Summary
פרוטוקול זה מתאר את האור סריקה פיזור Profiler (SLSP) המאפשר הערכה זווית מלא זווית של פיזור קדימה ואחורה של אור מן עדשות תוך עינית (IOLs) באמצעות עקרונות goniophotometer.
Abstract
מתודולוגיית אור הסריקה המתפצלת (SLSP) פותחה עבור הערכה כמותית של זווית מלאה של פיזור אור קדימה ואחורה מתוך עדשות תוך עינית (IOLs) תוך שימוש בעקרונות goniophotometer. פרוטוקול זה מתאר את פלטפורמת SLSP וכיצד היא מעסיקה חיישן photodetector 360 מעלות סיבוב כי הוא סרק סביב מדגם IOL תוך הקלטת עוצמת ומיקום האור מפוזרים כפי שהוא עובר דרך המדיום IOL. פלטפורמת ה- SLSP יכולה לשמש לחיזוי, באופן לא קליני, את הנטייה לעיצובים וחומרים IOL חדשים וחדשניים כדי לעורר פיזור אור. הערכה לא קלינית של תכונות פיזור אור של IOLs יכולה להפחית באופן משמעותי את מספר התלונות של המטופל הקשורות מבריק לא רצוי, מבריק, פגמים אופטיים, איכות התמונה ירודה, ותופעות אחרות הקשורות התפוצצות אור לא מכוונת. מחקרים עתידיים צריך להתבצע כדי לתאם נתונים SLSP עם תוצאות קליניות כדי לסייע בזיהויאשר מדוד פיזור האור הוא בעייתי ביותר עבור חולים שעברו ניתוח קטרקט לאחר השתלת IOL.
Introduction
שיטת הסריקה של פרופילי האור הסורקים (SLSP) הוצגה לראשונה כדי לענות על הצורך להעריך באופן כמותי מאפייני פיזור אור של עדשות תוך-עיניות (IOL) במסגרת לא קלינית 1 . פיתוח מתודולוגיית בדיקה להערכת נטיות פיזור האור של עיצובים וחומרים IOL הוא בעל עניין משמעותי כדי לסייע בזיהוי בעיות פיזור אור לא רצויות. פיזור אור מדווח בדרך כלל על ידי המטופלים ונצפה בוהק, נוצץ, פגמים אופטיים, וצורות אחרות של dysphotopsia 2 , המוליכות לעיתים למטופל המבקש את ה- IOL. בנוסף dysphotopsia, מפוזר אור מפחית את כמות האור בליסטי, וכתוצאה מכך איכות התמונה הכוללת נמוכה יותר 3 . פיתוח התקן אשר יכול להעריך באופן קליני את הפוטנציאל IOL כדי לפזר את האור הנכנס (ומאוחר יותר בקורלציה עם תוצאות קליניות דיווח) גלהיות שימושי.
הערכת התכונות האופטיות של IOLs (העדשה ששימשה להחלפת העדשה הגבישית האנושית לאחר ניתוח קטרקט) היא בעלת עניין מיוחד שכן היא המכשיר הרפואי המושתל הנפוץ ביותר בעולם (כמעט 20 מיליון בשנה) 4 וארצות הברית (מעל 3) מיליון בשנה) 5 . כתוצאה מכך, אפילו אחוז קטן מהחולים המדווחים dysphotopsia עשויים להיות בעלי השפעה גדולה. בנוסף, שיפור מהיר בטכנולוגיות ( למשל , עיצובים IOL חדשים, חומרים ויכולות אופטיות) יש פוטנציאל להגביר את החששות הקשורים פיזור האור. לדוגמה, IOLs multifocal נועדו לשפר את הראייה החזותית הקרובה והרחוקה על ידי תכנון עדשות המשתמשות בשיקוף ועקרונות אופטיים. למרות מוצלח מאוד, עדשות אלה נמצאו גם כדי להגדיל את כמות הילות דיווחו בוהק, קשור במידה רבה עם פיזור האור 6
מספר ניסיונות מעבדה לא קליניים מנסים לחזות dysphotopsia מאור מפוזר כאשר הוא עובר דרך IOLs 7 . לדוגמה, מחקר זיהה כי IOLics IOL (הזרועות של IOL המשמש להגדיר אותו במקום) ואת הקצה של IOLs נוטים לגרום כמות גדולה של זוהר נצץ אור מפוזרים 8 . שיטה אחת, שיטה פוטוגרפית בליסטית - פוטון, הסירה שיטת אינטגרציה-כדור (BRIM), הוכנסה למדוד כמותית את כמות האור הלא-בליסטי הכולל לאחר שעבר את IOL 9 . עם זאת, טכניקה זו רגישה במיוחד נועד למדוד את העוצמה הכוללת של האור מפוזרים והוא אינו מסוגל לזהות כיווניות של האור מפוזרים. תוכנת הדמיה מחשב ניתן להשתמש עם העיניים מודל כדי לסייע לחזות את האינטנסיביות ואת כיווניות של פיזור אור מתוך IOL עיצובים שונים וחומרים. לדוגמה, הנטייה של קצה IOL כדי לגרום lighT פיזור היה מדומה כדי לזהות עיצובים שיגבילו את כמות האור מפוזרים 10 . יתר על כן, סימולציות מחשב המאגדות את תיאוריית הפיזור של Mie אישרו כי פיזור אור מוגבר יכול להפחית את פונקציית העברת המודול (MTF) של ה- IOL (מתאם ישיר לאיכות התמונה). למרות בדיקות מועילות, ספסל אמיתי יהיה צורך לאמת סימולציות אלה חזוי.
