Name: Metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (SLPS) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-06T15:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Poznaj metodologię SLPS do ilościowej oceny rozpraszania światła z soczewek wewnątrzgałkowych. Technika goniophotometru umożliwia pomiar kierunkowości i intensywności rozproszonego światła, pomagając przewidywać potencjalne efekty uboczne przed implantacją.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować firmom za dostęp do ich jedno- i wieloogniskowych soczewek wewnątrzgałkowych. Praca ta była wspierana przez Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) oraz Medical Device Fellowship Program (MDFP), a ich wkład jest doceniany. Ponadto autorzy chcieliby podziękować Samuelowi Songowi za jego wkład w laboratorium.

1. Przygotowanie platformy pomiarowej SLSP
UWAGA: Wszystkie etapy wyrównywania wymagają precyzji i cierpliwości, aby zapewnić dokładne określenie ilościowe podczas pomiaru rozproszenia światła. Przegląd konfiguracji SLSP znajduje się na rysunku 1. Tutaj ilustracja (Rysunek 1a) przedstawia podstawową koncepcję konfiguracji SLSP. Ponadto rysunki 1b i 1c pomagają zdefiniować różne kąty, do których odwołuje się dyskusja. W szczególności na rysunkach 1b i 1c zdefiniowano następujące trzy kąty: °R (kąt obrotu czujnika), °S (kąt pomiaru czujnika) i °I (kąt padania soczewki IOL).
<ol>
	<li>Wyrównanie SLSP (rysunek 2).
	<ol>
		<li>Skoncentruj źródło lasera o wąskiej szerokości linii (w tym przypadku centralna długość fali 543 nm) w światłowodzie jednomodowym za pomocą soczewki obiektywowej z korekcją 10× nieskończoności. 
		UWAGA: Przetestuj źródło światła, aby upewnić się, że strumień świetlny jest stały, w przeciwnym razie pomiary będą trudne do określenia ilościowego. Skupiona wiązka jest określana przez obserwację światła przechodzącego przez światłowód, nie osiągnie to 100% wydajności, ale powinno wystarczyć, aby światło mogło ostatecznie zostać wykryte przez czujnik.</li>
		<li>Skolimuj źródło światła, integrując światłowód jednomodowy z soczewką obiektywu z 10-krotną korekcją nieskończoności, tak aby światłowód był umieszczony w ognisku soczewki obiektywu. Światło wyjściowe powinno skutkować jednolitym profilem wiązki Gaussa.</li>
		<li>Ustaw przysłonę przysłony przed źródłem światła, aby wyregulować średnicę wiązki Gaussa. 
		UWAGA: Ustaw średnicę przysłony przysłony tak, aby była reprezentatywna dla ludzkiego oka (np. średnica 1-6 mm). Ponieważ dolegliwości związane z rozpraszaniem światła są powszechnie kojarzone z jazdą nocą, preferowane mogą być średnice przysłony reprezentatywne dla rozszerzonej przysłony.</li>
		<li>Zbuduj goniofotometr, podłączając czujnik fotodiody do zmotoryzowanego/programowalnego stolika obrotowego 360° z możliwością translacji liniowej (kierunek x, y i z) za pomocą wysuwanego ramienia (metalowy słupek z zaciskiem słupka). 
		UWAGA: Zaprojektuj platformę sceniczną, która umożliwia zarówno tłumaczenie, jak i regulację nachylenia. Zaprojektuj mocowanie czujnika, które umożliwia kąt obrotu czujnika 360° (°R) i może być regulowane do co najmniej 45° kąta obrotu czujnika (°S) w celu pomiaru różnych płaszczyzn rozproszenia. Odległość wysuniętego ramienia zależy od czułości czujnika fotodiody i pożądanej precyzji kątowej.</li>
		<li>Dostosuj kąt wykrywania czujnika (w razie potrzeby), ustawiając czoło czujnika pod kątem i dostosowując położenie ramion.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyrównanie soczewek wewnątrzgałkowych
	<ol>
		<li>Skonstruuj platformę przytrzymującą soczewkę wewnątrzgałkową tak, aby soczewka IOL znajdowała się nad goniofotometrem (rysunek 2).
		<ol>
			<li>Aby to osiągnąć, zbuduj platformę przytrzymującą IOL tak, aby IOL był zawieszony nad środkiem goniofotometru (możliwe jest również odwrócenie pozycji goniofotometru i IOL).
			<ol>
				<li>Do budowy platformy należy użyć czterech cylindrycznych słupków o długości 18 cali i średnicy 1/2 cala i stojaków na słupki i przymocować je do płytki stykowej o wymiarach 18 x 18 cali. Ta płytka stykowa jest podstawowym podparciem dla platformy.</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Umieść stolik translacyjny (kierunek x, y i z) z możliwością przechylania i obracania (I°) pod płytką stykową, tak aby stolik był skierowany w dół. 
		UWAGA: Etapy translacji z małymi krokami (kilka mikronów) umożliwiają większą precyzję podczas ustawiania soczewek wewnątrzgałkowych i poprawiają dokładność goniofotometrii. Konkretne wymiary platformy mogą być dostosowane do indywidualnych potrzeb. Dzięki temu można regulować wymiary cylindrycznych słupków i płytki stykowej.
		<ol>
			<li>Bezpiecznie przymocuj soczewkę IOL do platformy przytrzymującej soczewkę IOL, zaciskając jedną z haptyki IOL. 
