xunjigd |
2016-02-24 12:53 |
FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 yj$$k~@ 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。 18^#:=Z jgvzp 模型 r` B(ucE sX@}4[)<& 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。 QdIx@[+WOq \gsJ1@
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] 4 s
s 4O 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. zq6)jHfq. *{_N*p\{ 光源 {+~ JTrp !>:SPt l 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。 M zFFWk `@q\R-` 5cvvdO*C0
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 #<LJns\t
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。 M7[GwA[Z
+ KuRJo] 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。 ~6"=d k vpkWD;
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 E^iShe wBWqibY|
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 {RGQX"k 视网膜的散射 "S]G+/I|iw 9u6VN]divB 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。 Gx7bV}&PN Dm@h'* lak,lDt]
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 *@ { 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。 0HO'%'Ga* F pT$D 28LBvJVq@
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 5DpvMhc_ 脚本 i zYC0T9 Q>q-6/|UX 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: =]r2;014
:GN++\1pw
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 ~,_@|,)
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 m-qu<4A/U| 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ]v/pMg#- 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 gg/ts]$ S"VO@)d 分析 Q#X'.](1 W}y)vrL 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 :?}mu1 0h~{K
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Ge @qvP_ 脚本代码 P5H_iH x=Aq5*A0 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. bU/4KZ'-^ aNn4j_V( Dim entity As T_ENTITY !PA ><F Dim op As T_OPERATION 1 0zw}1x Dim mat As T_MODELMATERIAL lUaJC'~p Dim A As Double -dWg1`; Dim pupilDiam As Double Qqi?DW1)- Dim eID As Long }$'XV. Dim parID As Long P:_bF>r ? Dim count As Integer hH9~.4+*`g Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double {+ Ibi{ Dim tlens As Double, nlens As Double em95ccs'- Dim curv As Double, conic As Double t-5K
dLB Dim ok As Long ?(Ua+*b Qcks:|5 Sub Main qDTdYf vsyg u '用户输入对话框 uts>4r>+ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 :
h(Z\D_ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 1l/t|M^I Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 mlCBstt{ OKButton 40,91,90,21 %Oo
f/q CancelButton 190,91,90,21 D^2lb"3 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 $hHV Ie]+ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 >gs_Bzy] End Dialog &]Uo>Gb3!q Dim dlg As UserDialog #?k</~s6M` m[(_fOd ok = Dialog (dlg) Ozhn`9L+1! :\I*_00! If ok=0 Then 'cancel button was pressed B;F~6i Print "Execution cancelled." AAs&P+;
End V%)Tu{L End If .P`QCH;Ih '!ks $}$`h 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty vBJxhK- If dlg.TextBox1 = "" Then 0{uaSR A = 0 'Default accommodation
)#8g<]q Else xkw=os A = CDbl(dlg.TextBox1) r{t6Vv2J End If -)B_o#2=2 +Z2XP76(4A If dlg.TextBox2 = "" Then 4;W{#jk pupilDiam = 4 'Default pupil diameter <5mv8'{L Else
BdiV pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) K9.Gjw End If MoQ\~/Z| v-SXPL]_^ Print " " 83I 5n&) Print "Accommodation = " & A & " Diopters" SASLeGaV Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" <&3aP} yci} #,nb ' Calculate new parameters with accommodation VH~YwO!x taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness b1cVAfUP +t%2V? Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens <G|i5/|7 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens R|'W#"{@ ^e <E/j{~ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ;@Fb>lBhX CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens M2w'cdHk 0ug&HEl_w tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness JKfJ%yy | \lm]G7h nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction H8[A*uYL
'Etq;^H 'Adjust parameters to account for accommodation b=xn(HE8| a*LfT<hmU3 '************************************************************************* Osm))Ua( 'Aqueous thickness (Position of Lens) 3 (\D.Z '************************************************************************* rD4umWi eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) IQ_s]b;z GetCustomElement eID, entity Hnk&2bY }.&;NgZS parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) {QylNC9 (YYg-@IO ' Delete any shift(s) in z fglfnx0{ count = 0 K)!^NT While GetOperationCount(eID)>count Xpn\TD<_I GetOperation eID, count, op pvUV5^B(M If op.Type="ShiftZ" Then bKGX>
%- DeleteOperation eID,count $C5*@`GM$ count=count-1 V`#2jDz End If fV5$[CL1 count=count+1 (g/A uL Wend .kg 3>* \>Rfa+ 'Set new shift in YfB)TK\W9/ op.Type = "ShiftZ" $.,B2} ' op.val1 = taq tkcs6uy op.parent = parID <>9!oOa AddOperation eID, op ) c\Y!vS Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 J](NCD E5)0YYjHZ '************************************************************************* K _YOp1 'Radius and conic constant of anterior lens Z s=A<[ '************************************************************************* uf#h~;B eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) p? o[+L< | |