Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basert metode for å kvantitativt vurdere fremover og bakover lys spredning fra intraokulære objektiver

Published: June 6, 2017 doi: 10.3791/55421

Summary

Denne protokollen beskriver skanningslinspredningsprofilen (SLSP) som muliggjør en vinkelkvantitativ evaluering av frem og tilbake spredning av lys fra intraokulære linser (IOL) ved bruk av goniophotometerprinsipper.

Abstract

Lanseringsprofilen (SLSP) for skanningslampe (SLSP) er utviklet for fullvinkels kvantitativ evaluering av fremover og bakover lysdispersjon fra intraokulære linser (IOL) ved bruk av goniophotometerprinsipper. Denne protokollen beskriver SLSP-plattformen og hvordan den bruker en 360 ° rotasjonsfotodetektorføler som skannes rundt en IOL-prøve mens du registrerer intensiteten og plasseringen av spredt lys når det passerer gjennom IOL-mediumet. SLSP-plattformen kan brukes til å forutsi, ikke-klinisk, tilbøyelighet til nåværende og nye IOL-konstruksjoner og materialer for å fremkalle lysspredning. Ikke-klinisk evaluering av IOLs lysdispersjonsegenskaper kan redusere antall pasientklager som er relatert til uønsket blending, glittring, optiske feil, dårlig bildekvalitet og andre fenomener forbundet med utilsiktet lysfordeling. Fremtidige studier bør utføres for å korrelere SLSP-data med kliniske resultater for å identifisereHvilken målt lysdispersjon er mest problematisk for pasienter som har gjennomgått kataraktkirurgi etter IOL-implantasjon.

Introduction

Lanseringsprofilen (scanning light scattering profiler) ble først introdusert for å løse behovet for kvantitativt å evaluere lysspredningsegenskaper for intraokulære linser (IOL) i en ikke-klinisk setting 1 . Utvikling av en testmetode for å evaluere lysfordelingstendensene i IOL-design og -materialer er av betydelig interesse for å hjelpe til med å identifisere potensielle uønskede lysspredningsproblemer. Lysspredning rapporteres ofte av pasienter og observeres som blending, glitrende, optiske ufullkommenheter og andre former for dysphotopsia 2 , som noen ganger fører til en pasient som ber om IOL-eksplosjonen. I tillegg til dysphotopsia reduserer spredt lys mengden ballistisk lys, noe som resulterer i lavere samlet bildekvalitet 3 . Utvikle en enhet som ikke-klinisk kan evaluere IOL potensialet for å spre det innkommende lyset (og senere korrelert med klinisk rapporterte resultater) cEn være nyttig.

Evaluering av optiske egenskaper av IOLs (linsen som brukes til å erstatte den menneskelige krystallinske linse etter kataraktoperasjon) er av særlig interesse som det er den mest implanterte medisinske enheten i verden (nesten 20 millioner per år) 4 og USA (over 3 Millioner per år) 5 . Som et resultat kan selv en liten prosentandel av pasientene som rapporterer dysphotopsi ha stor innvirkning. I tillegg har hurtig forbedring av teknologi ( f.eks. Nye IOL-design, materialer og optiske evner) potensialet til å øke bekymringer knyttet til lysfordeling. For eksempel har multifokale IOLer blitt utviklet for å forbedre nær og langt synshår ved å designe linser som benytter brytnings- og diffraksjonsoptiske prinsipper. Selv om de er svært vellykkede, har disse linsene også blitt funnet å øke mengden rapporterte haloer og blending, i stor grad forbundet med spredning av lys 6

