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從非侵入性的醫(yī)療程序,以及超靈敏的診斷儀器,光子器件在今天的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中,發(fā)揮不可或缺的作用。過去的四分之一世紀(jì)里,資深光學(xué)工程師借助先進(jìn)的軟件工具與適時的設(shè)計,將這些新技術(shù)引進(jìn)市場。然而Photon Engineering公司堅信其光學(xué)工程軟件產(chǎn)品FRED,可以幫助并加快創(chuàng)新的步伐,使生物醫(yī)學(xué)界的成員,更能直接、充分地參與這一進(jìn)步的過程。FRED結(jié)合人機(jī)界面(GUI),可任意建構(gòu)幾何圖形,并可直接由此接口中獲得其對象外觀,并擁有可滿足此一精密設(shè)計需求的強(qiáng)大計算引擎之能力。而最能表達(dá)呈現(xiàn)FRED與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)相關(guān)性的幾個熟悉但創(chuàng)新的應(yīng)用范例:諸如前房視鏡、激光誘導(dǎo)熒光毛細(xì)管、以及人體皮膚模型。 TBt5Nqks- q\<l"b z
oYN"L 生醫(yī)光學(xué)組件 范例 1:前房角鏡 LG:k}z/T %Lh%bqGz 在診斷和治療青光眼的過程中,能否監(jiān)測虹膜和角膜角度是一個關(guān)鍵因素。要量測這個虹膜和角膜內(nèi)表面的夾角,必須使用前房角鏡,通由眼睛的入口處,照亮這些表面,并且能高效率的收集返回的光線。 %/uLyCUZ 一個精確的人眼模型,是進(jìn)行前房角鏡模擬運算中不可或缺的組件。以下圖1所顯示的是以FRED建構(gòu)的人眼前庭部份的構(gòu)造。此一特定的人眼模型,是根據(jù)Smith & Atchison以及Schwiergling所提出的人眼參考模型。此人眼模型的材料性質(zhì),則取材自Tuchin。而所有眼睛的主要組件,也都包含于此模型中,包括:角膜的前方和后方表面、虹膜、晶狀體和水漾液。數(shù)種完整的人眼模型可于FRED安裝后目錄的范例數(shù)據(jù)夾下獲得。 uaO.7QSwN 如果有需要對人眼模型的組件進(jìn)行修改一完整的多參數(shù)匯集的輸入對話窗口能給予使用者有效的定義其特性,如圖2 所示。 q%x i>H.:{ 使用者可以直接在FRED人機(jī)化界面中存取曲率、孔徑、微調(diào)、定位、材質(zhì),散射,鍍膜與中心位置上可視化的對象特性。 Sesdhuy.@ 8e-nzc,] JlnmG<WLT 圖1. LED 模型:人眼的前房部位
gbzBweWF 圖2. FRED的表面特性對話窗口
lC#wh2B6 dXxf{|gk> J+t51B(a 在人眼模型能使用的情況下,下一步將要建構(gòu)前房角鏡頭的模擬。FRED可以輕松的從CodeV、ZEMAX或OSLO匯入所設(shè)計的透鏡。在FRED中經(jīng)由一個簡單的操作,就可以將前房角鏡定位在眼角膜上。FRED對于每個表面,都存在一個局部坐標(biāo)系統(tǒng)。當(dāng)加入任何一個對象時,可以相對地定位于其它的物件。如圖3所示,前房角鏡頭被置于相對于眼角膜的外表面。 4"@;.C""
MU$tX 圖 3. 在任一坐標(biāo)系統(tǒng)定位一個對象.
vCi`htm% 實際上,此前房角鏡是藉由一種表面間的指數(shù)匹配液耦合到角膜上。FRED具有獨特的"膠合"特性,可以很容易地插入這個指數(shù)匹配層。接觸這些表面的操作非常的簡單:進(jìn)入前房角鏡后表面的編輯模式,打開"Gule"的目錄選項,選擇角膜前表面作為"膠合"面,最后選擇要粘合的材料。其操作如圖4所示。圖5為完整的幾何模型。 T*/I4"