Summary
Detta protokoll beskriver skanningsljusspridningsprofilen (SLSP) som möjliggör en fullvinkel kvantitativ utvärdering av fram och tillbaka spridning av ljus från intraokulära linser (IOL) med hjälp av goniophotometerprinciper.
Abstract
Metoden för scanning ljusspridningsprofil (SLSP) har utvecklats för fullvinkel kvantitativ utvärdering av fram och tillbaka ljusspridning från intraokulära linser (IOL) med hjälp av goniophotometerprinciper. Detta protokoll beskriver SLSP-plattformen och hur den använder en 360 ° rotationsfotodetektor som genomsökas runt ett IOL-prov medan du registrerar intensiteten och placeringen av det spridda ljuset när det passerar genom IOL-mediet. SLSP-plattformen kan användas för att förutsäga, icke-kliniskt, benägenheten för nuvarande och nya IOL-konstruktioner och material för att inducera ljusspridning. Icke-klinisk utvärdering av ljusspridningsegenskaper hos IOL kan signifikant minska antalet patientklagomål relaterade till oönskade bländningar, glittring, optiska defekter, dålig bildkvalitet och andra fenomen som är förknippade med oavsiktlig ljusspridning. Framtida studier bör genomföras för att korrelera SLSP-data med kliniska resultat för att identifieraVilken uppmätt ljusspridning är mest problematisk för patienter som har genomgått kataraktkirurgi efter IOL-implantation.
Introduction
Projektet för ljusspridningsprofil (SLSP) introducerades först för att hantera behovet av att kvantitativt utvärdera ljusspridningsegenskaper hos intraokulära linser (IOL) i en icke-klinisk inställning 1 . Att utveckla en testmetod för att utvärdera ljusspridningstendenser hos IOL-mönster och material är av stort intresse för att hjälpa till att identifiera potentiella oönskade ljusproblem. Ljusspridning rapporteras vanligen av patienter och observeras som bländning, glittring, optiska brister och andra former av dysfototi 2 , vilket ibland leder till en patient som begär IOL-utforskningen. Förutom dysphotopsia reducerar det spridda ljuset mängden ballistiskt ljus vilket resulterar i en lägre bildkvalitet totalt 3 . Utveckla en enhet som inte kliniskt kan utvärdera IOL-potentialen för att sprida inkommande ljus (och senare korreleras med kliniskt rapporterade resultat) cEn vara användbar.
Utvärdering av optiska egenskaper hos IOLs (linsen som används för att ersätta den mänskliga kristallina linsen efter kataraktkirurgi) är av särskilt intresse eftersom det är den vanligaste implanterade medicinska enheten i världen (nästan 20 miljoner per år) 4 och USA (över 3 Miljoner per år) 5 . Som ett resultat kan även en liten andel patienter som rapporterar dysfototi ha stor inverkan. Dessutom kan snabbt förbättrade teknologier ( t.ex. nya IOL-konstruktioner, material och optiska möjligheter) öka riskerna för ljusspridning. Till exempel har multifokala IOL-enheter utformats för att förbättra nära och långt synskärpa genom att designa linser som utnyttjar refraktion och diffraktion optiska principer. Även om de är mycket framgångsrika har dessa linser också visat sig öka antalet rapporterade halor och bländning, som i stor utsträckning är förknippad med spridning av ljus 6
Några icke-kliniska laboratorieundersökningar försöker förutspå dysfotopia från spriddt ljus när det passerar genom IOL 7 . Forskningen har exempelvis identifierat att IOL-haptik (IOL-armarna använde sig för att ställa in det) och kanten av IOL-enheterna är benägna att inducera en stor del av det observerade bländarfördelat ljuset 8 . En metod, en ballistisk-fotonavlägsnande integrations-sfärmetod (BRIM), infördes för att kvantitativt mäta mängden totalt icke-ballistiskt ljus efter att ha passerat genom en IOL 9 . Denna högkänsliga teknik är emellertid konstruerad för att mäta den totala intensiteten hos spridd ljus och kan inte identifiera riktning av det spridda ljuset. Datorsimuleringsprogramvara kan användas med modellögon för att förutse intensitet och riktning av ljusspridning från olika IOL-mönster och material. Till exempel, benägenheten för IOL-kanten att inducera lighenT-spridning simulerades för att identifiera konstruktioner som skulle begränsa mängden utspridda ljus 10 . Dessutom har datorsimuleringar som införlivade Mie-spridningsteorin verifierat att ökad ljusspridning kan minska IOL: s modulationsöverföringsfunktion (MTF) (en direkt korrelation med bildkvalitet) 3 . Trots att det är bra, skulle riktiga bänkprov behövas för att verifiera dessa prediktiva simuleringar.