כדי לאמת סימולציות ניבוי מבחן הספסל הוא הכרחי כי הוא מסוגל להעריך הערכה כמותית שתי צורות שונות של אור מפוזרים, קדימה מפוזרים לאחור מפוזרים אור. אמנם לא מקור של dysphotopsia, אור מפוזר לאחור (אור מתפזר מן העין) הוא גורם לצמצום איכות התמונה, כמו פחות אור עובר IOL להגיע בסופו של דבר הרשתית. העברת אור מפוזר (פיזור אור לעבר הרשתית) הוא דאגה עבור אופתלמולוגים כמו זהעלול לגרום לתלונות של dysphotopsia ( למשל , בוהק, הילה, ונוצץ). אחת הדוגמאות הנפוצות היא דיווח על מבטים לא רצויים נוספים ממכוניות עוברות במהלך נסיעה בלילה; נושא זה נפוץ במיוחד עם IOLs multifocal 11 . עם זאת, בפועל הנוכחי לזהות אור פוטנציאליים קדימה מפוזרת היא עבור אופטלמולוגים להאיר את האור על העין של המטופל ו מבחינה איכותית לבחון כמה אור משתקף בחזרה (מפוזרים אור לאחור) בהנחה שהאור מפוזר לאחור יהיה בערך כמו קדימה מפוזרים אור (לא תמיד כך).
כאן, אנו מתארים מתודולוגיית בדיקה פשוטה תוך שימוש בעקרונות goniophotometry כדי למדוד כמותית את גודל וכיוון האור מפוזרים על זה עובר דרך עדשה תוך עינית. SLSP פועל על ידי סיבוב חיישן photodiode 360 מעלות סביב IOL שנחשף אורשלנו, ראה איור 1 א . בחרנו מקור לייזר ירוק (543 ננומטר) בצורה הטובה ביותר לייצג את מקסימום פוטופי ידוע להסכים עם מפרט תקן בינלאומי 13 . כאן, IOL הוא מותאם על המחזיק סיבובית translational שבו חיישן photodiode יכול להסתובב ולהסתכל על פיזור האור של העדשה. כתוצאה מכך, SLSP יש את היכולת הייחודית למדוד כמותי את גודל ואת הכיווניות של האור מפוזרים. עם זאת, אם כי לא מתואר כאן, עבור יכולות ניבוי טובות יותר, הניסויים צריך להיעשות בתוך סביבה מבוקרת באמצעות מודל העין המתאים. המרחק בין ה- IOL לבין החיישן האופטי (כמו גם גודל אלמנט החיישן) יקבע את יכולות הרזולוציה של המכשיר; עם זאת, יהיה חילופי בין רזולוציה עוצמת האות כי יהיה צורך להתאים, לפי הצורך.
