우리는 압축 시험을 사용하여 접안렌즈의 유효 탄성 계수를 특성화하기 위한 자동화된 방법을 제시합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 논문에서
요약
초록
접안렌즈의 생체역학적 특성은 가변 동력 광학 요소로서의 기능에 필수적입니다. 이러한 특성은 인간의 수정체에서 나이가 들면서 극적으로 변하여 노안이라고 하는 근거리 시력 상실을 초래합니다. 그러나 이러한 변화의 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다. 렌즈 압축은 렌즈의 생체역학적 강성을 정성적으로 평가하기 위한 비교적 간단한 방법을 제공하며, 적절한 분석 기법과 결합하면 생체역학적 특성을 정량화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 현재까지 수동 및 자동 렌즈 압축 테스트를 포함한 다양한 렌즈 압축 테스트가 수행되었지만, 이러한 방법은 사전 컨디셔닝, 로딩 속도 및 측정 간격과 같은 생체 역학 테스트의 주요 측면을 일관되게 적용하지 않습니다. 이 백서에서는 전동 스테이지를 카메라와 동기화하여 사전 프로그래밍된 로딩 프로토콜 전반에 걸쳐 렌즈의 힘, 변위 및 모양을 캡처하는 완전 자동화된 렌즈 압축 테스트에 대해 설명합니다. 그런 다음 이러한 데이터로부터 특성 탄성 계수를 계산할 수 있습니다. 여기서는 돼지 렌즈를 사용하여 시연했지만, 이 접근법은 모든 종의 렌즈를 압축하는 데 적합합니다.
서론
수정체는 눈에서 발견되는 투명하고 유연한 기관으로, 굴절력을 변화시켜 다른 거리에 초점을 맞출 수 있습니다. 이 능력을 적응이라고 합니다. 굴절력은 섬모 근육의 수축과 이완으로 인해 변경됩니다. 수정체가 수축하면 수정체가 두꺼워지고 앞으로 이동하여 굴절력이 증가합니다 1,2. 굴절력이 증가하면 렌즈가 가까운 물체에 초점을 맞출 수 있습니다. 인간이 나이가 들어감에 따라 수정체는 더 뻣뻣해지고 이러한 수용 능력은 점차 상실됩니다. 이러한 상태를 노안이라고 합니다. 경화 메커니즘은 적어도 부분적으로는 렌즈의 생체역학적 특성화와 관련된 어려움 때문에 알려지지 않았습니다.
렌즈 강성과 생체역학적 특성을 추정하기 위해 다양한 방법이 사용되었습니다. 여기에는 렌즈 회전 3,4,5, 음향 방법 6,7,8, Brilloui....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
돼지 눈은 지역 도살장에서 얻었습니다. 윤리위원회의 승인은 필요하지 않았다.
1. 수정체 해부(그림 1)
- 시신경만 남을 때까지 돼지 눈에서 주변 조직을 모두 제거하고 공막에서 여분의 살을 제거합니다. 구부러진 집게와 작은 해부 가위를 사용하여 이 과정을 완료하십시오. 신경을 닻으로 사용하여 해부 중에 눈을 고정합니다.
- 메스를 사용하여 림버스에서 짧은 원주 절단을 한 다음 적도에서 또 다른 절단을 합니다.
알림: 이 단계는 렌즈와 캡슐의 손상을 방지하기 위해 이 순서로 수행됩니다. - 가장자리 절개 부위에 미세가위를 삽입하고 끝이 가늘고 뭉툭한 집게로 각막을 들어 올려 각막 둘레를 절개합니다.
- 끝이 뭉툭한 집게를 사용하여 들어 올려 홍채를 제거하고 마이크로 가위로 잘라냅니다.
- 적도 절단부에 해부 가위를 삽입한 다음 공막이 이등분될 때까지 전체 적도 주위를 원주종으로 자릅니다.
- 절단이 완료되면 공막의 뒤쪽 부분을 제거합니다. 렌즈가 손상되지 않도록 최소한의 잔여물을 남기고 집게로 유리체를 부드럽게 제거합니다. 필요한 경우 유리....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
6개의 돼지 렌즈를 먼저 캡슐이 손상되지 않은 상태로 압축한 다음 캡슐을 조심스럽게 제거한 후 압축했습니다. 두께 값은 encapsulated lens의 경우 7.65 ± 0.43 mm, decapsulated lens의 경우 6.69 ± 0.29 mm였습니다(평균 ± 표준 편차). 일반적인 로딩 기록은 그림 3에 나와 있습니다. 결과 힘-변위 곡선은 Hertz 모델에 의해 잘 맞았습니다(즉, 1.5의 거듭제곱으로 올려진 변위에 비례하는 힘을 가짐; 그림 4). 이는 encapsulated lens와 decapsulated lens 모두에 해당됩니다.
렌즈는 먼저 온전한 캡슐로 언로드 두께의 15%만큼 압축한 다음 캡슐을 제거한 후 압축했습니다. 초기 두께의 15%에 의한 축방향 압축은 렌즈 봉합사(18)에 손상을 일으키지 않는 것.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
렌즈 압축은 렌즈 강성을 추정하기 위한 다양한 방법입니다. 위에서 설명한 절차를 통해 다양한 종과 크기의 렌즈를 비교할 수 있습니다. 모든 변형은 렌즈 크기에 대해 정규화되며, 탄성 계수의 계산은 대략 렌즈 크기를 고려합니다. 유효 탄성률은 porcine lens(4,7,11,19)에 대해 이전에 보고된 탄성률보다 상당히 높은데, 이는 적어도 부분적으로는 곡률 반경이 아닌 두께를 사용하기 때문이다: porcine lens의 극성 곡률 반경은 두께(20)의 절반보다 훨씬 크다.
여기에 제시된 간단한 분석(즉, Hertz 모델 사용)에는 몇 가지 주요 제한 사항이 있습니다. 첫째, 렌즈 캡슐의 존재를 설명하지 않습.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
감사의 글
미국 국립보건원(National Institutes of Health) 보조금 R01 EY035278(MR)의 지원을 받습니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 곡선형 중간 포인트 일반 목적 펜치 | Fisherbrand | 16-100-110 | |
| Galil COM 라이브러리 | Galil 모션 컨트롤 | ||
| 고정밀 메스 핸들 | Fisherbrand | 12-000-164 | |
| 선형 스테이지 | McMaster-Carr | 6734K4 0.125" | |
| 로드 셀 | FUTEK | LSB200-FSH03869 | |
| 로드 셀 증폭기 | FUTEK | IAA300-FSH03931 | |
| MATLAB | The Mathworks, Inc. | ||
| 마이크로프로브 | 수술 디자인 | 22-079-740 | |
| 미니어처 자체 개방 정밀 가위 | 엑셀타 | 63042-004 | |
| 모션 컨트롤러 | Galil 모션 컨트롤 | DMC-31012 | |
| 모터 | Galil 모션 컨트롤 | BLM-N23-50-1000-B | |
| 직선 헤마스탯 | 파인 사이언스 | NC9247203 | 스테인리스 스틸, 14cm |
참고문헌
- Gullstrand, A. Helmholtz's treatise on physiological optics. translated edn. The Optical Society of America. , Rochester, N.Y. (1924).
- Helmholtz, H. Uber die akkommodation des auges. Arch Ophthalmol. 1, 1-74 (1855).
- Burd, H. J., Wilde, G. S., Judge, S. J.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
