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[技術]FRED在生物醫(yī)學的應用（一） [復制鏈接]

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只看樓主倒序閱讀樓主發(fā)表于: 2021-11-24

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里，資深光學工程師借助先進的軟件工具與適時的設計，將這些新技術引進市場。然而Photon Engineering公司堅信其光學工程軟件產(chǎn)品FRED，可以幫助并加快創(chuàng)新的步伐，使生物醫(yī)學界的成員，更能直接、充分地參與這一進步的過程。FRED結(jié)合人機界面(GUI)，可任意建構幾何圖形，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計需求的強大計算引擎之能力。而最能表達呈現(xiàn)FRED與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)相關性的幾個熟悉但創(chuàng)新的應用范例：諸如前房視鏡、激光誘導熒光毛細管、以及人體皮膚模型。

生醫(yī)光學組件范例 1：前房角鏡

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。
一個精確的人眼模型，是進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建構的人眼前庭部份的構造。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。
如果有需要對人眼模型的組件進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。
使用者可以直接在FRED人機化界面中存取曲率、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。

圖1. LED 模型：人眼的前房部位

圖2. FRED的表面特性對話窗口

在人眼模型能使用的情況下，下一步將要建構前房角鏡頭的模擬。FRED可以輕松的從CodeV、ZEMAX或OSLO匯入所設計的透鏡。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系統(tǒng)。當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。


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