			UWAGA: W tym eksperymencie typu "dowód celu" soczewki wewnątrzgałkowe są testowane w powietrzu; jednak soczewki wewnątrzgałkowe w roztworze i temperatury, które najlepiej odwzorowują warunki in vivo, byłyby idealne.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Ustaw soczewkę IOL bezpośrednio przed źródłem światła (z płaszczyzną ostrości IOL prostopadłą do źródła światła) za pomocą regulacji liniowej i nachylenia ze stolika platformy mocującej IOL, aby upewnić się, że kierunek światła nie zmienia się podczas przechodzenia przez środek soczewki IOL. Pozycja ta będzie stanowić kąt padania (I°) równy 0°.</li>
		<li>Zidentyfikuj lokalizację ogniska światła z soczewki IOL i umieść małe stożkowe urządzenie w ognisku, aby złagodzić wykrywanie rozogniskowanego światła (w razie potrzeby). Zidentyfikuj ognisko światła, umieszczając kartkę papieru (taką jak wizytówka) za soczewką IOL i określając, gdzie światło jest najściślej skupione. Może to być pomiar subiektywny. 
		UWAGA: Ten krok jest konieczny tylko wtedy, gdy chcesz zmierzyć czysto światło niebalistyczne.</li>
		<li>Umieść zmotoryzowany stage czujnika fotodiody bezpośrednio pod IOL, aby upewnić się, że IOL znajduje się w środku trajektorii goniofotometru. Ustaw goniofotometr tak, aby znajdował się w odległości około 12 cm od IOL. 
		UWAGA: Zależność między soczewką IOL a goniofotometrem określi rozdzielczość testów, przy czym im dalej znajduje się goniofotometr, tym większą rozdzielczość można osiągnąć. Jednak zwiększona odległość (i mniejsze rozmiary kroków) spowodują niższy sygnał i dłuższy czas eksperymentowania.</li>
		<li>Dostosuj kąt padania (I°), obracając platformę przytrzymującą IOL stage. 
		UWAGA: Początkowe eksperymenty należy przeprowadzać przy kącie padania od 0° do 80°. Powyżej 80° zacznie zbliżać się do kąta wypasu, w którym całe światło zostanie odbite.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>programowanie
	<ol>
		<li>Zbuduj program do koordynowania ruchu mechanicznego czujnika z odpowiadającym mu pomiarem światła za pomocą oprogramowania do projektowania systemu (patrz plik uzupełniający 1 i tabela materiałów). 
		UWAGA: Podczas tworzenia oprogramowania należy wziąć pod uwagę prędkość czujnika, aby upewnić się, że fizyczna lokalizacja czujnika dokładnie odzwierciedla zarejestrowany pomiar. Program przeznaczony do tego eksperymentu znajduje się w pliku uzupełniającym 1.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Eksperymenty SLSP i analiza danych
<ol>
	<li>Skanowanie (°R)
	<ol>
		<li>Upewnij się, że soczewka IOL i źródło światła są prawidłowo ustawione (patrz rozdziały 1.1 i 1.2).</li>
		<li>Zbuduj obudowę wokół czujnika fotodiody i soczewki wewnątrzgałkowej, używając pojemnika z nieodblaskową powłoką wewnętrzną, aby zminimalizować wykrywanie błędnego światła. Upewnij się, że jest otwór na źródło światła. 
		UWAGA: Konkretny projekt obudowy powinien być dostosowany do zewnętrznego światła w pomieszczeniu. W rezultacie można używać wielu projektów. Jednak celem obudowy jest ograniczenie wykrywania przez czujnik całego światła zewnętrznego.</li>
		<li>Wyłącz wszystkie źródła światła w pomieszczeniu, z wyjątkiem komputera programującego.</li>
		<li>Uruchom oprogramowanie SLSP (krok 1.3.1) tak, aby czujnik obracał się wokół soczewki IOL w celu pomiaru rozproszonego światła przy każdym stopniu obrotu (°R).</li>
		<li>Aby zmierzyć światło rozproszone w więcej niż jednej płaszczyźnie, należy kilkakrotnie uruchomić oprogramowanie SLSP, jednocześnie ręcznie dostosowując wysunięte ramię czujnika i kąt pomiaru czujnika (°S). 
		UWAGA: Liczba uruchomień programu zależy od pożądanego wyniku. Im więcej zmierzonych kątów detekcji, tym większa precyzja w określaniu kierunkowości rozproszonego światła.</li>
		<li>W przypadku badań średnicy wiązki, przed uruchomieniem programu SLSP należy ustawić przysłonę przysłony na żądaną średnicę. 
		UWAGA: W tym przypadku zastosowano średnice wiązki laserowej 1, 2, 3, 4 i 4,64 mm, aby jak najlepiej naśladować typowe średnice tęczówki. 4,64 mm była największą użytą średnicą, ponieważ była to średnica skolimowanej wiązki bez przechodzenia przez otwór tęczówki.</li>
		<li>W przypadku badań kąta padania, przed uruchomieniem programu SLSP obróć mocowanie soczewki IOL do żądanego kąta padania. Tutaj badano kąty padania (I°) 0°, 20°, 45° i 80°. 
		UWAGA: Do analizy zebranych danych potrzebny jest pakiet do przetwarzania danych naukowych.</li>
		<li>W przypadku obrazowania trójwymiarowego należy połączyć dane z każdego skanowania w różnych °S za pomocą pakietu do przetwarzania danych. Zszyj dane, wykreślając książkę matrycy, w której kąt pomiaru czujnika (°S) jest wykreślany w kierunku przeciwnym do kąta lub obrotu (°R). 