Noen få ikke-kliniske laboratorieundersøkelser forsøker å forutsi dysphotopsia fra spredt lys når det går gjennom IOL 7 . For eksempel har forskning identifisert at IOL haptics (armene til IOL brukes til å sette den på plass) og kanten av IOLene er tilbøyelige til å indusere en stor mengde av det observerte blikklyset spredt lys 8 . En metode, en ballistisk-foton fjerning integrering-sfære metode (BRIM), ble introdusert for å kvantitativt måle mengden av totalt ikke-ballistisk lys etter å ha passert gjennom en IOL 9 . Imidlertid er denne svært følsomme teknikken utformet for å måle totalintensiteten til spredt lys og er ikke i stand til å identifisere retningsstyrke for det spredte lyset. Datasimuleringsprogramvare kan brukes med modelløyner for å bidra til å forutsi intensitet og directionality av lysdisplay fra ulike IOL-design og materialer. For eksempel, tilbøyelighet til IOL kanten å indusere lighT spredning ble simulert for å identifisere design som ville begrense mengden av spredt lys 10 . Videre kan datasimuleringer som inkorporerte Mie-spredningsteorien verifisert at økt lysspredning kan redusere modulasjonsoverføringsfunksjonen (MTF) til IOL (en direkte korrelasjon til bildekvalitet) 3 . Selv om det er nyttig, ville ekte benkforsøk være nødvendig for å verifisere disse prediktive simulasjonene.

For å verifisere prediktive simuleringer er det nødvendig med en benkprøve som er i stand til å detektere og kvantitativt evaluere to forskjellige former for spredt lys, fremover spredt og bakover spredt lys. Selv om det ikke er en kilde til dysphotopsia, er det bakover spredt lys (lysspredning vekk fra øyet) en årsak til redusert bildekvalitet, ettersom mindre lys passerer gjennom IOL for å nå retina. Fremover spredt lys (lysspredning mot retina) er en bekymring for oftalmologer som detKan resultere i klager av dysphotopsia ( f.eks . Bluss, halo og glitrende). Et vanlig eksempel er at pasienter rapporterer ekstra uønsket blending fra passerer kommende biler under nattkjøring; Dette problemet er spesielt vanlig med multifokale IOLer 11 . Men nåværende praksis for å identifisere potensielt fremover spredt lys er at oftalmologene skal skinne lys på pasientens øye og kvalitativt observere hvor mye lys reflekteres tilbake (bakover spredt lys) og antar at det bakover spredte lyset vil være omtrent det samme som fremover spredt Lys (som ikke alltid er tilfelle) 12 .

Her beskriver vi en enkel testmetode ved bruk av goniophotometry-prinsipper for kvantitativt måling av størrelsen og retningen for spredt lys ved at det passerer gjennom en intraokulær linse. SLSP fungerer ved å rotere en fotodiodesensor 360 grader rundt en IOL som er utsatt for en lys sEss, se figur 1a . Vi valgte en grønn laser kilde (543 nm) som best representerer det kjente fotopiske maksimumet og er i samsvar med de internasjonale standardspesifikasjonene 13 . Her er en IOL tilpasset til en rotasjons- og translasjonsholder hvor en fotodiodesensor kan sirkle rundt og observere lysdispersering av linsen. Som et resultat har SLSP den unike muligheten til å kvantitativt måle størrelsen og retningsstyrken for spredt lys. Men, selv om det ikke er beskrevet her, for bedre prediktive evner, bør eksperimenter utføres i et kontrollert miljø ved hjelp av en passende øyemodell. Avstanden mellom IOL og den optiske sensoren (samt størrelsen på sensorelementet) vil bestemme oppløsningsfunksjonene til enheten; Det vil imidlertid være en bytte mellom oppløsning og signalstyrke som må justeres etter behov.

For å beskrive prinsippet nøyaktigEs av SLSP-plattformen definerer vi tre typer rotasjonsvinkler, se figur 1b og 1c . Spesielt representerer rotasjonsvinkelen (˚R) rotasjonen av en fotodiodesensor når den roterer rundt en IOL. Her representerer 0˚R når sensoren ligger bak linsen (bakover spredt lys) og 180˚R representerer når sensoren er foran linsen (fremover spredt lys). Vinkler på 90˚ og 270˚ representerer overgangspunkter mellom fremover og bakover spredt lys. Sensorvinkelen (˚S) representerer grader som sensoren er svinget (i opp- og nedretning) slik at den kan oppdage mer enn ett spredt lys. Her betyr 0˚S at sensoroverflaten er parallell med IOL (og lyskilde). Til slutt representerer innfallsvinkelen (˚I) vinkelen som lyskilden nærmer seg IOL fra. Her svarer 0˚I til når hendelseslyset er på den optiske aksen til IOL og 90 &# 730; Ville representere når lyskilden er vinkelrett på Meridionalplanet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. SLSP-måleplattformforberedelse