כדי לתאר במדויק את principlEs של פלטפורמת SLSP אנו מגדירים שלושה סוגים של זוויות סיבוב, ראה איורים 1b ו- 1c . באופן ספציפי, זווית הסיבוב (˚R) מייצגת את הסיבוב של חיישן photodiode כשהוא מסתובב סביב IOL. כאן, 0˚R ייצג כאשר החיישן מאחורי העדשה (אור מפוזר לאחור) ו 180˚R מייצג כאשר החיישן הוא מול העדשה (קדימה מפוזרים אור). זוויות של 90˚ ו 270˚ מייצגות את נקודות המעבר בין האור הפזור קדימה לאחור. זווית החישה (˚S) מייצגת מעלות כי החיישן הוא ציר (בכיוון מעלה ומטה), כך שהוא יכול לזהות יותר ממישור אחד של אור מפוזרים. כאן, 0˚S פירושו משטח החיישן מקביל ל- IOL (ומקור האור). לבסוף, זווית השכיחות (˚I) מייצגת את הזווית שמקור האור מתקרב אליה. הנה, 0˚ אני מתאים כאשר האור האירוע הוא על הציר האופטי של IOL ו 90 &# 730; ייצג כאשר מקור האור ניצב למישור מרידיאלי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. SLSP מדידה פלטפורמת ההכנה
הערה: כל שלבי היישור דורשים דיוק וסבלנות כדי להבטיח quantitation מדויק בעת מדידת אור פיזור. סקירה של ההתקנה SLSP המסופק בתוך איור 1 . הנה, איור ( איור 1 א ) מציג את הרעיון הבסיסי של ההתקנה SLSP. בנוסף, תרשימים 1b ו- 1c מסייעים להגדיר את הזוויות השונות המופיעות בדיון. באופן ספציפי, שלוש הזוויות הבאות מוגדרות באיורים 1b ו- 1c : ˚R (זווית סיבוב החיישן), ˚S (זווית המידה של המדידה) ו- ˚I (זווית IOL של השכיחות).
- SLSP יישור (איור 2).
- פוקוס מקור לייזר linewidth צר (כאן, 543 ננומטר אורך גל מרכזי) לתוך מצב יחיד סיב אופטי סיבים באמצעות עדשה אובייקטיבית 10 × אינסופי לתיקון.
הערה: בדוק את lighT מקור כדי להבטיח כי התפוקה לומן הוא יציב או מדידות יהיה קשה לכמת. קרן ממוקדת נקבעת על ידי התבוננות אור עובר דרך סיבים, זה לא להשיג יעילות 100%, אבל צריך להיות מספיק כדי האור יכול בסופו של דבר להיות מזוהים על ידי חיישן. - Collimate את מקור האור על ידי שילוב של סיבים אופטיים במצב יחיד עם עדשת 10X אינסופית תיקון אובייקטיבי כך סיבים ממוקמת על מוקד העדשה אובייקטיבי. נורית הפלט אמורה לגרום לפרופיל קרן גאוסיאנית אחידה.
- הצבת הצמצם איריס מול מקור האור כדי להתאים את קוטר קרן גאוסי.
הערה: הגדרת קוטר הצמצם איריס להיות נציג של העין האנושית ( למשל 1-6 מ"מ קוטר). כמו תלונות סוג פיזור אור קשורות בדרך כלל עם נהיגה בלילה, קשת הצמצם איריס נציג של איריס המורחבת עשוי להיות עדיף. - לבנות goniophotometer על ידי צירוף photodiode senסור לשלב ממונע / ניתן לתכנות 360 מעלות סיבוב עם תרגום לינארי (x, y, ו- z כיוון) באמצעות זרוע להארכה (פוסט מתכת עם מהדק דואר).
הערה: עצב את פלטפורמת הבמה המאפשרת תרגום וכן התאמות של הטיה. עיצוב הר חיישן המאפשר 360 ° של זווית סיבוב חיישן (˚R) והוא יכול להיות מותאם לפחות 45˚ של סיבוב זווית חיישן (˚S) כדי למדוד מטוסים שונים של פיזור. המרחק של הזרוע המורחבת תלוי ברגישות של חיישן photodiode ואת דיוק זווית הרצוי. - כוונן את זווית החיישן של הזיהוי (לפי הצורך) על ידי זווית פנים החיישן והתאמת מיקום הזרועות.
- פוקוס מקור לייזר linewidth צר (כאן, 543 ננומטר אורך גל מרכזי) לתוך מצב יחיד סיב אופטי סיבים באמצעות עדשה אובייקטיבית 10 × אינסופי לתיקון.
- IOL יישור
- בניית IOL פלטפורמת החזקה כך IOL ממוקם מעל goniophotometer ( איור 2 ).
- כדי להשיג זאת, לבנות את פלטפורמת IOL החזקת כך IOL מושעה abOve מרכז goniophotometer (היפוך עמדות goniophotometer ו IOL הוא גם אפשרי).
- כדי לבנות את הפלטפורמה יש להשתמש בארבע, 18 "ארוך, ½" קוטר עמדות גלילי לעמוד לכתוב ולצרף אותם לוח אם 18 x 18. לוח זה הוא הבסיס תמיכה עבור הפלטפורמה.