		UWAGA: Aby lepiej odwzorować warunki in vitro, platformę SLSP można odwrócić tak, aby goniofotometr znajdował się nad soczewką wewnątrzgałkową, a następnie soczewkę wewnątrzgałkową można umieścić w kąpieli z roztworem soli fizjologicznej o kontrolowanej temperaturze. Jednak w tych warunkach czas przebywania czujnika będzie musiał być znacznie dłuższy, aby uwzględnić ruch roztworu soli fizjologicznej, gdy czujnik jest przesuwany z pozycji do pozycji i przemieszcza medium.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Walker, B. N., James, R. H., Calogero, D., Ilev, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+full-angle+scanning+light+scattering+profiler+to+quantitatively+evaluate+forward+and+backward+light+scattering+from+intraocular+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">A novel full-angle scanning light scattering profiler to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses.</a> Rev. Sci. Instrum. 86 (9), (2015).</li>
<li>Vandenberg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+relation+between+glare+and+straylight%5BTitle%5D)+AND+%22Doc.+Ophthalmol%22%5BJournal%5D)">On the relation between glare and straylight.</a> Doc. Ophthalmol. 78 (3-4), 177-181 (1991).</li>
<li>De Hoog, E., Doraiswamy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+impact+of+light+scatter+from+glistenings+in+pseudophakic+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cataract.+Refract.+Surg%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the impact of light scatter from glistenings in pseudophakic eyes.</a> J. Cataract. Refract. Surg. 40 (1), 95-103 (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.prweb.com/releases/2013/6/prweb10886563.htm">Global Intraocular Lens Market 2013-18: Industry Nanotechnology Analysis, Size, Share, Strategies, Growth, Trends and Forecast Research Report</a>. , (2013).</li>
<li>Congdon, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+cataract+and+pseudophakia%2Faphakia+among+adults+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Ophthalmol%22%5BJournal%5D)">Prevalence of cataract and pseudophakia/aphakia among adults in the United States.</a> Arch. Ophthalmol. 122 (4), 487-494 (2004).</li>
<li>Mester, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Personality+Characteristics+on+Patient+Satisfaction+After+Multifocal+Intraocular+Lens+Implantation%3A+Results+From+the+%26%2334%3BHappy+Patient+Study%26%2334%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Refractive+Surg%22%5BJournal%5D)">Impact of Personality Characteristics on Patient Satisfaction After Multifocal Intraocular Lens Implantation: Results From the &#34;Happy Patient Study&#34.</a> J. Refractive Surg. 30 (10), 674-678 (2014).</li>
<li>Ferrer-Blasco, T., Montes-Mico, R., Cervino, A., Alfonso, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+Scatter+and+Disability+Glare+After+Intraocular+Lens+Implantation%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Ophthalmol%22%5BJournal%5D)">Light Scatter and Disability Glare After Intraocular Lens Implantation.</a> Arch. Ophthalmol. 127 (4), 576-577 (2009).</li>
<li>Landry, R. J., Ilev, I. K., Pfefer, T. J., Wolffe, M., Alpar, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+reflections+from+intraocular+lens+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Eye%22%5BJournal%5D)">Characterizing reflections from intraocular lens implants.</a> Eye. 21 (8), 1083-1086 (2007).</li>
<li>Kim, D. H., James, R. H., Landry, R. J., Calogero, D., Anderson, J., Ilev, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+glistenings+in+intraocular+lenses+using+a+ballistic-photon+removing+integrating-sphere+method%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Quantification of glistenings in intraocular lenses using a ballistic-photon removing integrating-sphere method.</a> Appl. Opt. 50 (35), 6461-6467 (2011).</li>
<li>Portney, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IOL+with+Square-Edged+Optic+and+Reduced+Dysphotopsia%5BTitle%5D)+AND+%22Optom.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">IOL with Square-Edged Optic and Reduced Dysphotopsia.</a> Optom. Vis. Sci. 89 (2), 229-233 (2012).</li>
<li>Choi, J., Schwiegerling, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+performance+measurement+and+night+driving+simulation+of+ReSTOR%2C+ReZoom%2C+and+Tecnis+multifocal+intraocular+lenses+in+a+model+eye%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Refractive+Surg%22%5BJournal%5D)">Optical performance measurement and night driving simulation of ReSTOR, ReZoom, and Tecnis multifocal intraocular lenses in a model eye.</a> J. Refractive Surg. 24 (3), 218-222 (2008).</li>
<li>Artigas, J. M., Felipe, A., Navea, A., Carmen Garcia-Domene, M., Pons, A., Mataix, A. Determination of scattering in intraocular lenses by spectrophotometric measurements. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25539187">J. Biomed. Opt</a>. 19 (12), (2014).</li>
<li>Ophthalmic implants - Intraocular lenses Part 2: Optical properties and test methods. <a target="_blank" href="http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=55682">The International Organization for Standardization (ISO)</a>. ISO 11979 (2), (2014).</li>
</ol>