MERK: Alle tilpasningstrinn krever nøyaktighet og tålmodighet for å sikre nøyaktig kvantitering ved måling av lysspredning. En oversikt over SLSP-oppsettet gitt i figur 1 . Her viser en illustrasjon ( figur 1a ) det grunnleggende konseptet av SLSP-oppsettet. I tillegg bidrar figurene 1b og 1c til å definere de forskjellige vinklene som er referert i diskusjonen. Spesifikt er de følgende tre vinklene definert i figurene 1b og 1c : ˚R (sensorrotasjonsvinkel), ˚S (sensorvinkel) og ˚I (IOL-infallsvinkel).

  1. SLSP-justering (figur 2).
    1. Fokuser en smal linjebredde laser kilde (her en 543 nm sentral bølgelengde) til en single-modus levering optisk fiber ved hjelp av en 10 × uendelig korrigert objektiv linsen.
      MERK: Test lårenT-kilden for å sikre at lumenutgangen er stabil, eller målinger vil være vanskelig å kvantifisere. En fokusert stråle bestemmes ved å observere lys som går gjennom fiberen, dette vil ikke oppnå 100% effektivitet, men skal være nok slik at lyset til slutt kan detekteres av sensoren.
    2. Kollimere lyskilden ved å integrere enkeltmodus optisk fiber med en 10x uendelig korrigert objektivlins, slik at fiberen er plassert på objektivets fokuspunkt. Utgangslampen bør resultere i en jevn Gauss-bjelkeprofil.
    3. Plasser en irisåpning foran lyskilden for å justere diameteren på Gaussisk stråle.
      MERK: Still inn irisåpningsdiameteren for å være representative for et menneskelig øye ( f.eks. 1-6 mm diameter). Ettersom klager av lysspredningstypen vanligvis er forbundet med nattkjøring, kan irisåpningsdiametre som er representative for en dilatert iris være å foretrekke.
    4. Konstruer et goniophotometer ved å feste en fotodiode senSor til et motorisert / programmerbart 360˚ rotasjonsstadium med lineær oversettelse (x, y og z retning) evner ved hjelp av en uttrekkbar arm (metallpost med postklemme).
      MERK: Utform en sceneplattform som muliggjør oversettelse samt tiltjusteringer. Design sensorfeste som muliggjør 360˚ sensorerens rotasjonsvinkel (˚R) og kan justeres til minst 45˚ sensorervinkelrotasjon (˚S) for å måle forskjellige spredningsplaner. Avstanden til den forlengede armen er avhengig av følsomheten til fotodiodensoren og den ønskede vinkelfrekvensen.
    5. Juster sensorenes deteksjonsvinkel (etter behov) ved å feste sensorflaten og justere armens plassering.
  2. IOL Justering
    1. Konstruer en IOL holdeplattform slik at IOL er plassert over goniophotometeret ( Figur 2 ).
      1. For å oppnå dette, bygg IOL holdingsplattformen slik at IOL er suspendert abOve sentrum av goniophotometeret (reversering av posisjonene til goniophotometeret og IOL er også mulig).
        1. For å konstruere plattformen, bruk fire, 18 "lange, ½" diameter sylindriske innlegg og stoler og fest dem til et 18 x 18 "brettbrett. Dette brettet er grunnstøtten til plattformen.
    2. Fest et translasjonsstadium (x, y og z retning) med vippende og roterende (I˚) evner under breadboard slik at scenen vender nedover.
      MERK: Oversetterstadier med små trinnstørrelser (noen mikroner) muliggjør høyere presisjon under justeringen av IOL, og vil forbedre nøyaktigheten av goniopotometri. Platformens spesifikke dimensjoner kan tilpasses individuelle behov. Som et resultat kan de sylindriske innleggene og breadboard dimensjonene justeres.
      1. Fest sikkerheten IOL til IOL-holdeplattformen ved å klemme en av IOL-haptikene.
        MERK: I dette bevisetMed formål eksperiment, IOLs er testet i luften; Imidlertid vil IOL i oppløsning og temperaturer som best representerer in vivo betingelser være ideelle.
    3. Juster IOL rett foran lyskilden (med IOL-planet vinkelrett på lyskilden) ved å bruke lineære og tiltjusteringer fra IOL-holdeplatformen for å sikre at lysretningen ikke endres mens du går gjennom midten av IOL. Denne posisjonen vil utgjøre en innfallsvinkel (I˚) på 0˚.
    4. Identifiser plasseringen av lyspunktpunktet fra lyset fra IOL og plasser en liten konisk enhet på brennpunktet for å redusere deteksjon av defokusert lys (når det er nødvendig). Identifiser lyspunktet av lys ved å plassere et stykke papir (for eksempel et visittkort) bak IOL og identifisere hvor lyset er mest tett fokusert. Dette kan være en subjektiv måling.
      MERK: Dette trinnet er bare nødvendig hvis du ønsker å måle rent ikke-bAllistisk lys.
    5. Plasser det motoriserte trinnet for fotodiodesensoren rett under IOL for å sikre at IOL befinner seg i midten av goniophotometerbanen. Juster goniopotometeret slik at det er ca. 12 cm fra IOL.
      MERK: Forholdet mellom IOL og goniophotometeret bestemmer oppløsningen av testene, der jo lenger unna goniopotometeret er plassert, kan den større oppløsningen oppnås. Økt avstand (og mindre trinnstørrelser) vil imidlertid resultere i lavere signal og lengre eksperimentasjonstider.
    6. Juster innfallsvinkelen (I˚) ved å rotere IOL-holdeplattformen.
      MERK: Førstegangsforsøk skal utføres med en innfallsvinkel på 0˚ til 80˚. Utover 80˚ begynner å nær beite vinkelen der alt lys vil bli reflektert.
  3. programmering
    1. Bygg et program for å koordinere den mekaniske moSensorens sensor med tilhørende lysmåling ved hjelp av systemdesignprogramvare (se tilleggsfil 1 og materialtabell ).
      MERK: Når du bygger programvare, ta hensyn til sensorens hastighet for å sikre at sensorens fysiske plassering nøyaktig gjenspeiler det registrerte målet. Programmet som er laget for dette eksperimentet, er gitt i tilleggsfil 1 .

