Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Er wordt een modelleringsmethode gepresenteerd voor door laser veroorzaakte thermische schade aan het menselijk oog. Het heeft als doel de beoordeling van lasergevaren te verbeteren door een manier te bieden om de schade voor een specifiek bestralingsscenario te berekenen.
Met het toenemende aantal lasertoepassingen in de geneeskunde, defensie en technologie is zowel opzettelijke als onbedoelde blootstelling van het menselijk oog aan laserbronnen een groot probleem geworden. Modelgebaseerde voorspelling van drempels voor netvliesbeschadiging zou meer scenario-specifieke laserveiligheidsbeoordeling mogelijk kunnen maken, vooral voor laserparameters die niet door experimentele gegevens worden behandeld. Idealiter zouden dergelijke modellen de berekening van ED50 (effectieve dosis waarbij de kans op schade 50% is) toestaan, gebaseerd op — onder andere factoren — op golflengte, pulsduur en spotvorm. Dit vereist een gedetailleerd begrip en modellering van alle schaderegimes om de afhankelijkheid tussen de sleutelparameters en het dominante schademechanisme weer te geven.
Dit werk bespreekt de status van deze benadering (hier gevalideerd voor het thermische regime, of simpelweg "in het thermische schaderegime"); Kritieke aspecten die het succes ervan kunnen belemmeren worden benadrukt en potentiële voordelen worden uiteengezet. Deze variëren van verbeterde nauwkeurigheid van laserblootstellingslimieten in oogveiligheidsnormen tot geoptimaliseerde dosimetrie in retinale laserchirurgie tot probabilistische risicobeoordeling voor het gebruik van lasers in buitenomgevingen.
Dit werk beschrijft de ontwikkeling en validatie van een fysiologisch gedetailleerd thermisch schademodel van het menselijk oog. Binnen het thermische letselregime voorspelt het model de evolutie van de netvliestemperatuur en letseldrempels met behulp van een Arrhenius-schadeformulering (vergelijk uitleg in het fotothermische schadegedeelte). Representatieve toepassingen bestrijken alle situaties waarin de voorspelling van oogtemperaturen en schade van belang is. Dit omvat bijvoorbeeld het evalueren van schadedrempels voor gescande retinale bestraling, het begrijpen van het effect van pulse-train additiviteit op schadedrempels, en het....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Sectie 1 beschrijft de algemene stappen die nodig zijn voor het bouwen van modellen, aangezien deze met verschillende softwareopties kunnen worden uitgevoerd. Sectie 2 geeft deze instructies voor het specifieke en voorbeeldige geval waarin Altair Hypermesh (eindige-elementenmodellering en -analyse [FEA] software) en Ansys Fluent (vloeistofsimulatiesoftware) worden gebruikt. Daarnaast is er een aanvullend dossier (Aanvullend dossier 1 17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze sectie toont eerst de verificatie en validatie van het gepresenteerde model. Daarna worden drie voorbeeldige toepassingen getoond.
Verificatie en validatie
In deze sectie wordt het gepresenteerde model eerst geverifieerd door vergelijking met gevestigde thermofysiologische oogmodellen 19,27,28,30,32 om consistentie van de voorspelde temperatuurverdelingen te waarborgen (stationaire situatie).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Binnen het protocol zijn er geen kritieke stappen met betrekking tot het creëren van het model. Cruciaal is de keuze van de maasgrootte en -type in combinatie met de tijdstapgrootte. Een aanpassing van de modelleringstechniek is relevant met betrekking tot het toepassen van andere scanpatronen op het netvlies. Het model zelf mag niet worden aangepast. De techniek is beperkt tot de schaderegimes zoals uitgelegd in de betreffende sectie. De betekenis ligt in de mogelijkheid om schade te vo.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Altair Hypermesh 11.0 | Altair Engineering Inc. | Versie 11 | Mesh creatie en weergave; eindige elementen modellering en analyse [FEA] software |
| Ansys Fluent 14.5 | Ansys Inc. | Versie 14.5 | Thermodynamische solver; vloeistof simulatie software |
| Autodesk Inventor | Autodesk | Versie 16 | 3D mechanische computer-aided design software |
| Hyperview | Altair Engineering Inc. | Versie 11 | computer-aided engineering (CAE) analyse software |
| Optic Studio 13 (Zemax) | Zemax Development Corporation, vandaag is het Ansys Inc. | Versie 13 | Raytracing Software |
| Optocon FOTEMP2 | Optocon | https://comem.com/nl/optocon/ | Spectrometer; Temperatuurmeting van oculaire weefsel |
| Optocon TS2 | Optocon | https://comem.com/nl/optocon/ | Meetsonde; Temperatuurmeting van oculaire weefsel |