För att verifiera prediktiva simuleringar krävs ett bänktest som kan detektera och kvantitativt utvärdera två distinkta former av spritt ljus, spridning framåt och bakåt spridda. Även om det inte är en källa till dysfotopia, är det bakomliggande spridda ljuset (ljusspridning bort från ögat) en orsak till minskad bildkvalitet, eftersom mindre ljus passerar genom IOL för att slutligen nå näthinnan. Framåt spritt ljus (ljusspridning mot näthinnan) är ett bekymmer för ögonläkare som detKan leda till klagomål av dysfototi ( t ex bländning, halo och glittring). Ett vanligt exempel är att patienter rapporterar ytterligare oönskad bländning från att passera kommande bilar under nattkörning. Problemet är särskilt vanligt med multifokala IOLs 11 . Den nuvarande praxis för att identifiera potentiellt framåt spridda ljus är dock för ögonläkare att lysa ljus på patientens öga och kvalitativt observera hur mycket ljus som reflekteras tillbaka (bakåt spritt ljus) och antar att det bakåt spridda ljuset kommer att vara ungefär detsamma som den spridning som spridits framåt Ljus (vilket inte alltid är fallet) 12 .
Här beskriver vi en enkel testmetod med hjälp av goniophotometry-principer för att kvantitativt mäta magnitud och riktning för utspridda ljus vid den passerar genom en intraokulär lins. SLSP fungerar genom att rotera en fotodiodsensor 360 grader runt en IOL som exponeras för en ljus sWece, se figur 1a . Vi valde en grön laserkälla (543 nm) för att bäst representera det kända fotopixet och överensstämma med de internationella standardspecifikationerna 13 . Här är en IOL anpassad till en rotations- och translationshållare där en fotodiodsensor kan cirkla runt och observera ljusspridning av linsen. Som ett resultat har SLSP den unika förmågan att kvantitativt mäta magnitud och riktning av spridda ljus. Även om det inte beskrivs här, för bättre förutsägbara förmågor, bör experimenten utföras inom en kontrollerad miljö med hjälp av en lämplig ögonmodell. Avståndet mellan IOL och den optiska sensorn (liksom sensorelementets storlek) bestämmer enhetens upplösningsförmåga. Det kommer dock att finnas en byte mellan upplösning och signalstyrka som kommer att behöva justeras, efter behov.
Att noggrant beskriva principlS av SLSP-plattformen definierar vi tre typer av rotationsvinklar, se figur 1b och 1c . Specifikt representerar vridningsvinkeln (˚R) rotationen hos en fotodiodsensor när den roterar runt en IOL. Här skulle 0˚R representera när sensorn ligger bakom linsen (bakåt spridd ljus) och 180˚R representerar när sensorn är framför linsen (framåt spridda ljus). Vinklarna 90˚ och 270˚ representerar övergångspunkterna mellan framåt och bakåt spritt ljus. Avkänningsvinkeln (˚S) representerar grader som sensorn svängs (i upp- och nedriktningen) så att den kan detektera mer än ett plan spridda ljus. Här betyder 0˚S att sensorns yta är parallell med IOL (och ljuskällan). Slutligen representerar infallsvinkeln (˚I) den vinkel som ljuskällan närmar sig IOL från. Här motsvarar 0˚I när incidentljuset ligger på IOLs optiska axel och 90 &# 730; Skulle representera när ljuskällan är vinkelrätt mot Meridionalplanet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. SLSP-mätplattformberedning
OBS! Alla anpassningssteg kräver noggrannhet och tålamod för att säkerställa exakt kvantifiering vid mätning av ljusspridning. En översikt över SLSP-inställningen enligt figur 1 . Här visar en illustration ( Figur 1a ) det grundläggande konceptet för SLSP-inställningen. Dessutom hjälper figurerna 1b och 1c att definiera de olika vinklarna som avses i diskussionen. Specifikt definieras följande tre vinklar inom figurerna 1b och 1c : ˚R (sensorns rotationsvinkel), ˚S (mätvinkeln) och ˚I (IOL-infallsvinkeln).