2. SLSP-eksperimentasjon og dataanalyse

  1. Skanning (˚R)
    1. Kontroller at IOL og lyskilden er riktig justert (se avsnitt 1.1 og 1.2).
    2. Konstruer et kabinett rundt fotodiodensoren og IOL ved hjelp av en beholder med ikke-reflekterende indre belegg for å minimere detektering av utryddelseslys. Sørg for å gi en åpning for lyskilden.
      MERK: Den spesifikke utformingen av kabinettet bør tilpassesBasert på et eksternt lys i rommet. Som et resultat er flere modeller brukbare. Formålet med kabinettet er imidlertid å redusere alt eksternt lys fra å bli detektert av sensoren.
    3. Slå av alle lyskilder i rommet, bortsett fra programmeringsdatamaskinen.
    4. Kjør SLSP-programvaren (trinn 1.3.1) slik at sensoren roterer rundt IOL for å måle spredt lys ved hver rotasjonsgrad (˚R).
    5. For å måle spredt lys på mer enn ett plan, kjør SLSP-programvaren flere ganger mens manuell justering av sensorens utvidede arm og sensorens målingsvinkel (˚S).
      MERK: Antall ganger programmet kjøres, er avhengig av ønsket utfall. Jo flere målte deteksjonsvinkler vil resultere i mer presisjon for å identifisere retningen av spredt lys.
    6. For studier av strålediameter, juster irisåpningen til ønsket diameter før du kjører SLSP-programmet.
      MERK: HennesE, ble laserstråldiametrene på 1, 2, 3, 4 og 4,64 mm benyttet for å etterligne typiske irisdiametre. 4,64 mm var den største diameteren som ble brukt som diameteren av den kollimerte strålen uten å passere gjennom irisåpningen.
    7. For studier av infallsvinkelen, drei IOL-festet til ønsket infusjonsvinkel før du kjører SLSP-programmet. Her ble innfallsvinkler (I˚) på 0˚, 20˚, 45˚ og 80˚ studert.
      MERK: En vitenskapelig databehandlingspakke er nødvendig for analyse av innsamlede data.
    8. For tredimensjonal avbildning samler dataene fra hver skanning til forskjellige ˚S med en databehandlingspakke. Stik dataene ved å tegne en matrisebok der sensorens målingsvinkel (˚S) er tegnet mot vinkelen eller rotasjonen (˚R).
      MERK: For bedre å representere in vitro- forhold, kan SLSP-plattformen reverseres slik at goniopotometeret ligger over IOL, og IOL kan daPlasseres inne i et temperaturkontrollert saltoppløsningsbad. Under disse forhold vil sensoroppholdstidene imidlertid være betydelig lengre for å ta hensyn til bevegelsen av saltoppløsningen når sensoren flyttes fra posisjon til posisjon og forskyver mediet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Goniophotometry målinger kan produsere 360˚R signal når sensoren ikke er plassert på lyskilden. For å samle målinger fra spredt lys på lyskildens plan (0˚I) må sensoren imidlertid formørke lyskilden, noe som resulterer i mindre enn 360˚R signal. I våre eksperimenter ble det bestemt at ~ 20˚R signal ble blokkert da sensoren oversvømte lyskilden.