- כדי להשיג זאת, לבנות את פלטפורמת IOL החזקת כך IOL מושעה abOve מרכז goniophotometer (היפוך עמדות goniophotometer ו IOL הוא גם אפשרי).
- צרף שלב translational (x, y, z כיוון) עם יכולות הטיה וסיבוב (I˚) מתחת ללוח המקשים, כך שהבמה פונה כלפי מטה.
הערה: שלבי התרגום עם גודל צעד קטן (כמה מיקרונים) מאפשרים דיוק גבוה יותר במהלך היישור של IOL וישפרו דיוק goniophotometry. המימדים הספציפיים של הפלטפורמה ניתנים להתאמה אישית לצרכים האישיים. כתוצאה מכך, ניתן לשנות את הפוסלים הגליליים ואת מידות הלחם.- הצמד את IOL באופן מאובטח לפלטפורמת IOL באמצעות לחיצה על אחד מההתקנים IOL.
הערה: בהוכחה זושל הניסוי המטרה, IOLs נבדקים באוויר; עם זאת, IOLs בפתרון וטמפרטורות לייצג בצורה הטובה ביותר בתנאים vivo יהיה אידיאלי.
- הצמד את IOL באופן מאובטח לפלטפורמת IOL באמצעות לחיצה על אחד מההתקנים IOL.
- ישר את IOL ישירות מול מקור האור (עם המטוס IOL של המיקוד בניצב למקור האור) באמצעות התאמות ליניארי הטיה מן IOL פלטפורמת הבמה להחזיק כדי להבטיח כי הכיוון של האור לא משתנה בזמן שעבר במרכז תוך-עיניות. עמדה זו תהווה זוית פגיעה (I) של 0˚.
- זיהוי המיקום של נקודת המוקד של האור מן IOL ומיקום מכשיר חרוטי קטן בנקודת מוקד כדי להקל על זיהוי של defocused אור (בעת הצורך). זיהוי נקודת המוקד של האור על ידי הצבת פיסת נייר (כגון כרטיס ביקור) מאחורי IOL וזיהוי היכן האור הוא ממוקד ביותר. זה יכול להיות מדידה סובייקטיבית.
הערה: צעד זה נחוץ רק אם רוצים למדוד אך ורק שאינו באור אלסטי. - מקמו את השלב המוטורי של חיישן הפוטודודיה ישירות מתחת ל- IOL כדי להבטיח שה- IOL ממוקם במרכז מסלול הגוניופוטומטר. יישר את goniophotometer כך שהוא כ 12 ס"מ מן IOL.
הערה: הקשר בין IOL לבין goniophotometer יקבע את הרזולוציה של המבחנים, כאשר רחוק יותר goniophotometer ממוקם ברזולוציה גדולה יותר ניתן להשיג. עם זאת, מרחק מוגבר (וגדלים צעד קטן יותר) תוביל אות נמוך יותר פעמים ניסויים. - התאם את זווית ההיארעות (I˚) על-ידי סיבוב שלב הפלטפורמה IOL.
יש ערך ניסויים ראשוניים עם זוית פגיעה של 0˚ 80: הערה. מעבר 80 מעלות יתחילו ליד זווית המרעה שבה כל האור יבוא לידי ביטוי.
- בניית IOL פלטפורמת החזקה כך IOL ממוקם מעל goniophotometer ( איור 2 ).
- תִכנוּת
- בניית תוכנה לתאם מו מכנישל חיישן עם המדידה האור המתאים שלה באמצעות תוכנת עיצוב המערכת (ראה קובץ משלים 1 ו טבלה של חומרים ).
הערה: בעת בניית התוכנה לוקחים בחשבון את מהירות החיישן כדי לוודא שהמיקום הפיזי של החיישן משקף במדויק את המדידה שנרשמה. התוכנית המיועדת לניסוי זה מסופקת בקובץ משלים 1 .
- בניית תוכנה לתאם מו מכנישל חיישן עם המדידה האור המתאים שלה באמצעות תוכנת עיצוב המערכת (ראה קובץ משלים 1 ו טבלה של חומרים ).
2. ניסוי SLSP וניתוח נתונים
- סריקה (˚R)
- ודא כי ה- IOL ומקור האור מיושרים כראוי (ראה סעיפים 1.1 ו -1.2).
- לבנות מתח סביב חיישן photodiode ו- IOL באמצעות מיכל עם ציפוי פנימי שאינו רפלקטיבי כדי למזער את זיהוי אור תועה. ודא לספק פתח עבור מקור האור.
