| xunjigd |
2016-02-24 12:53 |
FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 ;{)@ghD 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。 u+i/CE#w jzOMjz~:) 模型 C&MqUj"] Q,LWZw~" 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。 7*8nUq &^Q~G>A
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] XzR WY\x 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. j?` D\LZhf C@:N5},] 光源 xVmUmftD kc/H 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。 'bqf?3W r?{LQWP>e <PA$hTYM
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 ^L2Zo'y [ 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 Z-r0
D !QzMeN;D 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 j1C0LP8 bsS|!KT
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 5;%xqdD (6_/n&mF
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 5Szo5 视网膜的散射 D2mAyU- 53#5p;k
在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 *h8XbBZH Czl 8Q oH )9P
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 e}@J?tJK.L 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 @!tmUme1c &5CeRx7% w@D@,q'x
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 D}=i
tu 脚本 FP
cvkXQD O&1p2!Bk4 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: )FiU1E ?q8g<-?
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 qdnNapWnc
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 60gn`s,, 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 kUBHK"}K 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 wH5O>4LO W;*vcbP 分析 1;sAt;/W8
j7%%/%$o[ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 2QD
B'xs3 nK;
rEL
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 K*D]\/; ^ 脚本代码 :)S4MoG YXOD
fd%L Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. Y\2>y"8>$x &l)v' Dim entity As T_ENTITY 8U$UI Dim op As T_OPERATION >~r@*gml Dim mat As T_MODELMATERIAL W_lNvzag Dim A As Double %=>xzP(z Dim pupilDiam As Double z?g4^0e Dim eID As Long k3eN;3#& Dim parID As Long 2]KPW*V Dim count As Integer 3W00,f^9 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double >I;#BE3 Dim tlens As Double, nlens As Double 9Ei#t FMc Dim curv As Double, conic As Double
MO+0]uh: Dim ok As Long .=<pU k 3G S5p\J!k\B Sub Main D-EM )O'<jwp$ '用户输入对话框 y9mZQq Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 66;O 3g' TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 M& L0n%,y5 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 `{[C4]Ew/ OKButton 40,91,90,21 -B! TA0=oJ CancelButton 190,91,90,21 dXN&<Q, Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1
$VNn`0^gF TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 'GT`%c k End Dialog 2(x KE_| Dim dlg As UserDialog IKj1{nZvDc k !r z8S" ok = Dialog (dlg) 0{uX2h Wx`IEPsVbk If ok=0 Then 'cancel button was pressed M#,+p8 Print "Execution cancelled." iIRigW End "Vy\- ^ End If G*V
7*KC 1@Gv`{v 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty <\NXCUqDpo If dlg.TextBox1 = "" Then <<6#Uz.1 A = 0 'Default accommodation x$4'a~E Else $9$NX/P A = CDbl(dlg.TextBox1) S}yb~uc, End If CKx}.<_ ,\"gN5[$( If dlg.TextBox2 = "" Then 7qp|Msf}, pupilDiam = 4 'Default pupil diameter I<f M8t.Y> Else z81!F'x; pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ]>j_
Y, End If 53xq% SJe;T Print " " NyNu1V$ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" }x-8@9S~z Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 4(]('[M }R(_^@] ' Calculate new parameters with accommodation 7?@v}%w taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness |'#NDFI>} M3;B]iRQD Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 3Q;l*xu CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens Gd 9B 1Zzw|@#>o Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens
c7 -j CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens P@ u%{ Vh&KfYY tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness /vKDlCH* }P#gXG nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction
su$juI{ 9wzYDKN} 'Adjust parameters to account for accommodation pDT6>2t -0Ek&"=Z^ '************************************************************************* stScz#! 'Aqueous thickness (Position of Lens) ,\IZ/1 '************************************************************************* X88ZdM' eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) J.(_c'
r GetCustomElement eID, entity W1z5|-T ^W*/!q7H parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) 7085&\9 C_/oORvK ' Delete any shift(s) in z *bK@ A2` count = 0 Q)/q h;Ru While GetOperationCount(eID)>count QO%K`}Q} GetOperation eID, count, op >F
v8 - If op.Type="ShiftZ" Then 6fiJ'
j@ DeleteOperation eID,count H?m2|. count=count-1 |SmN.*&(9 End If 82<!b]^1 count=count+1 5s9~rm Wend ub&1L_K K.SHY!U} 'Set new shift in zc#`qa:0 op.Type = "ShiftZ"
+gkB op.val1 = taq DDEn63{ op.parent = parID GupKM%kM AddOperation eID, op |qD<h Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ?.H*!u+9> ,&$Y2+ '************************************************************************* V& | |