Eksperimenter fant at fire hovedsteder av lysdisplay observeres til venstre og høyre for direkte bakover spredt lys (~ 150˚-175˚R og ~ 185˚-225˚R) og til venstre og høyre for direkte fremover spredt lys ( ~ 10˚-25˚R og 325-350˚R). Påvirkningen av laserstrålediameteren viste at det er en direkte korrelasjon mellom strålediameteren og intensiteten av spredt lys, som man bør forvente. Som et eksempel viser figur 3 forskjellen i lysspredningssignal mellom en irisåpning på 1 mm og 4,64 mm (størrelsen på den kollimerte lyskilde uten en blenderåpning). Ved å integrere området under signaltoppene, kan en kvantitativ forskjell i signalintensitet beregnes. Alternativt kan den totale intensiteten av fremre eller bakre spredning (eller kombinasjonen av de to) beregnes. Denne informasjonen kan være nyttig for oftalmologer eller produsenter for å evaluere kvaliteten på IOL.

Pasienter med implanterte multifokale IOL rapporterer vanligvis klager om å observere dysphotopsi assosiert med lysspredning, spesielt under kjøring om natten. Pasienter rapporterer at spredning av lys i stor grad observeres fra passerende biler ( dvs. lys med store forekomstvinkler [I˚]). Som et resultat ble lysdispersjon fra multifokale IOLs testing ved hjelp av SLSP-metoden (se figur4). Eksperimenter fant at, sammenlignet med mer typiske monofokale IOL, produserte multifokale IOLer større toppområder samt flere topper. Som et eksempel viser Figur 4 SLSP-skanningen for en 45˚I innfallsvinkel med en multifokal IOL. Figur 4 innsett viser et fotografisk bilde av lysprojeksjonen som går gjennom en multifokal IOL (grønn sirkel med konsentriske ringer) sammen med det forstørrede SLSP-signalet mellom rotasjonsvinklene på 300-360˚. Figur 4 viser at de visuelt observerte nodene fra den multifokale IOL kan detekteres og identifiseres ved hjelp av SLSP-metoden, og at det intense og brede signalet kunne være den potensielle årsaken til det observerte blikket ved nattdrivere.