- SLSP-anpassning (Figur 2).
- Fokusera en smallinjebaserad laserkälla (här, en 543 nm central våglängd) till en optisk fiber med en enda funktion, med en 10 × oändlighetskorrigerad objektivlins.
OBS: Testa låretT-källa för att säkerställa att lumenutgången är stabil eller mätningar blir svåra att kvantifiera. En fokuserad stråle bestäms genom att observera ljus som passerar genom fibern, detta kommer inte att uppnå 100% effektivitet, men bör vara tillräckligt så att ljuset i slutändan kan detekteras av sensorn. - Kollimera ljuskällan genom att integrera optisk optisk fiber med en 10X oändlighetskorrigerad objektiv så att fibern placeras på objektivets fokuspunkt. Utgångsljuset bör resultera i en jämn Gaussisk strålprofil.
- Placera en irisöppning framför ljuskällan för att justera Gaussian strålans diameter.
OBS! Ställ in irisbländardiametern för att vara representativ för ett mänskligt öga ( t.ex. 1-6 mm diameter). Eftersom klagomål för ljusspridning typiskt är associerat med nattkörning, kan irisöppningsdiametrar som är representativa för en dilaterad iris vara att föredra. - Konstruera en goniophotometer genom att fästa en fotodiod senSor till ett motoriserat / programmerbart 360 ° rotationsstadium med linjär översättning (x, y och z-riktning) med en utdragbar arm (metallpost med stolpe).
ANMÄRKNING: Utforma en plattform som möjliggör översättning såväl som tiltjusteringar. Design sensorns fäste som möjliggör 360˚ sensorns rotationsvinkel (˚R) och kan justeras till minst 45˚ sensorns vinkelrotation (˚S) för att mäta olika scatterplattor. Avståndet på den förlängda armen är beroende av fotodiodsensorns känslighet och den önskade vinkelfrekvensen. - Justera sensorns vinkel för detektering (vid behov) genom att vinkla av sensorns ansikte och justera armarna.
- Fokusera en smallinjebaserad laserkälla (här, en 543 nm central våglängd) till en optisk fiber med en enda funktion, med en 10 × oändlighetskorrigerad objektivlins.
- IOL-anpassning
- Konstruera en IOL-hållplattform så att IOL är placerad ovanför goniophotometern ( Figur 2 ).
- För att uppnå detta ska du bygga IOL-hållplattformen så att IOL är avstängd abOvanför goniophotometerets centrum (vändning av goniophotometerns och IOLs positioner är också möjligt).
- För att bygga plattformen använd fyra cylindriska stolpar med 18 "långa, ½" diameter och stolar och fäst dem på en 18 x 18 "brödbräda. Detta brödbräda är basstödet till plattformen.
- För att uppnå detta ska du bygga IOL-hållplattformen så att IOL är avstängd abOvanför goniophotometerets centrum (vändning av goniophotometerns och IOLs positioner är också möjligt).
- Fäst ett translationssteg (x, y och z-riktning) med lutnings- och rotationsfunktioner under brödbrädet så att scenen är vänd nedåt.
