Eşik Tahmini ve Olasılıksal Risk Değerlendirmesi için Retina Hasarının Modellenmesi

Özet

İnsan gözünde lazerle indüklenen termal hasar için bir modelleme yaklaşımı sunulmaktadır. Belirli bir radyasyon senaryosu için hasarı hesaplama aracı sunarak lazer bazlı tehlikelerin değerlendirilmesini iyileştirmeyi amaçlar.

Özet

Tıp, savunma ve teknolojide lazer uygulamalarının sayısının artmasıyla birlikte, insan gözünün hem kasıtlı hem de kazara lazer kaynaklarına maruz kalması büyük bir endişe haline gelmiştir. Retina hasar eşiklerinin model tabanlı tahmini, özellikle deneysel verilerde kapsatılmayan lazer parametreleri için daha senaryoya özel lazer güvenlik değerlendirmesi mümkün olabilir. İdeal olarak, bu modeller dalga boyun, darbe süresi ve nokta şekline dayanarak ED50 (hasar olasılığı %50 olan etkili doz) değerlerinin hesaplanmasına olanak tanır. Bu, tüm hasar rejimlerinin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını ve modellenmesini gerektirir; böylece ana parametreler ile baskın hasar mekanizması arasındaki bağımlılığı yansıtır.

Bu çalışma, bu yaklaşımın durumunu tartışmaktadır (burada termal rejim için doğrulanmıştır veya sadece "termal hasar rejiminde"); Başarısını engelleyebilecek kritik unsurlar vurgulanır ve potansiyel faydalar ortaya çıkarılır. Bunlar göz güvenliği standartlarında lazer maruz kalma sınırlarının iyileştirilmiş doğruluğundan, retinal lazer cerrahisinde optimize edilmiş dozimetriye, lazerlerin dış ortamlarda kullanımı için olasılıksal risk değerlendirmesine kadar uzanır.

Giriş

Bu çalışma, insan gözünün fizyolojik olarak ayrıntılı termal hasar modelinin geliştirilmesi ve doğrulanmasını açıklar. Termal hasar rejimi içinde, model Arrhenius hasar formülasyonu kullanarak retina sıcaklık evrimini ve yaralanma eşiklerini öngörür (fototermal hasar bölümündeki açıklamaya bakabilirsiniz). Temsilci uygulamalar, göz sıcaklıkları ve hasar tahmininin ilgi çekici olduğu tüm durumları kapsar. Bu, örneğin taramalı retina ışınlanması için hasar eşiklerinin değerlendirilmesini, darbe treni ekinin hasar eşikleri üzerindeki etkisini anlamayı ve hesaplanan eşikleri lazer güvenlik standardındaki güvenlik sınırlarıyla karşılaştırmayı içerir. Termal rejim dışında, değerlendirilen mevcut modelleme yaklaşımları sunulmakta ve çerçevenin ek hasar mekanizmalarına genişletilmesi için bir yol haritası sunulmaktadır.

Burada sunulan çalışmalar, lazer ışınının neden olduğu retina hasarının modellemesi ve dolayısıyla tahmin edilmesi ile ilgilidir. Kritik doz, teoride, insan retinasına benzer hayvan retinalarıyla yapılan deneylerle her zaman belirlenebilirken, deney yapmadan hasarı tahmin etmeye güçlü bir ihtiyaç vardır. Lazer parametre alanı (dalga boyunları, darbe süreleri ve tekrar oranları) çok geniştir, bu da her yeni parametre seti için aşırı sayıda hayvan deneyi gerektirmektedir. Ayrıca, uzun radyasyon süreleri için retina kan akışı da göz önünde bulundurulmalıdır; bu da in vivo deneyler gerektirir. Sonuç olarak, lazerin göz ile etkileşimini modellemek tek gerçekçi yol gibi görünüyor.