Korrelasjonen mellom infusjonsvinkel (I˚) og lysspredning ble studert for monofokale og multifokale IOLer (se figur 5 ). Her, monofokalt (venstre) og multifokAl (høyre) IOL ble rotert ved 0˚I (svart linje), 20˚I (tan line), 45˚I (teal linje) og 80˚I (rød linje) for hver SLSP scan. Som det ses i høyre panel, observeres en utvidelse av toppene da forekomstvinkelen øker. I tillegg, da innfallsvinkelen nærmer seg beite-incidensvinkelen (~ 80˚I), øker intensiteten og det spredte lyset dramatisk. Disse resultatene forventes da det meste lyset reflekteres ( dvs. beiset) av linsemediet nær denne beite vinkelen. Ved sammenligning av multifokale og monofokale IOLs ble det observert lett scatter fra multifokale IOLs som er mer enn dobbelt så intense og med skarpere topper enn monofokale IOL. Disse observerte forskjellene kan påvirke mengden av blending rapportert av pasienter betydelig. I tillegg, som vist fra 80˚I-skanning (rød linje på høyre panel), ligger den mest intense toppen ved grensen mellom for- og bakover-spredt lys (90˚R). Det er tenkelig at dette spredte segLyset kan spre seg langs overflaten av IOL og bli oppdaget ved netthinnen og identifisert som refleks.

Figur 1
Figur 1: Skjematisk av SLSP Rotational Concepts. ( A ) SLSP hovedoppsett for å kvantitativt profilere fremover og bakover lysspredning etter eksponering for en intraokulær linse. ( B ) Sett ovenfra av SLSP-oppsettet hvor ˚R er rotasjonsvinkelen til sensoren. 0˚R er stedet hvor sensoren fullstendig forstørrer lyskilden. ( C ) Sett fra siden av SLSP-oppsettet hvor ˚S er sensingsvinkelen. 0˚S er vinkelen der sensoren befinner seg på planet for lysspredning som er vinkelrett på IOL. ˚I representerer innfallsvinkelen med hensyn til lyskilde og IOL. Her er 0˚i vinkelen der hendelseslyset er vinkelrett på overflaten av IOL. ThiS figur er blitt modifisert fra Walker, BN et al. 1 Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 2
Figur 2: Bilde av SLSP-oppsett. Fotografisk bilde av SLSP-oppsett som viser plattformen (uten lysbeskyttelsesdekselet). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 3
Figur 3: Korrelasjon mellom lysspredningsintensitet og strålingsdiameter. Påvirkning av stråleprofilens diameter på intensiteten av spredt lys. Rotasjonsvinkelprofil for scatteRødt lys for 1 mm stråle diameter og maksimal stråle diameter (~ 4,6 mm). Denne figuren er blitt modifisert fra Walker, BN et al. 1 Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 4
Figur 4: Observert lysspredning av multifokal IOL. SLSP-test av en multifokal IOL-prøve med en innfallsvinkel på 45˚. Inset viser en forstørret profil av de mest intense spredte toppene som svarer til et kamerabilde av lysets spredning (grønn sirkel) projisert på en plan overflate. Denne figuren er blitt modifisert fra Walker, BN et al. 1 Vennligst klikk her for å se et større versio N av denne figuren.

Figur 5
Figur 5: Korrelasjon mellom lysspredningsintensitet og innfallsvinkel (I˚). Innflytelse av infusjonsvinkelen på lysfordeling fra IOLer sammenligne (venstre) monofokale og (høyre) multifokale IOLer. Vær oppmerksom på at grafene bare ser ut til å bli kompensert siden endring av infusjonsvinkelen, endrer også plasseringen av det spredte lys. Denne figuren er blitt modifisert fra Walker, BN et al. 1 Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Supplerende fil 1: Programvare for å koordinere sensorens mekaniske bevegelse med tilhørende lysmåling .Ove.com/files/ftp_upload/55421/SLSP-JoVE.vi">Klikk her for å laste ned denne filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Resultatene fra SLSP-plattformseksperimentene har funnet at prinsippene ved bruk av enkle goniopotometri kan føre til et kraftig verktøy for å evaluere egenskapene til lysspredning knyttet til unike IOL-design og -materialer. Spesielt har SLSP-plattformen observert en direkte korrelasjon mellom mengden av detekterbart spredt lys og strålediameteren til lyskilden. I tillegg ble de mange spredte topper funnet i multifokale IOLs lett observert med SLSP. Videre, da lyskilden nærmet beitevinkelen, observerte SLSP en dramatisk økning i spredt lys da det meste lyset ble reflektert av linsens overflate.