הערה: העיצוב הספציפי של המתחם צריך להיות מותאם אישיתעל בסיס אור חיצוני בחדר. כתוצאה מכך, עיצובים מרובים הם שמיש. עם זאת, מטרת המתחם היא להקטין את כל האור החיצוני מלהיות מזוהה על ידי החיישן. - כבה את כל מקורות האור בתוך החדר, למעט המחשב תכנות.
- הפעל את תוכנת ה - SLSP (שלב 1.3.1) כך שהחיישן יסתובב סביב IOL כדי למדוד את האור המפוזר בכל דרגה של סיבוב (˚R).
- כדי למדוד את האור המפוזר ביותר ממטוס אחד, הפעל את תוכנת ה- SLSP מספר פעמים תוך כוונון ידני של זרוע הזרוע המורחבת וזווית המדידה של החיישן (˚S).
הערה: מספר הפעמים שבהן התוכנית מופעלת תלוי בתוצאה הרצויה. זוויות יותר של זיהוי נמדד תגרום דיוק יותר לזיהוי כיווניות של אור מפוזרים. - עבור מחקרים על קוטר קרן, להתאים את הצמצם איריס לקוטר הרצוי לפני הפעלת תוכנית SLSP.
הערה: שלהE, קוטר קרן הלייזר של 1, 2, 3, 4, ו -4.44 מ"מ שימשו לחיקוי הטוב ביותר בקוטר איריס טיפוסי. 4.64 מ"מ היה הקוטר הגדול ביותר המשמש זה היה קוטר של קרן collimated מבלי לעבור את הצמצם הקשתית. - עבור מחקרים על זווית השכיחות, לסובב את הר IOL כדי הזווית הרצויה של השכיחות לפני הפעלת תוכנית ה- SLSP. הנה, זוויות של שכיחות (I˚) של 0˚, 20˚, 45˚, ו 80˚ נחקרו.
הערה: יש צורך בחבילת עיבוד נתונים מדעית לניתוח הנתונים שנאספו. - עבור הדמיה תלת מימדי, stich יחד את הנתונים מכל סריקה שונים ˚S עם חבילת עיבוד נתונים. Stich את הנתונים על ידי זומם של ספר מטריקס שבו זווית חיישן המדידה (˚S) הוא זממו נגד זווית או סיבוב (˚R).
הערה: כדי לייצג טוב יותר בתנאים חוץ גופית , פלטפורמת SLSP ניתן להפוך את כך goniophotometer הוא מעל IOL ו IOL יכול אזלהיות ממוקם בתוך אמבט טמפרטורה הנשלט מלוחים טמפרטורה. עם זאת, בתנאים אלה, חיישן לשכון פעמים צריך להיות הרבה יותר זמן לקחת בחשבון את ההצעה של תמיסת מלח כמו חיישן מועבר ממקום למקום ומדיח את המדיום.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
מדידות Goniophotometry יכול לייצר 360˚R של האות כאשר החיישן אינו ממוקם על המטוס של מקור האור. עם זאת, כדי לאסוף מדידות מן האור מפוזרים על המטוס של מקור האור (0˚I) החיישן יהיה צריך להאפיל על מקור האור, וכתוצאה מכך פחות מ 360˚R של האות. בניסויים שלנו, נקבע כי ~ 20RR של האות נחסם כמו חיישן eclipsed את מקור האור.
ניסויים מצאו כי ארבעה מיקומים עיקריים של פיזור אור נצפים בצד שמאל וימין של אור מפוזר ישירות לאחור (~ 150˚-175˚R ו ~ 185˚-225˚R) ו בצד שמאל וימין של אור ישיר מפוזר קדימה ( ~ 10˚-25˚R ו 325-350˚R). השפעת קוטר קרן הלייזר מצאה שקיים קשר ישיר בין קוטר הקרן לבין עוצמת האור המפוזר, כפי שצפוי. כדוגמה, איור 3 מציג את ההבדל בין האות פיזור אור בין צמצם קשתית של 1 מ"מ ו 4.64 מ"מ (גודל מקור האור collimated ללא צמצם). על ידי שילוב השטח תחת פסגות האות, הבדל כמותי עוצמת האות יכול להיות מחושב. לחלופין, את העוצמה הכוללת של פיזור הקדמי או האחורי (או שילוב של שני) ניתן לחשב. מידע זה עשוי לעזור לרופאי עיניים או ליצרנים להעריך את איכות ה- IOL.