Hasar mekanizmalarının ve dolayısıyla hasar eşiklerinin (ED50 vekili olarak kullanılabileceği) ayrıntılı bir şekilde anlaşılması gerekliliği, göz güvenliği standardının (IEC 60825 veya ANSI Z136.1) durumuyla da bağlantılıdır. Standart, dalga boyları, darbe süreleri, tekrar desenleri ve nokta boyutlarının tam aralığını ele almak zorunda olduğundan, belirsizliği hesaba katmak için basitleştirici varsayımları, enterpolasyonları ve muhafazakar güvenlik faktörlerini zorunlu olarak içermelidir. Yalnızca sınırlı sayıda ED50 değeri — esas olarak insan dışı primat çalışmalarından türetilen — mevcut olduğundan, kapsamlı MPE (maksimum izin verilen maruziyet) sınırları belirlemek için interpolasyon gereklidir. Bu yaklaşım geniş ve pratik uygulanabilirlik sağlasa da, hasar süreçlerinin ayrıntılı mekanik anlayışı ve modellenmesine dayanan bir çerçeve, lazer güvenlik standardı hakkında detaylı bilgi olmadan fiziksel şeffaflık, senaryoya özgü doğruluk ve uygulanabilirlik açısından net avantajlar sunar.

Örneğin, darbeli ve taramalı lazerler darbeli kaynak olarak değerlendirilir, ancak retinal tarama ek zamansal ve mekansal etkiler getirir. Güvenlik sınırlarının türetilmesinde taramanın uygun şekilde ele alınması, son on yıldır toplumda sürekli tartışma konusu olmuştur. Teknolojik gelişmeleri yansıtacak düzenli güncellemeler olsa bile, standardın yeni lazer sistemlerinin her karmaşık konfigürasyonunu yeni parametre setleriyle basitleştirmeler ve muhafazakar güvenlik faktörleri olmadan kapsaması mümkün değildir. Sonuç olarak, yorum alanı kalır; bu da güvenlik değerlendirmesinde tutarsızlıklara veya hatalara yol açabilir.

Fizik temelli bir modelleme yaklaşımı, enterpolasyon ve muhafazakar marjlara olan bağımlılığı önemli ölçüde azaltabilir ve standardın karmaşık senaryolara uygulanabilirliğini genişletebilir. Bu tür modellerin geliştirilmesi ve doğrulanması, altta yatan hasar mekanizmalarının daha derin bir şekilde anlaşılmasıyla doğrudan bağlantılı olduğundan, ortaya çıkan içgörüler, mevcut ED50 verilerinden MPE değerlerinin daha şeffaf ve fiziksel temelli türetilmesini de destekleyebilir.

Uzun vadede, göz güvenliği değerlendirmesi entegre ve kullan bir modelleme çerçevesi ile kolaylaştırılabilir. Böyle bir araç, ilgili sistem parametreleriyle veya doğrudan bir optik tasarım dosyası (örneğin, Zemax modeli) ile sağlanabilir; bu dosya genellikle ürün geliştirme sırasında kullanılabilir ve böylece tutarlı ve senaryoya özel güvenlik değerlendirmesi mümkün^{olur 1}.

Bir diğer uygulama alanı ise, örneğin dronlara karşı koymak için büyüyen yüksek enerjili lazerler (HEL) alanıdır. Burada zorluk çoğunlukla hedeflerden, özellikle metalik hedeflerden gelen lazer yansımalarında, hızlı ve rastgele değişebilen ve askeri personel ile siviller için tehlike^{oluşturabilen 2,3}. Bu rastgele, deterministik olmayan durum yeterli bir değerlendirme mekanizması gerektirir – genellikle olasılıksal bir yaklaşım kullanılır. Bu yaklaşım, belirli radyasyon durumlarının (yoğunluk, pozlama süresi, dalga boyu) meydana gelmesiyle ilgili ifadeler oluşturur ve bunların yine de hasar olasılığına çevrilmesi gerekir. Burada, bu çalışmada tartışılan hasar modellemesi, olasılıksal senaryoları hasar olasılığına çevirerek farkı kapatabilir.

Hasar mekanizmalarının ilkelerini ayrıntılı olarak anlamak ve bunları yazılım modelinde taklit etmek, deneyler yapmak yerine hasar eşiklerini belirlemenin doğrudan bir yoludur. Nabız süresine bağlı olarak, retina hasarı farklı lazer-doku etkileşim mekanizmalarıyla gerçekleşir (Şekil 1)4,5,6,7:

Şekil 1: Hasar mekanizmalarının genel görünümü. Hasar mekanizmasının türü, maruz kalma süresi ve ışıklandırmaya bağlıdır. Kısa darbe sürelerinde çok yüksek ışıklandırmadan kaynaklanan fotomekanik hasardan, uzun süre boyunca düşük ışıklandırmadan kaynaklanan fotokimyasal hasara kadar değişir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Fotomekanik arıza (^10-12–^10-6 s, 10¹⁰–10¹⁶ W/^{cm 2}):
Foto bozulma: Ultra kısa ve nanosaniye darbe sürelerinde ve çok yüksek ışıklandırmalarda, doğrusal olmayan absorpsiyon optik çöküşü başlatır. Serbest elektronlar ve iyonlardan oluşan yoğun bir plazma oluşur, patlayıcı şekilde genişler ve güçlü şok dalgaları üretir. Fotobozulma olarak adlandırılan bu süreç, dokuyu mekanik olarak minimum toplu ısıtmayla parçalar ve zayıf emilen^{alanlarda bile keskin tanımlanmış lezyonlar oluşturur} 4,8,9,10.