Wzmianka o produktach komercyjnych, ich źródłach lub zastosowaniu w związku z materiałami opisanymi w niniejszym dokumencie nie może być interpretowana jako faktyczne lub dorozumiane poparcie takich produktów przez Departament Zdrowia i Opieki Społecznej.

Wyniki eksperymentów na platformie SLSP wykazały, że zastosowanie prostych zasad goniofotometrii może doprowadzić do powstania potężnego narzędzia do oceny właściwości rozpraszania światła w połączeniu z unikalnymi konstrukcjami i materiałami IOL. W szczególności platforma SLSP zaobserwowała bezpośrednią korelację między ilością wykrywalnego światła rozproszonego a średnicą wiązki źródła światła. Ponadto wielokrotne rozproszone piki znalezione w wieloogniskowych soczewkach wewnątrzgałkowych można było łatwo zaobserwować ...

Podejście do profilowania rozpraszania światła skanującego (SLSP) zostało po raz pierwszy wprowadzone w celu zaspokojenia potrzeby ilościowej oceny charakterystyki rozpraszania światła soczewek wewnątrzgałkowych (IOL) w warunkach nieklinicznych1. Opracowanie metodologii testowej do oceny tendencji do rozpraszania światła w konstrukcjach i materiałach IOL jest bardzo interesujące, aby pomóc w identyfikacji potencjalnych problemów związanych z niepożądanym rozpraszaniem światła. Rozproszenie światła jest często zgłaszane przez pacjentów i obserwowane jako odblaski, połysk, niedoskonałości optyczne i inne formy dysfotopsji2, co czasami prowadzi do tego, że pacjent prosi o eksplantację soczewki wewnątrzgałkowej. Oprócz dysfotopsji, światło rozproszone zmniejsza ilość światła balistycznego, co skutkuje niższą ogólną jakością obrazu3. Przydatne może być opracowanie urządzenia, które może nieklinicznie oceniać potencjał soczewek wewnątrzgałkowych do rozpraszania wpadającego światła (a następnie korelować je z wynikami zgłaszanymi klinicznie).
Ocena właściwości optycznych soczewek wewnątrzgałkowych (soczewki zastępującej ludzką soczewkę krystaliczną po operacji zaćmy) jest szczególnie interesująca, ponieważ jest to najczęściej wszczepiany wyrób medyczny na świecie (prawie 20 milionów rocznie)4 i Stanach Zjednoczonych (ponad 3 miliony rocznie)5. W efekcie nawet niewielki odsetek pacjentów zgłaszających dysfotopsję może mieć duży wpływ. Ponadto szybko rozwijające się technologie (np. nowe konstrukcje soczewek wewnątrzgałkowych, materiały i możliwości optyczne) mogą potencjalnie zwiększyć obawy związane z rozpraszaniem światła. Na przykład wieloogniskowe soczewki wewnątrzgałkowe zostały zaprojektowane w celu poprawy ostrości widzenia do bliży i dali poprzez projektowanie soczewek wykorzystujących zasady optyki refrakcji i dyfrakcji. Chociaż soczewki te są bardzo skuteczne, stwierdzono również, że zwiększają ilość zgłaszanych halo i odblasków, w dużej mierze związanych z rozpraszaniem światła6.
Kilka nieklinicznych badań laboratoryjnych próbuje przewidzieć dysfotopsję na podstawie rozproszonego światła przechodzącego przez IOLs7. Na przykład badania wykazały, że haptyka soczewek wewnątrzgałkowych (ramiona soczewki IOL używane do ustawienia jej na miejscu) i krawędź soczewek wewnątrzgałkowych są podatne na indukowanie dużej ilości obserwowanego światła rozproszonego odblaskiem8. Jedna z metod, metoda sfery całkującej usuwającej fotony balistyczne (BRIM), została wprowadzona w celu ilościowego pomiaru ilości całkowitego światła niebalistycznego po przejściu przez IOL9. Jednak ta bardzo czuła technika jest przeznaczona do pomiaru całkowitej intensywności rozproszonego światła i nie jest w stanie określić kierunkowości rozproszonego światła. Oprogramowanie do symulacji komputerowej może być używane z modelowymi oczami, aby pomóc w przewidywaniu intensywności i kierunkowości rozpraszania światła z różnych konstrukcji i materiałów IOL. Na przykład skłonność krawędzi IOL do indukowania rozpraszania światła została zasymulowana w celu zidentyfikowania projektów, które ograniczyłyby ilość rozproszonego światła10. Co więcej, symulacje komputerowe, w których uwzględniono teorię rozpraszania Mie, potwierdziły, że zwiększone rozproszenie światła może zmniejszyć funkcję przenoszenia modulacji (MTF) soczewki IOL (bezpośrednia korelacja z jakością obrazu)3. Chociaż są pomocne, konieczne byłyby rzeczywiste testy laboratoryjne, aby zweryfikować te symulacje predykcyjne.