OBS! Översättningssteg med små stegstorlekar (några mikroner) möjliggör högre precision vid inriktningen av IOL och förbättrar goniophotometrynoggrannheten. Plattformens specifika dimensioner kan anpassas efter individuella behov. Som ett resultat kan de cylindriska stolparna och brödbrätsdimensionerna justeras.- Fäst fästet IOL på IOL-hållplattformen genom att klämma fast en av IOL-haptikerna.
OBS: I detta bevisAv försöksförsök testas IOLs i luften; Emellertid, IOL i lösning och temperaturer som bäst representerar in vivo- betingelser skulle vara ideala.
- Fäst fästet IOL på IOL-hållplattformen genom att klämma fast en av IOL-haptikerna.
- Justera IOL direkt framför ljuskällan (med IOL-planet vinkelrätt mot ljuskällan) med hjälp av linjära och lutningsjusteringar från IOL-hållplattformen för att säkerställa att ljusriktningen inte ändras när den passerar genom centrum av IOL. Denna position kommer att utgöra en infallsvinkel (I˚) på 0˚.
- Identifiera placeringen av ljuspunkten från ljuset från IOL och placera en liten konisk enhet vid fokalpunkten för att mildra detekteringen av defokuserat ljus (vid behov). Identifiera ljuspunkten genom att placera en bit papper (som ett visitkort) bakom IOL och identifiera var ljuset är starkast fokuserat. Detta kan vara en subjektiv mätning.
OBS! Detta steg är bara nödvändigt om du vill mäta rent non-bAllistiskt ljus. - Placera motorsteget för fotodiodsensorn direkt under IOL för att säkerställa att IOL ligger i centrum av goniophotometerbanan. Rikta in goniophotometern så att den är cirka 12 cm från IOL.
OBS: Förhållandet mellan IOL och goniophotometern bestämmer testens upplösning, där längre bort goniophotometern är placerad, kan den högre upplösningen uppnås. Ökad avstånd (och mindre stegstorlekar) kommer dock att resultera i lägre signal och längre experimenttider. - Justera incidensvinkeln (I˚) genom att rotera IOL-hållplattformen.
OBS! Ursprungliga försök bör utföras med en infallsvinkel på 0˚ till 80˚. Utan 80˚ börjar närma gräsvinkeln där allt ljus kommer att reflekteras.
- Konstruera en IOL-hållplattform så att IOL är placerad ovanför goniophotometern ( Figur 2 ).
- Programmering
- Bygg ett program för att samordna den mekaniska moSensorns vinkel med motsvarande ljusmätning med hjälp av systemdesignprogramvara (se kompletterande fil 1 och materialtabell ).
OBS! När du bygger programvaran tar du hänsyn till sensorns hastighet för att säkerställa att sensorns fysiska läge exakt återspeglar dess inspelade mätning. Programmet utformat för detta experiment finns i kompletterande fil 1 .
- Bygg ett program för att samordna den mekaniska moSensorns vinkel med motsvarande ljusmätning med hjälp av systemdesignprogramvara (se kompletterande fil 1 och materialtabell ).
2. SLSP Experimentation och Data Analysis
- Skanning (˚R)
- Se till att IOL och ljuskälla är korrekt inriktade (se avsnitt 1.1 och 1.2).
- Konstruera en inneslutning runt fotodiodsensorn och IOL med en behållare med reflekterande intern beläggning för att minimera detekteringen av felaktigt ljus. Se till att det finns en öppning för ljuskällan.
OBS! Skåpets specifika utformning ska anpassasBaserat på ett yttre ljus i rummet. Som ett resultat kan flera mönster användas. Ändamålet med höljet är dock att mildra allt yttre ljus från att detekteras av sensorn. - Stäng av alla ljuskällor i rummet, förutom programmeringsdatorn.
- Kör programvaran SLSP (steg 1.3.1) så att sensorn roterar runt IOL för att mäta spridda ljus vid varje rotationsgrad (˚R).
- För att mäta spridda ljus på mer än ett plan, kör SLSP-programvaran flera gånger medan manuell inställning av sensorens förlängda arm och sensorens mätvinkel (˚S).