Plazma kaynaklı ablasyon: ns–μs aralığında çok yüksek ışıklandırmada plazma yine baskın olur. Burada doku çıkarımı sadece şok dalgalarıyla değil, aynı zamanda plazma genleşmesi ve patlayıcı ablasyon ile de gerçekleşir. Bu mekanizma plazma kaynaklı ablasyon olarak bilinir ve önemli madde^{atılımı 4,11} üretir.

Fotoablasyon (≈ 10^⁻9–10⁻⁶ sn; ≈ 10⁷–10¹⁰ W/^{cm 2}):
Nanosaniyenin üzerindeki ve mikrosaniye aralığının altında olan darbe sürelerinde fotoablasyon gerçekleşir. Bu süreçte, moleküler bağlar doğrudan ışınlama tarafından kırılır. Bu yöntem, örneğin, korneanın yeniden şekillendirilmesiyle göz kırılma hatalarını düzeltmek için kullanılır (sözde LASIK yöntemi). Genellikle, fotoablatif prosedürler plazma oluşumunun henüz gerçekleşmediği güç^{aralığında uygulanır 4,11}.

Termomekanik hasar (≈ ^10-9 – ^10-6 saniye; ≈ 10⁶ – 10⁸ W/^{cm 2}):
Pigmentli göz dokularında, ns–μs aralığındaki melanozomların güçlü emilimi hızlı aşırı ısınmaya neden olabilir. Melanosom yüzeyi 150 °C'≈ye ulaştığında, mikro kabarcıklar^12,13 °C'ye çekirdeklenir. Genişleme ve çökme, retinal pigment epitelini (RPE) zedeleten mekanik stres dalgaları oluşturur. Bu termomekanik mekanizma, fotoablasyon ile termal hasar arasındaki boşluğu kapatır: plazma kaynaklı değildir, mekanik geçişleri yerel ısıtmaya bağlı olarak kullanır. Eşikler, melanozom boyutuna, şekline, yönelimine ve yerel aydınlatmaya^{bağlıdır 4,11}.

Fototermal hasar (≈ 1 μs–60 s; ≈ 10–10⁶ W/^{cm 2}):
Mikrosaniyelerden saniyelere kadar doku ısınması baskındır. Enerji birikintisi sıcaklığı yükseltir, önce protein denatürasyonuna ve daha yüksek maruziyetlerde koagülatif nekroz ve karbonlaşmaya yol açar. Literatürdeki sınırlar farklıdır: Niemz⁴ 1 μs – 60 s, Zuclich¹⁴ 10 μs–60 s alıntı yapar. Yaklaşık karşılıklılık (~1–1000 J/^{cm 2}) ile geçerlidir; çok kısa darbeler (sınırlı ısı difüzyon) ve çok uzun darbeler (perfüzyon ile artırılmış soğutma) için sapmalar ^{vardır.4,6,15}.

Sunulan çalışmadaki termal hasarın modellenmesi, Arrhenius integraline dayanır ve bu tür tanımlanır:

(1)

τ pozlama süresini, E_a aktivasyon enerjisini, R evrensel gaz sabitini, T maruziyet sırasında sıcaklığı ve A önüsal ölçeklendirme faktörünü gösterirken, bu çalışmada uygulanan parametreler A = 1.3 × 10⁹⁹ s⁻¹ ve E = 628 kJ/mol^15'dir. Ω = 1 koşulu doku hasarının başlangıcını göstermek için alınır. Temel modelin kapsamlı bir tartışması için önceki bir yayına^{bakabilirsiniz 4}.

