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2021-10-22 09:55 |
Arizona眼睛模型
简介 7l D-|yx `#N/]4(j 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。 H$KO[mW} y0%1YY 模型 wDJ`#"5p{ ilA45@ 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。 =~B"8@B JZ:@iI5>+
Table 1. AZ眼睛模型的定义
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6A 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. DxJ;C09xNa tAdE<).! 光源 qN $t_ S/nPK,^d2 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 `*C=R
_ bGPE0}b TSlB.pw%v
图1. 光源和提示信息使用 aD^$v 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。 YmziHns`b 5(3O/C{?~ 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。 qt@L&v}~j o~Se[p
图2. 字母F光源的设定方法光 p+VU:%.t `(e :H
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ZJYn[\] 视网膜的散射 =V^-@ji)b 9)Fx;GxL 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。 CMa6':~ VdLoi\-/L CXa[%{[n
图4. 视网膜朗伯散射设定 JVZ-nHf(9 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。 XKoY!Y\ 6':iW~iI T] zEcx+e
图5. 视网膜重点采样规格设定 kT%wt1T4 脚本 d*gAL<M7E {& o^p! 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: |#oS7oV( L, JQ\!c
图6. 用户对话框的创建与编辑 ;]{ee?Q^ld
图7. 用户对话框编辑器 dftBD 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。 Shm> r@C? 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 8-q^.<9 XYEwn_Y 分析 $Ome]+0 #Y'eS'lv4 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 NAbVH{*\U fz&B$1;8
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 34@ [ZKJ5 脚本代码
hAGHb+: 8y;Rw#Dz Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. JJ?{V: g@.$P>Bh Dim entity As T_ENTITY .E4*>@M5 Dim op As T_OPERATION hXW` n*Zw Dim mat As T_MODELMATERIAL ex3Qbr Dim A As Double i+_LKHQN Dim pupilDiam As Double Y
G+|r Dim eID As Long HA6tGZP*L Dim parID As Long !`DRJ)h Dim count As Integer ys[Li.s: Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double p>6`jr Dim tlens As Double, nlens As Double e+
xQ\LH Dim curv As Double, conic As Double $|K
d<wv Dim ok As Long ><V*`{bD9)
v+c>iI Sub Main 3EoCEPb# 9T,/R1N8 '用户输入对话框 dG\wW@}J Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 LQ+/|_(. TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 Z>[7#;; Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 vOQ%f?%G\ OKButton 40,91,90,21 dC11kqqj CancelButton 190,91,90,21 u-_r2U Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 5!-TLwl`j\ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 bJ^JK End Dialog dzVi ~wt_& Dim dlg As UserDialog ho]:)!|VY UKS5{"=T[ ok = Dialog (dlg) 7|rH9Bc{U 3h@]cWp If ok=0 Then 'cancel button was pressed .~z'm$s1o Print "Execution cancelled." @^{Hq6_`
End ]hl*6 End If Fq9YhR 4S_ -9&z 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 8tY>%A~^z If dlg.TextBox1 = "" Then @AyteHK
A = 0 'Default accommodation ]
V
D Else .;#T<S" A = CDbl(dlg.TextBox1) \kADh?phV End If +pofN-*% *~rj!N?; If dlg.TextBox2 = "" Then d}
>Po%r: pupilDiam = 4 'Default pupil diameter TlG>)Z@/ Else TBlSZZ-55] pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) }@DCc f$< End If +WX/4_STV "c^! LV Print " " 9zaNfs Print "Accommodation = " & A & " Diopters" `lhw*{3A Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" @W,jy$U GP:<h@:798 ' Calculate new parameters with accommodation 'yo@5*x7 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ofvR0yV 9A.RD`fg Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens j,IRUx13f CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens k"wQ9=HP7 $vn6%M[ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens KK|w30\f CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens )^(*B6;z5 Sp`l>BL tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness iP:i6U] | /.J{=E0K nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction t)SZ2G1r 5_yQI D%Sq 'Adjust parameters to account for accommodation cNll??j | dQ>)_ '*************************************************************************
hfB$4s9 'Aqueous thickness (Position of Lens) >.:+|Br` '************************************************************************* A40DbD\^ad eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) qGk+4 yC GetCustomElement eID, entity jNZ.Fb Ee>VA_ss parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) H MOIUd O\}C`CiC ' Delete any shift(s) in z b?wrOS count = 0 lg%fjBY While GetOperationCount(eID)>count @T1G#[C~t GetOperation eID, count, op kG^76dAQL If op.Type="ShiftZ" Then I8#2+$Be+@ DeleteOperation eID,count GwWK'F'2 count=count-1 CEfqFn3^ End If UmKE]1Yw4r count=count+1 Iix,}kzss Wend S
?Zh#`(* *,u3Wm|7 'Set new shift in $QbJT`,mr op.Type = "ShiftZ" 5"%.8P op.val1 = taq LKN7Lkl op.parent = parID %-hSa~20 AddOperation eID, op {X,%GI Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 !Vpi1N\ ]:%DDlRb '************************************************************************* v>X!/if<y 'Radius and conic constant of anterior lens ~E}kwF '************************************************************************* lZzW-
%K eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) F`=p/IAJK GetConic eID, entity, curv, conic FvT&nb{
Omd; SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant 3Tr,waV Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant W]4Z4& | |