OBS: Antalet gånger programmet körs beror på önskat resultat. De uppmätta mätningsvinklarna kommer att resultera i mer precision för att identifiera riktningen av det spridda ljuset. - För studier av stråldiameter, justera irisöppningen till önskad diameter innan du kör SLSP-programmet.
OBS: HennesE, laserstråldiametrarna på 1, 2, 3, 4 och 4,64 mm användes för att bäst efterlikna typiska irisdiametrar. 4,64 mm var den största diametern som användes eftersom detta var diametern för den kollimerade strålen utan att passera genom irisöppningen. - För studier om infallsvinkel, rotera IOL-fästet till önskad infallsvinkel innan du kör SLSP-programmet. Här studerades invändningsvinklar (I˚) på 0˚, 20˚, 45˚ och 80˚.
OBS! Ett vetenskapligt databehandlingspaket behövs för analys av de insamlade uppgifterna. - För tredimensionell bildbehandling sammanfogar man data från varje skanning vid olika ˚S med ett databehandlingspaket. Stich dataen genom att plotta en matrisbok där sensorns mätvinkel (˚S) är ritad mot vinkeln eller rotationen (˚R).
OBS! För att bättre representera in vitro- förhållanden kan SLSP-plattformen vändas så att goniophotometern ligger över IOL och IOL kan dåPlaceras inuti ett temperaturkontrollerat saltlösningsbad. Under dessa förhållanden måste emellertid sensorns uppehållstider vara betydligt längre för att ta hänsyn till saltlösningens rörelse när sensorn flyttas från position till position och förskjuter mediet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Goniophotometry-mätningar kan producera 360˚R signal när sensorn inte finns på ljuskällans plan. För att samla mätningar från spriddt ljus på ljuskällans plan (0˚I) måste sensorn emellertid fördubbla ljuskällan, vilket resulterar i mindre än 360˚R signal. I våra experiment bestämdes det att ~ 20˚R signal var blockerad då sensorn förmörkade ljuskällan.
Experiment har visat att fyra huvudsakliga platser för ljusspridning observeras åt vänster och höger om direkt bakåt spridda ljus (~ 150˚-175˚R och ~ 185˚-225˚R) och till vänster och höger om direkt framåt spridda ljus ( ~ 10˚-25˚R och 325-350˚R). Inverkan av laserstråldiametern visade att det finns en direkt korrelation mellan stråldiametern och intensiteten hos det spridda ljuset, vilket förväntas. Som ett exempel visar figur 3 skillnaden i ljusspridningssignal mellan en irisöppning på 1 mm och 4,64 mm (storleken av den kollimerade ljuskällan utan en öppning). Genom att integrera området under signaltopparna kan en kvantitativ skillnad i signalintensitet beräknas. Alternativt kan den totala intensiteten för fram- eller bakre scatter (eller kombinationen av de två) beräknas. Denna information kan vara till hjälp för ögonläkare eller tillverkare för att utvärdera kvaliteten på IOL.
Patienter med implanterade multifokala IOL rapporterar vanligtvis klagomål om att observera dysfototi associerad med ljusspridning, särskilt vid körning på natten. Patienter rapporterar att ljusspridningen i stort sett observeras från passande bilar ( dvs. ljus med stora infallsvinklar [I˚]). Som ett resultat testades ljusspridning från multifokala IOLs med hjälp av SLSP-metoden (se Figur4). Experiment visade att, jämfört med mer typiska monofokala IOL, producerade multifokala IOLer större toppområden samt fler toppar. Som exempel visar Figur 4 SLSP-skanningen för en 45˚I infallsvinkel med en multifokal IOL. Figur 4 inset visar en fotografisk bild av ljusprojektionen som passerar genom en multifokal IOL (grön cirkel med koncentriska ringar) tillsammans med förstorad SLSP-signal mellan rotationsvinklarna 300-360˚. Figur 4 visar att de visuellt observerade noderna från den multifokala IOL kan detekteras och identifieras med användning av SLSP-metoden och att den intensiva och breda signalen kan vara den potentiella orsaken till den observerade bländningen av nattdrivrutiner.