מטופלים עם IOLs multifocal מושתלים בדרך כלל מדווחים על תלונות על תצפית dysphotopsia הקשורים פיזור אור, במיוחד בעת נהיגה בלילה. חולים מדווחים כי פיזור האור נצפה בעיקר ממכוניות חולפות ( כלומר, אור עם זוויות גדולות של שכיחות [I˚]). כתוצאה מכך, הפיצול האור מ IOLs multifocal נבדקו בשיטת SLSP (ראה איור4). ניסויים מצאו כי בהשוואה ל IOLs מונופוקליים אופייניים יותר, IOLs multifocal הפיקו אזורי שיא גדולים יותר וכן פסגות נוספות. כדוגמה, איור 4 מציג את סריקה SLSP עבור זווית 45II של שכיחות עם IOL multifocal. שיבוץ איור 4 מראה תמונה מצולמת של ההקרנה של אור שעבר דרך עינית מולטיפוקלית (עיגול ירוק עם טבעות קונצנטריות) יחד עם אות SLSP המוגדלת בין זוויות סיבוב של 300-360˚. איור 4 מראה כי הצמתים הנצפים חזותית מ IOL multifocal ניתן לזהות מזוהים בשיטת SLSP וכי האות אינטנסיבי רחב יכול להיות הגורם הפוטנציאלי עבור בוהק נצפו על ידי נהגים בלילה.
המתאם בין זווית השכיחות (I˚) ופיזור האור נבדק עבור IOLs מונופוקליים ומולטיפוקליים (ראה איור 5 ). כאן, מונופוקלית (שמאל) ומולטיפוקאל (מימין) IOLs סובבו ב 0˚I (קו שחור), 20˚I (קו טאן), 45˚I (קו teal), ו 80˚I (קו אדום) עבור כל סריקה SLSP. כפי שניתן לראות בחלונית הימנית, התרחבות הפסגות נצפתה כאשר זווית השכיחות עולה. בנוסף לכך, כאשר זווית השכיחות מתקרבת לזווית שכיחות המרעה (~ 80˚I), עוצמת האור והאור המפוזר גדלה באופן דרמטי. תוצאות אלה צפויות לאור רוב האור משתקף ( כלומר רועה) של המדיום העדשה ליד זו זווית מרעה. כאשר משווים IOLs multifocal ו monofocal פיזור אור מ IOLs multifocal נצפתה להיות יותר מכפליים אינטנסיבי עם פסגות חדות יותר IOLs monofocal. הבדלים נצפים אלה עשויים להשפיע באופן משמעותי על כמות הזוהר המדווח על ידי המטופלים. בנוסף, כפי שמוצג מ 80˚I סריקה (הקו האדום של הפאנל הימני), את השיא אינטנסיבי ביותר נמצא בגבול בין אור מפוזרים חזית לאחור (90˚R). זה מתקבל על הדעת כי זה מפוזריםהאור עשוי להתפשט על פני השטח של IOL ו להיות מזוהה על הרשתית מזוהים כמו בוהק.
איור 1: סכמטי של SLSP מושגים סיבוביים. ( א ) הגדרת SLSP העיקרי כדי כמותי פרופיל פיזור האור קדימה ואחורה לאחר חשיפה לעדשה תוך עינית. ( ב ) תצוגה העליון של ההתקנה SLSP שבו ˚R הוא זווית הסיבוב של החיישן. 0R הוא המיקום שבו החיישן מאפיל לחלוטין את מקור האור. ) ג (תצוגה צדדית של תצורת ה - SLSP כאשר ˚S היא זווית החישה. 0˚S היא הזווית שבה החיישן נמצא על המטוס של פיזור האור הניצב ל- IOL. ˚ מייצג את זווית ההיארעות ביחס למקור האור ול- IOL. הנה, 0˚ אני הזווית שבה אור האירוע הוא ניצב על פני השטח של IOL. ThiS השתנה מ ווקר, BN et al. 1 אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2: תמונה של הגדרת SLSP. תמונה צילומית של ההתקנה SLSP מראה את הפלטפורמה (ללא כיסוי מגן אור). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3: קורלציה בין עוצמת פיזור האור וקוטר קורות. השפעת קוטר פרופיל הקורה על עוצמת האור הפזור. סיבוב זווית פרופיל של scatteאור אדום בקוטר 1 מ"מ וקוטר קוטר מרבי (~ 4.6 מ"מ). נתון זה שונה מ- Walker, BN et al. 1 אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 4: נצפתה אור פיזור של IOL multifocal. מבחן SLSP של מדגם IOL multifocal עם זווית של מקרים של 45˚. הבלעה מראה פרופיל מוגדל של פסגות חזקות ביותר מפוזרים קדימה המתאימים לתמונה המצלמה של פיזור האור (מעגל ירוק) מוקרן על משטח המטוס. נתון זה שונה מ- Walker, BN et al. 1 אנא לחץ כאן כדי לראות גדול versio N של נתון זה.