Fotokimyasal hasar (≈ 10 saniye – 10⁴ saniye; ≈ 10⁻³ – 10² V/cm²):
Düşük ışıklandırmalarda uzun süreli pozlamalarda, fotopigment ağartması veya reaktif oksijen türleri (ROS) aracılı yollar gibi kümülatif fotokimyasal reaksiyonlar baskındır. 10 s⁶ (veya 1 s⁴) üzerindeki maruz kalma sürelerinde görülürler. Dolayısıyla, hem termal hem de fotokimyasal hasarın aynı anda gerçekleşebileceği ara bir aralık^{vardır 16}. Kronik düşük seviyeli mavi ışık tehlikesi tipik bir örnektir.

Protokol

Bölüm 1, model oluşturma için gerekli olan genel adımları tanımlar; çünkü bunlar çeşitli yazılım seçenekleriyle gerçekleştirilebilir. Bölüm 2, Altair Hypermesh (sonlu eleman modelleme ve analiz [FEA] yazılımı) ve Ansys Fluent (akışkan simülasyon yazılımı) kullanıldığı özel ve örnek durum için bu talimatları verir. Ayrıca, ek bir dosya (Ek Dosya 1 17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33 ^,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45) sunulmuştur; bu örnek modelleme yaklaşımını tanımlar ve teorik arka planı adımsız bir şekilde verir (Şekil 1 - F figür 5, Tablo 1 - Tablo 3).