Korrelationen mellan infallsvinkeln (I˚) och ljusspridningen studerades för monofokala och multifokala IOL (se figur 5 ). Här, monofokala (vänster) och multifokAl (höger) IOL: er roterades vid 0˚I (svart linje), 20˚I (tanlinje), 45˚I (tealinje) och 80˚I (röd linje) för varje SLSP-skanning. Som framgår av högra panelen observeras en breddning av topparna, då infallsvinkeln ökar. Dessutom, när infallsvinkeln närmar sig betesincidensvinkeln (~ 80˚I) ökar intensiteten och det spridda ljuset dramatiskt. Dessa resultat förväntas, eftersom det mesta ljuset reflekteras ( dvs. betas) av linsmediet nära denna betningsvinkel. Vid jämförelse av multifokala och monofokala IOLs observerades ljusspridning från multifokala IOL att vara mer än dubbelt så intensiv och med skarpare toppar än monofokala IOL. Dessa observerade skillnader kan påverka signifikant mängden bländning som rapporterats av patienter. Dessutom, som visas från 80˚I-skanning (röd linje på högra panelen) ligger den mest intensiva toppen vid gränsen mellan fram- och bakåtförstört ljus (90˚R). Det är tänkbart att detta spriddaLjus kan föröka sig längs ytan av IOL och detekteras vid näthinnan och identifieras som bländning.
Figur 1: Schematisk av SLSP Rotational Concepts. ( A ) SLSP-huvudinställningen för att kvantitativt profilera fram och tillbaka ljusspridning efter exponering för en intraokulär lins. ( B ) Uppifrån av SLSP-inställningen där ˚R är rotationsvinkeln hos sensorn. 0˚R är den plats där sensorn helt förmörkar ljuskällan. ( C ) Sidovy av SLSP-inställningen där ˚S är avkänningsvinkeln. 0˚S är vinkeln där sensorn befinner sig på ljusskivans plan som är vinkelrätt mot IOL. ˚I representerar incidensvinkeln med avseende på ljuskällan och IOL. Här är 0˚I den vinkel där infalljuset är vinkelrätt mot ytan av IOL. ThiS siffra har modifierats från Walker, BN et al. 1 Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Bild av SLSP-inställningen. Fotografisk bild av SLSP-inställningen som visar plattformen (utan skyddskåpa). Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: Korrelation mellan ljusspridningsintensitet och stråldiameter. Inverkan av strålprofilens diameter på intensiteten av spridd ljus. Rotationsvinkelprofil för scatteRött ljus för 1 mm stråldiameter och maximal stråldiameter (~ 4,6 mm). Denna siffra har modifierats från Walker, BN et al. 1 Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 4: Observerad ljusspridning av multifokal IOL. SLSP-test av ett multifokalt IOL-prov med en infallsvinkel på 45˚. Inset visar en förstorad profil av de mest intensiva spridningstopparna som motsvarar en kamerabild av ljusets spridning (grön cirkel) projicerad på en plan yta. Denna siffra har modifierats från Walker, BN et al. 1 Vänligen klicka här för att se ett större versio N av denna figur.
Figur 5: Korrelation mellan ljusspridningsintensitet och infallsvinkel (I˚). Påverkan av infallsvinkeln på ljusspridning från IOL: s jämförelse (vänster) monofokala och (höger) multifokala IOL. Observera att graferna bara verkar vara förskjutna eftersom förändringar av infallsvinkeln också skiftar platsen för det spridda ljuset. Denna siffra har modifierats från Walker, BN et al. 1 Vänligen klicka här för att se en större version av denna figur.