Aby zweryfikować symulacje predykcyjne, niezbędny jest test laboratoryjny, który jest w stanie wykryć i ilościowo ocenić dwie różne formy światła rozproszonego, światło rozproszone do przodu i światło rozproszone do tyłu. Chociaż nie jest to źródło dysfotopsji, światło rozproszone wstecznie (światło rozpraszane z dala od oka) jest przyczyną obniżenia jakości obrazu, ponieważ mniej światła przechodzi przez soczewkę wewnątrzgałkową, aby ostatecznie dotrzeć do siatkówki. Światło rozproszone do przodu (rozpraszanie światła w kierunku siatkówki) jest problemem dla okulistów, ponieważ może powodować dolegliwości związane z dysfotopsją (np. odblaski, aureola i połysk). Jednym z typowych przykładów są pacjenci zgłaszający dodatkowe niechciane odblaski od przejeżdżających samochodów nadjeżdżających z naprzeciwka podczas jazdy nocą; ten problem jest szczególnie częsty w przypadku wieloogniskowych soczewek wewnątrzgałkowych11. Jednak obecna praktyka identyfikacji potencjalnego światła rozproszonego do przodu polega na tym, że okuliści kierują światło na oko pacjenta i jakościowo obserwują, ile światła jest odbijane z powrotem (światło rozproszone wstecz) i zakładają, że światło rozproszone do tyłu będzie w przybliżeniu takie samo jak światło rozproszone do przodu (co nie zawsze ma miejsce)12.
Tutaj opisujemy prostą metodologię testową wykorzystującą zasady goniofotometrii do ilościowego pomiaru wielkości i kierunku rozproszonego światła podczas przechodzenia przez soczewkę wewnątrzgałkową. SLSP działa poprzez obracanie czujnika fotodiody o 360 stopni wokół soczewki IOL, która jest wystawiona na działanie źródła światła, patrz rysunek 1a. Wybraliśmy źródło zielonego lasera (543 nm), aby jak najlepiej odwzorować znane maksimum fotopowe i zgadzać się z międzynarodowymi standardowymi specyfikacjami13. W tym przypadku soczewka IOL jest przystosowana do obrotowego i translacyjnego uchwytu, w którym czujnik fotodiody może krążyć i obserwować rozpraszanie światła od soczewki. W rezultacie, SLSP ma unikalną zdolność do ilościowego pomiaru wielkości i kierunkowości rozproszonego światła. Jednak, chociaż nie zostało to tutaj opisane, dla lepszych możliwości predykcyjnych, eksperymenty powinny być przeprowadzane w kontrolowanym środowisku przy użyciu odpowiedniego modelu oka. Odległość między soczewką IOL a czujnikiem optycznym (a także rozmiar elementu czujnika) określi możliwości rozdzielczości urządzenia; Będzie jednak istniał kompromis między rozdzielczością a siłą sygnału, który będzie musiał zostać dostosowany w razie potrzeby.
Aby dokładnie opisać zasady działania platformy SLSP, definiujemy trzy rodzaje kątów obrotu, patrz rysunki 1b i 1c. W szczególności kąt obrotu (°R) reprezentuje obrót czujnika fotodiody, gdy obraca się on wokół soczewki IOL. W tym przypadku 0°R oznacza, gdy czujnik znajduje się za obiektywem (światło rozproszone do tyłu), a 180°R oznacza, gdy czujnik znajduje się przed obiektywem (światło rozproszone do przodu). Kąty 90° i 270° reprezentują punkty przejścia między światłem rozproszonym do przodu i do tyłu. Kąt wykrywania (°S) reprezentuje stopnie, w których czujnik jest obracany (w kierunku góra iw dół), dzięki czemu może wykrywać więcej niż jedną płaszczyznę rozproszonego światła. W tym przypadku 0°S oznacza, że powierzchnia czujnika jest równoległa do IOL (i źródła światła). Wreszcie kąt padania (°I) reprezentuje kąt, z którego źródło światła zbliża się do soczewki IOL. W tym przypadku 0°I odpowiada, gdy światło padające znajduje się na osi optycznej IOL, a 90° oznaczałoby, gdy źródło światła jest prostopadłe do płaszczyzny południka.