1. Modelleme yaklaşımının uygulanması – Genel prosedürel adımlar

1. Yukarıda açıklandığı geometriye göre bir 3D model oluşturun.
   1. Bu çalışmada, Ek Dosya 1'de tanımlanan parametrelere göre geometriyi 3D mekanik bilgisayar destekli tasarım yazılımında (Sürüm 16) oluşturmaktır.
2. Göz tüm parçalarının özellikleri ve uzantılarına göre hacim mesh'i oluşturun, Ek Dosya 1'e göre.
   1. FEA analiz yazılımı (Sürüm 11) ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) analiz yazılımı (Sürüm 11) ile mesh ve son işlem gerçekleştirin. Model, 761.766 tetrahedral elemandan oluşmaktadır. Mesh hücrelerinin boyutları 37 μm ile 491 μm arasındadır.
      NOT: Daha kaba bir ağ oluşturma hesaplama hatalarına/sapmalarına yol açar. Daha fazla hücre sayısı her zaman mümkündür, ancak bu hesaplama süresini artırır. Bu ağ, boyut bağımsız olduğu kanıtlandı; eleman boyutunun daha fazla geliştirilmesi hesaplamalarda önemsiz farklara yol açtı.
   2. Makul hesaplama sürelerini korumak için bu ağı kullanın ve yalnızca belirli bölgeler daha ince çözünürlük gerektiriyorsa benimseyin. Buna göre, protokolün ilerleyen bölümlerinde belirtildiği ve gerektiği gibi, RPE katmanında emilimi mümkün kılmak için retinayı minimum 5 μm özellik boyutuyla yeniden örün.
      NOT: Şekil 2 , retinayı görünür kılmak için gizli bir vitreuz ile mesh örneği bir görüntüsünü göstermektedir.
3. Sınır koşullarını entegre edin.
   1. Sklerada, yalnızca iletkenlik sınır katsayısı h_scl = 20 W/^{m 2}K ve yukarıda ayrıntılı olarak türetilen korneal değeri h'corn,1 = 14,21 W/^{m 2}K kullanın. Bu değerleri, sırasıyla sklera ve korneayı temsil eden yüzeyin sınır koşullarını tanımlamak için kullanın.
4. Kan akışını uygula.
   NOT: Bu alan, her mesh hücresinde akış yönü ve büyüklüğü sağlar ve enerji denklemine adveksiyon ekler.
   1. Aşağıda belirtilen inşaat adımlarını takip edin:
      1. Fizyolojik giriş/çıkışları belirtin—irisin ana arteriyel çemberinden ön giriş ve kısa siliar arterlerden arka giriş, vorteks damarlar üzerinden venöz drenaj.
      2. Ortaya çıkan akış alanını hesaplayın.
      3. Tüm yerel hızları Peyman^45'e göre tutarak, akışkan simülasyon yazılımı kullanıcı tanımlı fonksiyonu (UDF) ile uygulanan yönleri koruyarak eşit bir 5 mm olarak yeniden ölçeklendirin. Sonuç olarak, koroid boyunca sabit büyüklükte yön doğrusu bir hız alanı ortaya çıkar.
5. Sıcaklık dağılımını hesaplayın.
   1. Sıcaklık hesaplamasına, lazer ışınının zamana bağlı konumları ve şekillerinin tanımıyla başlayın. Retinada (veya genel olarak göz içinde) bu zaman değişkeni pozisyonlarını elde etmek için, termodinamik modelle paralel olarak göz ışın izleme yazılımı kullanın.
      NOT: Değerlendirilen lazer sisteminin ışın izleme yazılımı modellemesine dayanarak, bu yaklaşım lazer nokta konumlarının ve şekillerinin zamansal evrimini sağlar. Bu çalışmada erişilebilirlik için detaylı açıklanmamış, ancak daha önce ^1,18'de açıklanmıştır.
   2. Hesaplanan nokta konumları ve şekilleri, ilgili lazer gücü atanmış ağ hücrelerinin ilgili bölümlerine zamanla haritalandırın.
   3. Bu verileri bir UDF aracılığıyla akışkan simülasyon yazılımına aktarın ve UDF döngüsel olarak işlenir. UDF, ilgili mesh hücrelerini belirler ve ilgili ışınlanma süresi için belirtilen lazer gücüne göre bir enerji kaynağı terimi ekler. Hem sürekli dalga (cw) hem de darbeli ışınlanmayı, ayrıca statik veya zamana bağlı ışın hareketlerini ele alın.
   4. Her pozisyon için, verilen lazer dalga boyunda emilim katsayısı kullanılarak emilen enerjiyi hesaplayın ve paralel olarak ısıtılan etkilenen mesh hücrelerine atayın.
      NOT: Örneğin, 532 nm dalga boyunda radyasyon için, 5^{μm 7} kalınlıktaki RPE'de %51 emilim gerçekleşir; Şekil 3'te gösterildiği gibi. Bruch^{membranı 7,46} içinde emilim gerçekleşmez. Kalan lazer enerjisi, Lambert-Beer yasasına göre 100 μm kalınlığında olduğu ve soğurma katsayısı⁷ α_Ch = 270 ^cm-1 olduğu varsayılan koroidde azalır. UDF, her mesh hücrenin kalınlığı boyunca emilen enerjiyi hesaplar ve bu değeri hücreye atar. Korneadan retinaya iletim için %20 değeri^{uygulanır 7}. Lazer dalga boyunda bir değişiklik, korneadan retinaya soğurma katsayısı ve iletim ile kolayca uyarlanarak sağlanabilir.
   5. Ayrıca, tek bir zaman adımının süresini tanımlayın, çünkü nokta şekli verileri (ışın izleme modelinden veya işıntizleme modeli olmadan doğrudan UDF'de tanımlanan) yalnızca zamansal ölçek olmadan işıtlanma dizisini tanımlar.
   6. Hesaplamayı hızlandırmak için, ışınlanmayan tüm aralıkları bir araya getirin ve buna göre daha büyük bir zaman adımı atanın, çünkü burada ince zamansal çözüm gerekmez.
      NOT: Bu ayarlar uygulandıktan sonra, çözücü gözün zamansal termal tepkisini hesaplayabilir. Mevcut model yalnızca ısı iletimi ve kan akışının dikkate alınmasını gerektirdiğinden, çözücü ilgili diferansiyel denklemleri çözmekten geçerli. Örnek kullanıcı tanımlı fonksiyonlar için Ek Dosya 2'ye bakınız.
6. Zararları hesaplayın.
   1. Termal yanıta dayalı bir hasar eşiği çıkarmak için, C++ tabanlı bir araç kullanarak Fluent sonuç dosyasından hesaplanan sıcaklık değerlerini çıkarın (ayrıntılar ve kod listeleri^{için 1,18'e} bakınız).
   2. Arrhenius integral yaklaşımını takip ederek, bu sıcaklıklardan bireysel mesh hücrelerinin Arrhenius değerlerini hesaplayın ve bunları sonradan işleme yazılımıyla uyumlu bir formatta saklayın. Bu, analiz sırasında sıcaklık değerleri ile hasar olasılıkları arasında pratik geçiş yapılmasını sağlar.
   3. Son olarak, her mesh hücresi için ikili hasar sonucu (evet/hayır) alın. Arrhenius integral⁴ için evet/hayır sınıflandırmasını 1 eşik değeriyle belirleyin. Bu hasar eşiğini farklı giriş güçlerini sabit bir radyasyon süresi için test ederek yinelemeli olarak belirleyin.
7. Çözüm-zaman adımı boyutunu ayarlayın.
   1. Çözümleyici olarak sıvı simülasyon yazılımını (Sürüm 14.5) kullanın, sonlu hacim yöntemi kullanılır. Adım boyutu, kararlı simülasyon koşulları oluşturmak için mesh hücrelerinin boyutuna oranı tanımlayan Courant-Friedrichs-Lewy koşulunu karşılamalıdır.
   2. Ayrıca, adım boyutunu adım adım azaltın, ta ki sonuç adım boyutuna değişmez hale gelene kadar. Örneğin, 1 ms ve 100 ms ile 10 saniyeye kadar zaman adımları olan hesaplamalarda sıcaklık değişimleri %<1 olarak bulundu.