איור 5: מתאם בין עוצמת פיזור האור לבין זווית השכיחות (I˚). ההשפעה של זווית ההיארעות על פיזור האור מ IOLs השוואת (שמאל) monofocal ו (מימין) multolocal IOLs. שים לב כי גרפים רק נראה לקזז מאז שינוי הזווית של שכיחות גם משמרות את המיקום של הפזורים של האור. נתון זה שונה מ- Walker, BN et al. 1 אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.
קובץ משלים 1: תוכנת תוכנה לתיאום התנועה המכנית של החיישן עם מדידת האור המתאימה .Ove.com/files/ftp_upload/55421/SLSP-JoVE.vi"> לחץ כאן להורדת קובץ זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
התוצאות של ניסויים פלטפורמת SLSP מצאו כי באמצעות עקרונות goniophotometry פשוט יכול להוביל כלי רב עוצמה להערכת המאפיינים של פיזור אור הקשורים עיצובים IOL ייחודי וחומרים. באופן ספציפי, פלטפורמת ה- SLSP ציינה קשר ישיר בין כמות האור המפוזר שניתן להבחין לבין קוטר הקורה של מקור האור. בנוסף, פסגות מרובות מרובות נמצאו IOL multifocal נצפו בקלות עם SLSP. יתר על כן, כאשר מקור האור התקרב לזווית המרעה, ה- SLSP הצביע על עלייה דרמטית באור המפוזר, כאשר רוב האור השתקף ממשטח העדשה.
כפי שנדון בפרוטוקול, את היישור של מקור האור ואת IOL הוא קריטי למדידה מדויקת של אור מפוזרים. בנוסף, חיוני כי המיקום של החיישן הוא בקורלציה מדויקת עם המדידה חיישן, באמצעות תכנות תוכנה. יישור iSsues ניתן לתקן על ידי העברת האור פלט דרך פתחי חור סיכה כי הם על אותו מטוס אופטי (X, Y, ו- Z). פתחי חור חריץ המוצב מאחורי IOL יכול לשמש גם כדי להבטיח IOL מיושר גם כראוי. פתרון בעיות התוכנה המותאמת אישית נעשה על ידי הבטחת כי כל שלב התוכנה היא להשיג את התוצאה הרצויה.
פלטפורמת ה- SLSP הוכחה כדי להעריך כמותית את הכיוון ואת הכיוון של פיזור אור עם יכולת צפייה כמעט 360rR. כתוצאה מכך, פלטפורמת ה- SLSP יכולה להיות כלי רב-עוצמה להערכת תכנים וחומרים IOL חדשים וחדשים כדי לחזות טוב יותר אם יש להם פוטנציאל לפזר מוגזם של אור, במיוחד כאשר הם משולבים בתוכניות סימולציה חזקות. גישה לא קלינית זו יכולה להקטין את כמות החולה המדווחת של dysphotopsia ולשפר את איכות התמונה הכוללת של IOLs, מה שמוביל לירידה בחולים לא מסופקים וGeries כדי explant עדשות.
להגדרת פלטפורמת ה- SLSP הנוכחית יש מגבלות הקשורות לייצוג הטוב ביותר בתנאי vivo כאשר הטמפרטורה והמדיה הסובבת אינם מחקים את תנאי העין. ניתן לבצע שינויים בפלטפורמה לתיקון המגבלה. באופן ספציפי, הפלטפורמה יכולה להיות הפוכה כך החיישן הוא מעל IOL ואת IOL ניתן להציב טמפרטורה בשליטה מלוחים אמבט אמבטיה ו / או בתוך העין מודל. תוצאות אלו היו מייצגות טוב יותר את התנאים שחוו המטופלים. בנוסף, 360 im של הדמיה יכולה להיות מושגת על ידי שינוי goniophotometer. שינויים אלה על הפלטפורמה ניתן לבצע כדי לשפר את ההערכה של פיזור אור IOL; עם זאת, backscrated אור (אור המשקף הרחק מהעין) אינו ידוע דאגה עבור הבהקה או glistenings כמו זה האור לא יזוהו על ידי הרשתית. לאחר ביצוע שינויים אלה, SLSP ניתן ליישם הערכה ישירהN של עיצובים וחומרים של IOLs הנוכחי והעתיד. בנוסף, מתאם תוצאות ה- SLSP עם מטופלים מאומתים דיווח על תוצאות וסימולציות מחשב יכול להיות כלי רב עוצמה כדי לחזות טוב יותר תוצאות ובסופו של דבר לסייע בהעברת בדיקות אופטיות קליניים שאינם קליניים. תרגום קליני לא קליני יוביל להביא IOLs חדשניים לשוק מוקדם יותר ולצמצם את הצורך במחקרים קליניים מזיקים (ויקרים).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אזכור המוצרים המסחריים, מקורותיהם או השימוש בהם בקשר לחומר המדווח כאן, לא יתפרש כהסמכה בפועל או משתמעת למוצרים אלה על ידי מחלקת הבריאות ושירותי האנוש.
