Inženýrské výzvy v oboru medicína a biotechnologie
Optika prostupuje moderní medicínou na každé úrovni — od jednoduchého pulzního oxymetru na prstu, přes pokročilé endoskopické a laparoskopické systémy, až po zařízení pro fotodynamickou terapii, laserovou chirurgii a diagnostiku OCT (Optical Coherence Tomography). Každé z těchto zařízení klade jedinečné návrhové požadavky a vyžaduje pochopení toho, jak se světlo šíří v biologické tkáni.
Biologická tkáň je opticky nehomogenní rozptylující prostředí — modelování šíření světla v kůži, krvi nebo nádorové tkáni vyžaduje nástroje založené na Monte Carlo simulacích zohledňujících vícenásobný rozptyl. TracePro nabízí specializované možnosti modelování tissue optics, což z něj činí nástroj volby pro biomedicínské projekty.
Zároveň přesné diagnostické přístroje — spektrometry, fluorescenční mikroskopy, systémy OCT — vyžadují pokročilý návrh zobrazovací optiky s analýzou aberací, MTF a tolerancemi. OSLO je standardním nástrojem pro konstruktéry takových systémů.
Jak náš software podporuje návrh?
| Produkt | Role v této oblasti |
|---|---|
 | Tissue optics, endoskopy, pulzní oxymetry, fotodynamická terapie, UV dezinfekce |
 | Zobrazovací přístroje, mikroskopy, OCT, čočky pro oftalmologickou diagnostiku |
 | Systémy OCT (Optical Coherence Tomography) — simulace interferometrie a detekce signálu |
 | Zdravotnická vlákna v endoskopech a fototerminátorech — analýza módů a útlumu |
Příklad použití: modelování šíření světla v tkáni pro fototerapii
Návrhové předpoklady
Návrh počítá s analýzou šíření světla o vlnové délce 630 nm, používaného ve fotodynamické terapii (PDT), s cílem určit rozložení světelné energie v tkáních a optimalizovat parametry ozařování.
Model tkáně
V simulačním prostředí byl vytvořen vícevrstvý model tkáně zahrnující epidermis, dermis a cílovou tkáň. Každé vrstvě byly přiřazeny odpovídající koeficienty absorpce, rozptylu, anizotropie a indexy lomu, se zohledněním vlastností krve a chorobně změněné tkáně.
Simulace metodou Monte Carlo
Byla provedena simulace šíření desítek milionů fotonů metodou Monte Carlo, která určila rozložení fluence, absorpci energie a hloubku pronikání světla v jednotlivých vrstvách tkáně.
Optimalizace parametrů terapie
Analýza map fluence umožnila výběr parametrů světelného zdroje, jako je výkon, průměr svazku a doba expozice, s cílem dosáhnout odpovídající dávky v cílové oblasti při současném omezení expozice zdravé tkáně.
Ověřený model
Výsledky simulace umožnily posoudit účinnost různých konfigurací ozařování ještě před experimentálními testy, čímž podpořily návrh bezpečnějších a účinnějších postupů fototerapie.
Nejčastější dotazy
Medicína a biotechnologie
Podporuje TracePro modely optických vlastností biologických tkání?
Ano. TracePro podporuje modely tissue optics s parametry absorpce a rozptylu tkání — uživatel může importovat data z literatury nebo vlastních měření a vytvářet vícevrstvé modely odpovídající skutečné struktuře tkáně.
Lze software používat při certifikaci zdravotnických prostředků (IEC 60601)?
Simulace TracePro a OSLO mohou podpořit technickou dokumentaci zdravotnického prostředku a ověření optického návrhu. Rozhodnutí o metodice validace v souladu s IEC 60601-2 je třeba učinit s inženýrem kvality — náš inženýr může poradit s využitím simulace v tomto procesu.
Je OSLO vhodné pro návrh nitroočních čoček (IOL)?
Ano. OSLO se běžně používá pro návrh a analýzu nitroočních čoček, včetně asférických, torických a multifokálních čoček, se zohledněním modelů oka (např. model Navarro nebo Liou-Brennan).
Máte specifickou výzvu v tomto oboru?
Náš inženýr odpoví do 1 pracovního dne, poradí s nástroji a licenčními možnostmi.
Poslat dotaz inženýroviHledáte software TracePro?
Získejte 14-30denní zkušební verzi a vyzkoušejte TracePro s plnou technickou podporou během vašeho aktuálního projektu.
Získat zkušební verzi TracePro