Şekil 2: Kesim ağı (camlı humoru maskelenmiş şekilde). Şekil, sklera (beyaz), koroid (kırmızı), retina (sarı), lens (beyaz), iris (yeşil) ve sulu humor (mavi)¹⁸ olarak gösterilmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Okulyar fundus'taki emilimi özellikleri. RPE içinde, 532 nm lazer radyasyonunun %51'i emilmiştir; Bruch membranında emilim olmaz ve koroid Lambert-Beer^{davranışı 18'e} göre modellenmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

2. Örnek – Belirli adımlar

1. Yukarıda açıklandığı geometriye göre bir 3D model oluşturun.
   NOT: 3D model, Ek Tablo 1'de listelenen tüm öğeler için nesneler oluşturularak oluşturulur. Örneğin, bu adımlar skleraya götürür.
   1. Yeni bir parça dosyası (.ipt) oluşturun.
   2. XY düzleminde 2D bir eskiz başlat.
   3. Yatay bir inşaat çizgisi çizin (bu dönüş ekseni olacak).
   4. Dış yüzey için 12 mm yarıçaplı bir yay çizin.
   5. Merkezde (arka kutupta), dış yaydan 0,99 mm iç içeye doğru bir nokta oluşturulur.
   6. Bu noktadan itibaren iç yüzey eğrisini çizin.
   7. Limbus'ta, iç ve dış yüzey arasındaki mesafeyi 0,75 mm olarak ayarlayın.
   8. Kenarda iç ve dış eğrileri birleştirerek kapalı bir profil oluşturun.
   9. 3D modeli seçin > dön.
   10. Surface seçin ve onaylayın.
2. Hacim ağı oluşturun.
   NOT: Mesh 3D nesneye göre oluşturulur. İşte mesh için bir örnek:
   1. 3D mekanik bilgisayar destekli tasarım yazılımında oluşturulan 3D modeli içe aktarın.
   2. Nesnenin yüzeyine tıklayarak mesh edilir, örneğin skleranı.
   3. Önce yüzeyleri mesh edin – bu arayüzde Mesh'e tıklayın, yüzeye tıklandığında bu arayüz görünür. Arayüzde sörf seçeneğini ve otomatik adaptif ağ seçmeyi seç.
   4. 3D mesh (nesneyi tanımlayan) yüzey ağlarına dayanır. Oluşturmak için yüzeyleri seçin ve sol üst menüden tıklayın: Mesh > Create > Solid Map Mesh.
   5. Şimdi bir arayüz beliriyor. Tık ağı kullanın.
3. Sınır koşullarını entegre edin.
   NOT: Sınır koşulları sklera ve kornea için tanımlanmalıdır, çünkü bu yüzeyler çevre dünyayla temas halindedir. Bu örnek sklera içindir:
   1. BCs > üst menüden Analysi'lere gidin > > Kısıtlamalar (veya Yüklemeler) oluşturun.
   2. Varlık tipi yüzeyleri seçin ve menüden sklerayı seçin.
   3. Aynı panelde, değer giriş alanlarını bulun ve değeri doğrudan büyüklük alanına girin.
   4. Sınır koşulu atamak için oluştur tuşuna tıklayın.
4. Kan akışını uygula.
   1. - Ön giriş (irisin ana arteriyel çemberi), arka giriş (kısa siliyer arterler) ve çıkış (vorteks venler) için yüzeyler tanımlanır.
   2. Bu yüzeyler için sınır koşulları atayın.
   3. Analiz > BC'lere tıklayın > > yük oluşturun.
   4. Giriş yüzeylerini seçin > hız yönü vektörleri (yaklaşık fizyolojik yönler) atasın.
   5. Çıkış yüzeylerini seçin > basınç çıkışı (veya çözücü kurulumuna bağlı olarak sıfır kısıtlama) atayın.
   6. Modeli akışkan simülasyon yazılımına aktarın – akış vektörünün uzunluğu burada uyarlanacaktır.
   7. Sıvı simülasyon yazılımındaki ek cihazdan ScaleVelocity UDF kullanılarak vektörün uzunluğunu uyarlayabilirsiniz (UDF, akışkan simülasyon yazılımına yüklenen standart bir formattır).
5. Sıcaklık dağılımını hesaplayın (Set Solver).
   NOT: Aşağıdaki gibi sıcaklıkları hesaplamak için sıvı simülasyon yazılımını kullanın ve CAE analiz yazılımı tarafından okunabilecek bir dosya formatında kaydedin.
   1. File > Read > mesh > mesh > mesh > kontrol et.
   2. Genel > Çözücü: Basınç Tabanlı > Zaman: Geçici.
   3. Modellere tıklayın > enerji > > ONAY'ı etkinleştirin.
   4. Malzemelere tıklayın > ρ, p, kρ > Hücre Bölgesi Koşullarını tanımlayın > tüm bölgelere materyal atayın.
   5. Sınır Koşullarına tıklayın > termal BC'leri (kornea, skler, çevre) tanımlayın.
   6. Çözüm başlatma > başlatma düğmesine tıklayın.
   7. Hesaplamayı Çalıştır > Zaman Adım Boyutu + Adım Sayısı + Adım başına Yineleme sayısını ayarlayın.
   8. Hesaplamayı çalıştır > hesapla.
   9. Dosya > Çözüm Verilerini Dışa Aktar > tıklayın... > Dosya Türü: Ensight Gold > Sıcaklık'ı seçin > bölgeleri seçin > Yaz.
6. Hasarı hesaplayın.
   1. AddingArrhenius.exe (Ek Dosya 3 ve Ek Dosya 4) sıcaklıkları içeren FEA analiz yazılımı dosyalarıyla aynı klasörden çalıştırın. FEA analiz yazılım dosyalarında saklanan sıcaklıklara dayalı Arrhenius integralının basit bir hesaplamasını içerir.

