Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basierte Methodik zur quantitativen Bewertung von Vorwärts- und Rücklichtlichtstreuung aus Intraokularlinsen

Das übergeordnete Ziel dieses Scanning-Light-Scattering-Profilers besteht darin, die Intensität und Richtungsabhängigkeit des gestreuten Lichts quantitativ zu bewerten, während es durch eine intraokulare Linse tritt. Diese Testmethode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der intraokularen Linsen zu beantworten, beispielsweise, ob ein bestimmtes Design oder Material empfindlicher dafür ist, unerwünschte Lichtstreuung hervorzurufen. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass sie quantitativ ist und zur Erfassung der Richtungsabhängigkeit der Lichtstreuung eingesetzt werden kann.

Ein Testverfahren wird von Claudine Krawczyk, einer technischen Assistentin in meinem Labor, demonstriert. Der experimentelle Aufbau wird auf einer Laborbank zusammengestellt. Im Mittelpunkt steht ein Goniophotometer, das um eine programmierbare 360-Grad-Rotation und eine lineare Translationsstufe herum konstruiert ist.

Der Tisch ruht auf einer Plattform, die Translation- und Neigungsverstellungen ermöglicht. Eine Fotodiode, die am Ende des ausfahrbaren Arms des Tisches montiert ist, dient als Sensor des Goniophotometers. Sie ist auf einer Halterung befestigt, die um mindestens 45 Grad verstellt werden kann, um verschiedene Streuebenen messen zu können.

Konstruieren Sie eine Plattform, um die Intraokularlinse über dem Goniophotometer zu halten. Verwenden Sie drei oder vier zylindrische Stäbe mit einer Länge von 18 Zoll und einem Durchmesser von einem halben Zoll sowie Ständer, um eine 18 Zoll × 18 Zoll große Arbeitsplatte zu stützen. Die Arbeitsplatte dient als Grundlage für ein dreidimensionales Translationsverstellgerät, das unterhalb der Platte angebracht ist.

Als Nächstes beschaffen Sie die Intraokularlinse für das Experiment. Diese multifokale optische Linse dient für diese Demonstration. Beachten Sie, dass die Intraokularlinsen der Struktur festgehalten werden müssen, um sie an ihrem Platz zu halten.

Verwenden Sie diese Strukturen und eine Klemme, um die Linse an der Plattform zu befestigen. Hier ist die Linse angebracht und für die Verwendung im Protokoll bereit. Nutzen Sie eine Laserlichtquelle mit geringer Linienbreite als Lichtquelle für das Goniophotometer.

Wählen Sie ein 10X-infinity-korrigiertes Objektiv, um den Strahl in eine einmodige optische Übertragungsfaser zu fokussieren. Positionieren Sie die Faser im Brennpunkt des Objektivs, um die Lichtquelle zu kollimieren. Platzieren Sie anschließend eine Blendenblende vor der Lichtquelle, um den Durchmesser des Gauß-Strahls einzustellen.

Der Öffnungsdurchmesser sollte einem menschlichen Auge entsprechen, ein bis sechs Millimeter. Richten Sie die Lichtquelle so aus, dass die intraokulare Linse sich direkt davor befindet und die Fokebene der Linse senkrecht zum Strahl verläuft. Der wichtigste Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass die intraokulare Linse korrekt mit der Lichtquelle ausgerichtet ist.

Die intraokulare Linse sollte so ausgerichtet werden, dass das Licht sich nicht ändert, wenn es durch ihre Mitte verläuft. Die intraokulare Ausrichtung kann mithilfe einer Nadellochblende hinter der intraokularen Linse durchgeführt werden, um die Richtungsabhängigkeit der Lichtquelle vor dem Durchgang durch die Linse zu bestimmen. Die Linsenposition kann mit dem Plattformtisch angepasst werden.

Positionieren Sie nun den motorisierten Tisch so, dass seine Drehachse sich direkt unterhalb der intraokularen Linse befindet. Dadurch wird sichergestellt, dass die intraokulare Linse im Zentrum der Trajektorie des Goniophotometers liegt. Verwenden Sie den linearen Translationsarm, um den Abstand zwischen Fotodioden und intraokularer Linse anzupassen, um Signal- und Auflösungsanforderungen auszugleichen.

In diesem Fall beträgt der gewählte Abstand 6,75 Zentimeter. Stellen Sie vor dem Sammeln der Daten sicher, dass die Apparatur für das Experiment konfiguriert ist. Überprüfen Sie, ob der Einfallswinkel des Lichts auf der intraokularen Linse null Grad beträgt.

Als Nächstes richten Sie die Aufmerksamkeit auf die Iris und vergewissern Sie sich, dass die Blendenöffnung einem typischen Irisdurchmesser entspricht. Prüfen Sie außerdem, ob der Abstand von der intraokularen Linse zum Fotodioden sowie der Winkel der Fotodiode korrekt eingestellt sind. Schließen Sie an dieser Stelle die Automatisierung der Datensammlung ab.

Während des Experiments durchläuft der Drehständer eine 360-Grad-Drehung um die Intraokularlinse, um den Fotodioden, sodass Daten unter verschiedenen Winkeln erfasst werden können. Die Winkel-Schrittweite ist eine Eingabe für das Automatisierungsprogramm. Bevor das Experiment durchgeführt wird, muss das Gerät mit einem Behälter mit nicht reflektierender Innenbeschichtung abgedeckt werden, um Lichtzugang zu verhindern.

Stellen Sie sicher, dass eine Öffnung für die Lichtquelle vorhanden ist. Führen Sie das Experiment durch, sobald alle nicht benötigten Lichtquellen ausgeschaltet sind. Es besteht eine direkte Korrelation zwischen dem Strahldurchmesser und der Intensität des gestreuten Lichts in Abhängigkeit vom Drehwinkel.

Für eine mono-fokale Linse sind in diesen Daten zwei Irisblenden dargestellt. Die schwarze Kurve gilt für einen Irisdurchmesser von einem Millimeter. Die rote Kurve gilt für eine Irisblende von 4,64 Millimetern.

Qualitativ ist der Unterschied deutlich. Die Daten ermöglichten eine quantitative Untersuchung der Änderung der Signalintensität. Die Lichtstreuintensität wird ebenfalls durch den Einfallswinkel beeinflusst.

In diesem Diagramm werden Daten für vier verschiedene Einfallswinkel für eine monofokale Linse dargestellt. Wenn der Einfallswinkel zunimmt und sich dem Streifwinkel nähert, steigt die Streuintensität, wie erwartet, da der Großteil des Lichts von der Linse reflektiert wird. Vergleichen Sie die Daten einer monofokalen Linse mit denen einer multifokalen Linse.

Die Daten entsprechen denselben Einfallswinkeln. Beachten Sie die Verbreiterung der multifokalen Peaks mit zunehmendem Einfallswinkel. Der intensivste Peak, bei einem Einfallswinkel von 80 Grad, liegt an der Grenze zwischen vorwärts und rückwärts gestreutem Licht.

Dies könnte als Blendung identifiziert werden. Obwohl dieser Prüfgegenstand zur Untersuchung von Intraokularlinsen entwickelt wurde, hat er eine breitere Wirkung und kann auch zur Prüfung von Kontaktlinsen und anderen optischen Komponenten herangezogen werden. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie das Konzept des Goniophotometers zur quantitativen Bewertung der Lichtstreuung nach dem Durchgang durch Intraokularlinsen umgesetzt werden kann.

Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Lasern äußerst gefährlich sein kann, und Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen einer Schutzbrille sollten stets beachtet werden, wenn das Experiment durchgeführt wird.