. AZ眼睛模型的定义 f,?P1D\ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. u49v,,WGw /idQfff 光源 [_&\wHX S9$* w!W 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。 Z>)(yi9+ Hvn{aLa. b`@aiXN)+
图1. 光源和提示信息使用 RN0@Q~oTI 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。 ccUq!1 w!0`JPu 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。 Wgt[ACioN pV>M,f
图2. 字母F光源的设定方法光 +[MzF EE[ iI27N'g
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 |z!Y,zaX 视网膜的散射 `Ns$HV *LTFDC 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ?F@0"qi ]*8K4n G Z\{"/( Hi
图4. 视网膜朗伯散射设定 U{2[nF 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 )F\tU HMQi:s7% %"2;i@
图5. 视网膜重点采样规格设定 6gLk?^. 脚本 @O7hY8", =tJ}itcJ' 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: *CHLs^)
zFy0SzF
图6. 用户对话框的创建与编辑 <+1d'VQ2
图7. 用户对话框编辑器 p#VA-RSUQ| 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 2qY`*Y.2 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 zj ;'0Zu xwZcO 分析 |U*wMYC : Gp,d*M 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 }u=-Y'!#] cxBu2(Y
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 " "GeO%J8 脚本代码 ,)u\G(N ~kdxJP" Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. \/3Xb }H[v!l@ Dim entity As T_ENTITY W}<'Y@[, Dim op As T_OPERATION g1JBssw&m Dim mat As T_MODELMATERIAL qVOlUH Dim A As Double 01n5]^.p Dim pupilDiam As Double #$&!)13 Dim eID As Long lx8@;9fLy Dim parID As Long ('q u#.' Dim count As Integer ;aJBx Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double [b-wak})aD Dim tlens As Double, nlens As Double g$c\(isY; Dim curv As Double, conic As Double E2 M|b Dim ok As Long VTOZ#*f <IWO:7*# Sub Main ;++CMTza] VKW9Rn9Qg '用户输入对话框 l6^IX0&p Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 eyq8wQT TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ou;E@`h;x Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 EV}c,*);y OKButton 40,91,90,21 J?d&+mt CancelButton 190,91,90,21 6I0G.N Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 iElE-g@Ws TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 x7qVLpcL3z End Dialog o1x IGP< Dim dlg As UserDialog fiuF!<#;6 N=e-"8 ok = Dialog (dlg) N/ 7Q(^ Z5 lE*z If ok=0 Then 'cancel button was pressed ;Kq/[$~0 Print "Execution cancelled." ?[n{M End p<5ED\;N; End If ][b_l(r$? ~)';[Ha 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty V=)0{7-9 If dlg.TextBox1 = "" Then P`JO6O:& A = 0 'Default accommodation =+K2`=y;WF Else 1bW[RK;GE A = CDbl(dlg.TextBox1) dd+[FU End If
0G-M.s}A da c?b( If dlg.TextBox2 = "" Then 7X\azL pupilDiam = 4 'Default pupil diameter qDR`)hle Else Lq#>N_72W0 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) E'|@hL-jn End If ?]i.Zi\[f JZQT} Print " " f9A^0A?c Print "Accommodation = " & A & " Diopters" ~*WSH&ip Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" fmuAX w> s bf\;_! ' Calculate new parameters with accommodation "i+fO&LpZ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness %kM|Hk3d N1dp%b9W( Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens qA4w*{JN CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens $vlc@]~d`& vWbf5? Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens <I}O_:% CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens !!NVx\a ![ &
go tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness iHKWz)0 <S*o}:iB nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 2rS|V|d Q+d9D1b 'Adjust parameters to account for accommodation mlolSD;7 jOuz-1x,& '************************************************************************* wYTF:Ou^5~ 'Aqueous thickness (Position of Lens) V~rF`1+5N '************************************************************************* sq6|J])GgU eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) .Rq|F GetCustomElement eID, entity [12^NEt SKx&t- parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) ~HbZRDcJc AL #w ' Delete any shift(s) in z 8$SA"c) count = 0 *,w9#?2x While GetOperationCount(eID)>count Mz}yf5{f GetOperation eID, count, op l1X&Nw1W If op.Type="ShiftZ" Then xngK_n DeleteOperation eID,count G.KZZ-=_4 count=count-1 VGLE5lP X End If E|!rapa count=count+1 bAIo5lr Wend VH&6Tm1 X|Gsf=
1S 'Set new shift in 9p
;)s op.Type = "ShiftZ" !C&!Wj op.val1 = taq 2=pVX op.parent = parID cwK6$Ax AddOperation eID, op B2UQO4[w Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 R8
1z|+c|_ ps:|YR '************************************************************************* ht8%A 1| 'Radius and conic constant of anterior lens Ip}(!D| '************************************************************************* C^]y
iR-U eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) `&2AN%Xz GetConic eID, entity, curv, conic /6_>d$ RC5b'+E |