Sonuçlar

Bu bölüm, sunulan modelin doğrulama ve doğrulamasını ilk olarak gösterir. Sonrasında üç örnek uygulama gösterilir.

Doğrulama ve doğrulama
Bu bölümde, sunulan model ilk olarak tahmin edilen sıcaklık dağılımlarının tutarlılığını sağlamak için belirlenmiş termo-fizyolojik^{göz modelleri} 19,27,28,30,32 ile karşılaştırılarak doğrulanır (sabit durum).^...

Tartışma

Protokol içinde, modelin oluşturulmasıyla ilgili kritik adımlar yoktur. Kritik olan, mesh boyutu ve tipinin zaman adımı boyutuyla birlikte seçilmesidir. Modelleme tekniğinin bir değişikliği, retinada diğer tarama desenlerinin kullanılması açısından önemlidir. Modelin kendisi değiştirilmemelidir. Teknik, ilgili bölümde açıklanan hasar rejimleriyle sınırlıdır. Önemi, hayvan deneyleri olmadan hasar tahmini yapılabilme olasılığında yatmaktadır. Gelecek en önemli uygulamalardan biri, HEL içer...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Altair Hypermesh 11.0	Altair Engineering Inc.	Sürüm 11	Mesh oluşturma ve görüntüleme; sonlu eleman modelleme ve analiz [FEA] yazılımı
Ansys Fluent 14.5	Ansys Inc.	Sürüm 14.5	Termodinamik çözücü; sıvı simülasyon yazılımı
Autodesk Inventor	Autodesk	Sürüm 16	3D mekanik bilgisayar destekli tasarım yazılımı
Hyperview	Altair Engineering Inc.	Sürüm 11	bilgisayar destekli mühendislik (CAE) analiz yazılımı
Optic Studio 13 (Zemax)	Zemax Development Corporation, bugün Ansys Inc.	Sürüm 13	Işın İzleme Yazılımı
Optocon FOTEMP2	Optocon	https://comem.com/en/optocon/	Spektrometre; Oküler doku sıcaklık ölçümü
Optocon TS2	Optocon	https://comem.com/en/optocon/	Ölçüm probu; Oküler doku sıcaklık ölçümü