<table><tbody><tr><td>Czujnik fotodiodowy serii PD300</td><td>Ophir-Spiricon Corp</td><td>7Z02410</td><td>PD300-1W, RoHS</td></tr><tr><td>Seria URS Precyzyjny stopień obrotu</td><td>Newport Corp.</td><td></td><td></td>URS75BCC</tr><tr><td>ESP301 1-osiowy kontroler ruchu i sterownik</td><td>Newport Corp.</td><td>ESP301-1N</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie LabView</td><td>National Instruments Corp.</td><td>776671-35</td><td></td></tr><tr><td>Pochodzenie</td><td>OriginLab Corp.</td><td>Nie dotyczy</td><td></td></tr><tr><td>jednomodowych światłowodowych krosowych FC / APC</td><td>ThorLabs Inc.</td><td>P3-460B-FC</td><td></td></tr><tr><td>10-krotny obiektyw planachromatyczny Olympus</td><td>ThorLabs Inc.</td><td>RMS10X</td><td>RMS10X - 10-krotny obiektyw planachromatyczny Olympus, 0,25 NA, 10,6 mm WD&nbsp;</td></tr></tbody></table>

metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (slps) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Metodologia skanowania rozpraszania światła (SLSP) została opracowana do pełnej oceny ilościowej rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych (IOL) przy użyciu zasad goniofotometru. Protokół ten opisuje platformę SLSP i sposób, w jaki wykorzystuje ona rotacyjny czujnik fotodetektora 360°, który jest skanowany wokół próbki IOL, rejestrując intensywność i lokalizację rozproszonego światła podczas przechodzenia przez ośrodek IOL. Platforma SLSP może być wykorzystana do przewidywania, nieklinicznie, skłonności obecnych i nowatorskich konstrukcji i materiałów IOL do indukowania rozpraszania światła. Niekliniczna ocena właściwości rozpraszania światła przez soczewki wewnątrzgałkowe może znacznie zmniejszyć liczbę skarg pacjentów związanych z niepożądanym odblaskiem, połyskiem, wadami optycznymi, niską jakością obrazu i innymi zjawiskami związanymi z niezamierzonym rozpraszaniem światła. Należy przeprowadzić przyszłe badania w celu skorelowania danych SLSP z wynikami klinicznymi, aby pomóc określić, które zmierzone rozproszenie światła jest najbardziej problematyczne dla pacjentów, którzy przeszli operację zaćmy po implantacji soczewki wewnątrzgałkowej.

Pomiary goniofotometryczne mogą generować sygnał w zakresie 360˚R, gdy czujnik nie znajduje się w płaszczyźnie źródła światła. Jednakże, aby zebrać pomiary światła rozproszonego w płaszczyźnie źródła światła (0˚I), czujnik musi zasłonić źródło światła, co skutkuje uzyskaniem sygnału w zakresie mniejszym niż 360˚R. W naszych eksperymentach ustalono, że podczas zasłaniania źródła światła przez czujnik blokowanych było około 20˚R sygnału.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-p...

Ten protokół opisuje skanujący profiler rozpraszania światła (SLSP), który umożliwia pełną ocenę ilościową do przodu i do tyłu rozpraszania światła z soczewek wewnątrzgałkowych (IOL) przy użyciu zasad goniofotometru.

Metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (SLPS) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Ogólnym celem tego profilometru skanującego rozpraszanie światła jest ilościowa ocena intensywności i kierunkowości światła rozproszonego podczas jego przechodzenia przez soczewkę wewnątrzgałkową. Badanie to może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie soczewek wewnątrzgałkowych, na przykład, czy konkretna konstrukcja lub materiał są bardziej podatne na wprowadzanie niepożądanego rozpraszania światła. Główną zaletą tej techniki jest jej ilościowy charakter oraz możliwość wykrywania kierunkowości rozpraszania światła.Procedurę testową zaprezentuje Claudine Krawczyk, asystentka techniczna w moim laboratorium. Układ eksperymentalny został zmontowany na blacie laboratoryjnym. Jego rdzeniem jest goniofotometr zaprojektowany w oparciu o ten programowalny stolik obrotowy 360 stopni i liniowy zespół przesuwny.Stolik spoczywa na platformie, która umożliwia regulację przesunięcia i nachylenia. Fotodioda zamontowana na końcu wysuwanego ramienia stolika pełni funkcję czujnika goniofotometru. Jest ona osadzona na uchwycie, który można regulować o co najmniej 45 stopni, aby mierzyć różne płaszczyzny rozproszenia.Zbuduj platformę do utrzymywania soczewki wewnątrzgałkowej nad goniofotometrem. Użyj trzech lub czterech cylindrycznych słupków o długości 18 cali i średnicy pół cala wraz z podstawkami do słupków, aby wesprzeć płytę montażową o wymiarach 18 na 18 cali. Płyta montażowa służy jako baza dla trójosiowego stołu translacyjnego zawieszonego pod nią.Następnie należy pobrać soczewkę wewnątrzgałkową do eksperymentu. W tej demonstracji wykorzystana zostanie wieloogniskowa soczewka optyczna. Należy pamiętać, że struktura soczewek wewnątrzgałkowych musi zapewniać ich stabilne utrzymanie na miejscu.Użyj tych elementów oraz zacisku, aby przymocować soczewkę do platformy. W tym miejscu soczewka jest zamocowana i gotowa do użycia w protokole. Jako źródło światła dla goniofotometru wykorzystaj laser o wąskiej szerokości linii.Należy wybrać obiektyw 10X z korekcją nieskończoności, aby skupić wiązkę w jednomodowym światłowodzie dostarczającym. Światłowód należy umieścić w punkcie ogniskowym obiektywu w celu skolimowania źródła światła. Następnie przed źródłem światła należy umieścić przysłonę irysową, aby dostosować średnicę wiązki Gaussa.Średnica otworu powinna odpowiadać ludzkiemu oku, wynosząc od jednego do sześciu milimetrów. Należy ustawić źródło światła tak, aby soczewka wewnątrzgałkowa znajdowała się bezpośrednio przed nim, a płaszczyzna ogniskowania soczewki była prostopadła do wiązki. Najważniejszym krokiem jest zapewnienie odpowiedniego wyrównania soczewki wewnątrzgałkowej względem źródła światła.Soczewkę wewnątrzgałkową należy ustawić tak, aby światło nie zmieniało kierunku podczas przechodzenia przez jej środek. Wyśrodkowanie wewnątrzgałkowe można przeprowadzić przy użyciu otworu przypominającego pinhole umieszczonego za soczewką wewnątrzgałkową, aby zidentyfikować kierunkowość źródła światła przed jego przejściem przez soczewkę. Położenie soczewki można regulować za pomocą stolika platformy.Następnie ustaw stół motorowy tak, aby jego oś obrotu znajdowała się bezpośrednio pod soczewką wewnątrzgałkową. Zapewnia to umieszczenie soczewki wewnątrzgałkowej w centrum trajektorii goniofotometru. Użyj ramienia translacji liniowej, aby dostosować odległość między fotodiodą a soczewką wewnątrzgałkową w celu zrównoważenia potrzeb w zakresie sygnału i rozdzielczości.W tym przypadku wybrano odległość 6,75 centymetrów. Przed zebraniem danych należy upewnić się, że aparatura jest odpowiednio skonfigurowana do eksperymentu. Należy sprawdzić, czy kąt padania światła na soczewkę wewnątrzgałkową wynosi zero stopni.Następnie należy zwrócić uwagę na przysłonę i upewnić się, że jej otwór jest zgodny z typową średnicą tęczówki. Należy również sprawdzić, czy odległość od soczewki wewnątrzgałkowej do fotodiody, a także kąt nachylenia fotodiody, są prawidłowe. Na tym etapie należy sfinalizować automatyzację procesu gromadzenia danych.Podczas eksperymentu stolik obrotowy będzie przesuwał fotodiodę o 360 stopni wokół soczewki wewnątrzgałkowej, aby umożliwić zbieranie danych pod różnymi kątami. Wielkość kroku kątowego jest parametrem wejściowym programu automatyzacji. Przed przeprowadzeniem eksperymentu należy odciąć dopływ światła do aparatury, zamykając ją w pojemniku z nierefleksyjną powłoką wewnętrzną.Należy zapewnić otwór dla źródła światła. Po przygotowaniu należy przeprowadzić eksperyment przy wyłączonym zbędnym oświetleniu. Istnieje bezpośrednia korelacja między średnicą wiązki a natężeniem światła rozproszonego w funkcji kąta obrotu.W tych danych przedstawiono dwie apertury przysłony dla soczewki jednoogniskowej. Czarna krzywa odpowiada średnicy przysłony wynoszącej 1 mm. Czerwona krzywa odpowiada aperturze przysłony wynoszącej 4,64 mm.Jakościowo różnica jest wyraźna. Dane pozwoliły na ilościowe badanie zmiany natężenia sygnału. Na natężenie rozproszenia światła wpływa również kąt padania.Na tym wykresie przedstawiono dane dla czterech różnych kątów padania dla soczewki jednogośnej. Wraz ze wzrostem kąta padania w kierunku kąta stycznego, natężenie rozproszenia wzrasta zgodnie z oczekiwaniami, ponieważ większość światła odbija się od soczewki. Porównaj dane dla soczewki jednogośnej z danymi dla soczewki wielogośnej.Dane odpowiadają tym samym kątom padania. Należy zwrócić uwagę na poszerzenie peaków wieloogniskowych wraz ze zwiększaniem kąta padania. Najbardziej intensywny peak, przy kącie padania 80 stopni, znajduje się na granicy między światłem rozproszonym do przodu i do tyłu.Może to zostać zidentyfikowane jako odblask. Chociaż ten materiał testowy został opracowany do badania soczewek wewnątrzgałkowych, ma on szersze zastosowanie i może być wykorzystywany do testowania soczewek kontaktowych oraz innych komponentów optycznych. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak przenieść koncepcję goniofotometru na ilościową ocenę rozproszenia światła po przejściu przez soczewki wewnątrzgałkowe.Należy pamiętać, że praca z laserami może być niezwykle niebezpieczna, dlatego podczas przeprowadzania eksperymentu należy zawsze przestrzegać środków ostrożności, takich jak noszenie okularów ochronnych.

scanning-light-scattering-profiler-slps-based-methodology-to

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Prezentujemy nieniszczącą metodę próbkowania zmienności przestrzennej w kierunku światła rozproszonego z materiałów strukturalnie złożonych. Utrzymując materiał w stanie nienaruszonym, zachowujemy rozpraszanie w skali grubej, jednocześnie rejestrując precyzyjne wkłady kierunkowe za pomocą obrazowania o wysokiej rozdzielczości. Wyniki są wizualizowane w oprogramowaniu w biologicznie istotnych pozycjach i skalach.