Kompletterande fil 1: Programprogram för att koordinera sensorens mekaniska rörelse med dess motsvarande ljusmätning .Ove.com/files/ftp_upload/55421/SLSP-JoVE.vi">Välj klicka här för att ladda ner den här filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Resultaten från SLSP-plattformsexperimenten har visat att användandet av enkla goniophotometryprinciper kan leda till ett kraftfullt verktyg för att utvärdera egenskaperna hos ljusspridning i samband med unika IOL-design och material. Specifikt har SLSP-plattformen observerat en direkt korrelation mellan mängden detekterbart spritt ljus och stråldiametern hos ljuskällan. Dessutom observerades de multipla spridna toppar som hittades i multifokala IOLs lätt med SLSP. Dessutom, när ljuskällan närmade sig betesvinkeln, observerade SLSP en dramatisk ökning av utspridda ljus, eftersom det mesta ljuset reflekterades från linsytan.
Såsom diskuterats i protokollet är inriktningen av ljuskällan och IOL kritisk för exakt mätning av utspridda ljus. Dessutom är det viktigt att sensorns placering är korrekt korrelerad med sensormätningen via programvaruprogrammering. Anpassning iSsues kan korrigeras genom att passera ljusutmatningen genom pinhålöppningar som ligger på samma optiska plan (X, Y och Z). Pinholeöppningar placerade bakom IOL kan också användas för att säkerställa att IOL också är rätt inriktad. Felsökning av det anpassade programvaran uppnås genom att säkerställa att varje programsteg gör det önskade resultatet.
SLSP-plattformen har visat sig kvantitativt utvärdera storleken och riktningen för ljusspridning med en nästan 360-graders visningskapacitet. Som en följd kan SLSP-plattformen vara ett kraftfullt verktyg för att utvärdera nuvarande och nya IOL-mönster och material för att bättre förutsäga om de har potential för överdriven spridning av ljus, särskilt när de kombineras med kraftfulla simuleringsprogram. Detta icke-kliniska tillvägagångssätt kan minska mängden patientrapporterad dysfotografi och förbättra den totala bildkvaliteten hos IOL, vilket leder till en minskning av otillfredsställda patienter och sekundär surGeries att explanta linserna.
Den nuvarande konfigurationen av SLSP-plattformen har begränsningar som är relaterade till bäst representerande in vivo- förhållanden, eftersom temperaturen och omgivande media inte imiterar ögonförhållandena. Modifikationer av plattformen kan göras för att korrigera denna begränsning. Speciellt kan plattformen inverteras så att sensorn ligger över IOL och IOL kan placeras i ett temperaturkontrollerat saltlösningsbad och / eller inuti ett modellöga. Dessa resultat skulle bättre motsvara de tillstånd som patienter upplever. Dessutom kan 360˚ avbildning uppnås genom att modifiera goniophotometern. Dessa förändringar på plattformen kan göras för att förbättra utvärderingen av IOL-ljusspridning; Det är dock inte ett känt bekymmer för bländning eller glans, eftersom det här ljuset inte kommer att detekteras av näthinnan. Efter att dessa ändringar har gjorts kan SLSP användas för direkt utvärderingN av mönster och material i nuvarande och framtida IOL. Dessutom kan korrelerade SLSP-resultat med validerade patientrapporterade resultat och datorsimuleringar vara ett kraftfullt verktyg för att bättre förutsäga resultat och i sista hand hjälpa till att flytta optisk testning från klinisk till icke-klinisk. Översättning från klinisk till icke-klinisk kommer att leda till att innovativa IOLs kommer på marknaden tidigare och minska behovet av potentiellt skadliga (och dyra) kliniska studier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Omnämnandet av kommersiella produkter, deras källor eller deras användning i samband med material som rapporteras häri, ska inte tolkas som antingen en faktisk eller underförstådd godkännande av sådana produkter av Department of Health and Human Services.
Acknowledgments
Författarna vill tacka företagen för tillgången till deras monofokala och multifokala IOL. Detta arbete stöddes av Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) och Medical Device Fellowship Program (MDFP) och deras bidrag uppskattas. Dessutom vill författarna tacka Samuel Song för sina bidrag i laboratoriet.
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).