Acknowledgments
המחברים מבקשים להודות לחברות על גישתם של IOLs החד-ממדיים והרב-מוקדיים. עבודה זו נתמכה על ידי Oak רכס המכון למדע וחינוך (ORISE) ואת תוכנית אחוות מכשיר רפואי (MDFP) ואת תרומותיהם מוערכים. בנוסף, המחברים מבקשים להודות לסמואל סונג על תרומתו למעבדה.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PD300 series Photodiode Sensor | Ophir-Spiricon Corp | 7Z02410 | PD300-1W, RoHS |
| URS Series Precision Rotation Stage | Newport Corp. | URS75BCC | |
| ESP301 1-Axis Motion Controller and Driver | Newport Corp. | ESP301-1N | |
| LabView Software | National Instruments Corp. | 776671-35 | |
| Origin | OriginLab Corp. | N/A | |
| Single Mode FC/APC Fiber Optic Patch Cables | ThorLabs Inc. | P3-460B-FC | |
| 10X Olympus Plan Achromat Objective | ThorLabs Inc. | RMS10X | RMS10X - 10X Olympus Plan Achromat Objective, 0.25 NA, 10.6 mm WD |
References
- Walker, B. N., James, R. H., Calogero, D., Ilev, I. K. A novel full-angle scanning light scattering profiler to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses. Rev. Sci. Instrum. 86 (9), (2015).
- Vandenberg, T. On the relation between glare and straylight. Doc. Ophthalmol. 78 (3-4), 177-181 (1991).
- De Hoog, E., Doraiswamy, A. Evaluation of the impact of light scatter from glistenings in pseudophakic eyes. J. Cataract. Refract. Surg. 40 (1), 95-103 (2014).
- Global Intraocular Lens Market 2013-18: Industry Nanotechnology Analysis, Size, Share, Strategies, Growth, Trends and Forecast Research Report. , (2013).
- Congdon, N., et al. Prevalence of cataract and pseudophakia/aphakia among adults in the United States. Arch. Ophthalmol. 122 (4), 487-494 (2004).
- Mester, U., et al. Impact of Personality Characteristics on Patient Satisfaction After Multifocal Intraocular Lens Implantation: Results From the "Happy Patient Study". J. Refractive Surg. 30 (10), 674-678 (2014).
- Ferrer-Blasco, T., Montes-Mico, R., Cervino, A., Alfonso, J. F. Light Scatter and Disability Glare After Intraocular Lens Implantation. Arch. Ophthalmol. 127 (4), 576-577 (2009).
- Landry, R. J., Ilev, I. K., Pfefer, T. J., Wolffe, M., Alpar, J. J. Characterizing reflections from intraocular lens implants. Eye. 21 (8), 1083-1086 (2007).
- Kim, D. H., James, R. H., Landry, R. J., Calogero, D., Anderson, J., Ilev, I. K. Quantification of glistenings in intraocular lenses using a ballistic-photon removing integrating-sphere method. Appl. Opt. 50 (35), 6461-6467 (2011).
- Portney, V. IOL with Square-Edged Optic and Reduced Dysphotopsia. Optom. Vis. Sci. 89 (2), 229-233 (2012).
- Choi, J., Schwiegerling, J. Optical performance measurement and night driving simulation of ReSTOR, ReZoom, and Tecnis multifocal intraocular lenses in a model eye. J. Refractive Surg. 24 (3), 218-222 (2008).
- Artigas, J. M., Felipe, A., Navea, A., Carmen Garcia-Domene, M., Pons, A., Mataix, A. Determination of scattering in intraocular lenses by spectrophotometric measurements. J. Biomed. Opt. 19 (12), (2014).
- Ophthalmic implants - Intraocular lenses Part 2: Optical properties and test methods. The International Organization for Standardization (ISO). ISO 11979 (2), (2014).