Pomiar przestrzennego i kierunkowego rozpraszania światła od materiału biologicznego

Interferometria pod mikroskopem światła białego to optyczna, bezkontaktowa i szybka metoda pomiaru topografii powierzchni. Pokazano, w jaki sposób metoda może być zastosowana do analizy zużycia mechanicznego, w której analizowane są blizny po zużyciu w próbkach badań tribologicznych; oraz w materiałoznawstwie w celu określenia objętości i głębokości rozpylania wiązką jonów lub ablacji laserowej.

Charakterystyka modyfikacji powierzchni za pomocą interferometrii światła białego: zastosowania w rozpylaniu jonowym, ablacji laserowej i eksperymentach tribologicznych

Tutaj prezentujemy protokół do budowy szybkiego spektrometru Brillouina. Kaskadowe wirtualnie obrazowane etalony z matrycą fazową (VIPA) osiągają prędkość pomiaru ponad 1000 razy większą niż tradycyjne skaningowe spektrometry Fabry'ego-Perota. To ulepszenie zapewnia środki do analizy tkanek i biomateriałów metodą Brillouin przy niskich poziomach mocy in vivo.

Szybki spektrometr sub-GHz do analizy rozpraszania Brillouina

Polimeryzacja wytrącająca bez mieszania zapewnia szybkie, powtarzalne podejście do prototypowania syntezy wrażliwych na bodźce mikrożeli poli(N-izopropyloakrylamidowych) o wąskim rozkładzie rozmiarów. W tej syntezie protokołu demonstruje się charakterystykę rozpraszania światła i śledzenie fluorescencji pojedynczych cząstek tych mikrożeli w mikroskopii szerokokątnej.

Kontrolowana synteza i śledzenie fluorescencji wysoce jednorodnych mikrożeli poli(N-izopropyloakrylamidowych)

Przedstawiono protokół bezpośredniego pomiaru rozkładu wielkości cząstek w stężonych roztworach za pomocą dynamicznej mikroskopii rozpraszania światła.

Pomiar rozkładu wielkości cząstek w mętnych roztworach za pomocą mikroskopii dynamicznego rozpraszania światła

Opisujemy konstrukcję spektrometru CW-SBS do szybkiego rozpraszania Brillouiny stymulowanego falami ciągłymi. Spektrometr wykorzystuje lasery diodowe o pojedynczej częstotliwości i atomowy filtr wycinający do pozyskiwania widm transmisyjnych mętnych/niemętnych próbek o wysokiej rozdzielczości spektralnej przy prędkościach do 100 razy większych niż w przypadku istniejących spektrometrów CW-SBS. To ulepszenie umożliwia szybką analizę materiału Brillouina.<br...

Szybki spektrometr rozpraszania Brillouina stymulowany falami ciągłymi do analizy materiałów

Tutaj prezentujemy protokół pozwalający uzyskać trójwymiarową (3D) fluorescencję (3D) i obraz siatkówki OCT o dużym polu widzenia (FOV) za pomocą nowatorskiej platformy multimodalnej do obrazowania. Przedstawimy konfigurację systemu, metodę wyrównania i protokoły operacyjne. Przeprowadzone zostaną badania obrazowe in vivo, a ich wyniki zostaną przedstawione.

Multimodalne obrazowanie wolumetryczne siatkówki za pomocą skośnej skaningowej oftalmoskopii laserowej (oSLO) i optycznej koherentnej tomografii (OCT)

Przedstawiono metody numeryczne i eksperymentalne dla wielokrotnego rozpraszania światła w dyskretnych ośrodkach losowych gęsto upakowanych cząstek. Metody te są wykorzystywane do interpretacji obserwacji planetoidy (4) Westa i komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Rozpraszanie i absorpcja światła w regolitach planetarnych

W tym protokole przedstawiamy elementy projektu koncepcyjnego i rozwój strukturalny aparatu do pomiaru ostrości olśnienia. Dodatkowo opisano konstrukcję urządzenia do pomiaru dodatnich dysfotopsji (aureole, szprychy) oraz dwupunktowych progów świetlnych.

Pomiar behawioralnych skutków rozproszenia wewnątrzgałkowego

Przedstawiamy protokół użycia światłowodowej konfokalnej laserowej mikroendoskopii (CLM) do nieinwazyjnego badania czasoprzestrzennego rozkładu liposomów w oku po wstrzyknięciu podspojówkowym.

Przestrzenno-czasowe obrazowanie in vivo ocznych systemów dostarczania leków za pomocą światłowodowej konfokalnej laserowej mikroendoskopii

Poznaj metodologię SLPS do ilościowej oceny rozpraszania światła z soczewek wewnątrzgałkowych. Technika goniophotometru umożliwia pomiar kierunkowości i intensywności rozproszonego światła, pomagając przewidywać potencjalne efekty uboczne przed implantacją.

Metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (SLPS) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych (Wideo) | JoVE Journal

Metodologia oparta na skanowaniu profilera rozpraszania światła (SLPS) do ilościowej oceny rozpraszania światła do przodu i do tyłu z soczewek wewnątrzgałkowych

Przeglądaj więcej filmów