Som diskutert i protokollen, er justeringen av lyskilden og IOL kritisk for nøyaktig måling av spredt lys. I tillegg er det viktig at sensorens plassering er nøyaktig korrelert med sensormåling, via programvaren programmering. Justering iSsues kan korrigeres ved å sende lysutgangen gjennom pinholeåpninger som er på samme optiske plan (X, Y og Z). Pinholeåpninger plassert bak IOL kan også brukes til å sikre at IOL også er justert riktig. Feilsøking av det tilpassede programvaren er oppnådd ved å sørge for at hvert programvarestrinn utfører det ønskede resultatet.

SLSP-plattformen har blitt demonstrert å kvantitativt evaluere størrelsen og retningen av lysdisplayet med en nesten 360˚R visningskapasitet. Som et resultat kan SLSP-plattformen være et kraftig verktøy for å evaluere nåværende og nye IOL-design og -materialer for bedre å forutsi om de har potensial for overdreven spredning av lys, spesielt når de kombineres med kraftige simuleringsprogrammer. Denne ikke-kliniske tilnærmingen kan redusere mengden av pasientmeldt dysphotopsi og forbedre total bildekvalitet av IOL, noe som fører til reduksjon av utilfredse pasienter og sekundær surGeries å ekspandere linsene.

Det nåværende SLSP-plattformoppsettet har begrensninger som er best relatert til in vivo- forhold, da temperaturen og omgivelsene ikke etterligner øyets forhold. Modifikasjoner på plattformen kan gjøres for å korrigere denne begrensningen. Spesielt kan plattformen være omvendt slik at sensoren ligger over IOL, og IOL kan plasseres i et temperaturstyrt saltvannsløsningsbad og / eller innsiden av et modelløye. Disse resultatene representerer bedre forholdene som pasientene opplever. I tillegg kan 360˚ avbildning oppnås ved å modifisere goniopotometeret. Disse endringene til plattformen kunne gjøres for å forbedre evalueringen av IOL-lysspredning; Imidlertid er tilbakespredet lys (lys reflekterende vekk fra øyet) ikke kjent for bluss eller glans, da dette lyset ikke blir detektert av netthinnen. Etter at disse endringene er gjort, kan SLSP brukes til direkte evalueringN av design og materialer av nåværende og fremtidige IOLs. I tillegg kan korrelerende SLSP-resultater med godkjente pasientrapporterte resultater og datasimuleringer være et kraftig verktøy for å bedre forutsi utfall og til slutt bidra til å flytte optisk testing fra klinisk til ikke-klinisk. Oversettelse fra klinisk til ikke-klinisk vil føre til at nyskapende IOLs kommer til markedet raskere og redusere behovet for potensielt skadelige (og dyre) kliniske studier.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Omtalen av kommersielle produkter, deres kilder eller deres bruk i forbindelse med materiale som er rapportert her, skal ikke tolkes som enten en faktisk eller underforstått godkjenning av slike produkter av Institutt for helse og menneskelige tjenester.

Acknowledgments

Forfatterne vil gjerne takke selskapene for tilgangen til deres monofokale og multifokale IOLs. Dette arbeidet ble støttet av Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) og Medical Device Fellowship Program (MDFP) og deres bidrag er verdsatt. I tillegg vil forfatterne takke Samuel Song for hans 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 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Vandenberg, T. On the relation between glare and straylight. Doc. Ophthalmol. 78 (3-4), 177-181 (1991).
  3. 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).
  4. Global Intraocular Lens Market 2013-18: Industry Nanotechnology Analysis, Size, Share, Strategies, Growth, Trends and Forecast Research Report. , (2013).
  5. Congdon, N., et al. Prevalence of cataract and pseudophakia/aphakia among adults in the United States. Arch. Ophthalmol. 122 (4), 487-494 (2004).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Portney, V. IOL with Square-Edged Optic and Reduced Dysphotopsia. Optom. Vis. Sci. 89 (2), 229-233 (2012).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Ophthalmic implants - Intraocular lenses Part 2: Optical properties and test methods. The International Organization for Standardization (ISO). ISO 11979 (2), (2014).

Tags

Engineering Utgave 124 Intraokulært Objektiv Lys Scatter Goniophotometer Glare Glistening Katarakt kirurgi
Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basert metode for å kvantitativt vurdere fremover og bakover lys spredning fra intraokulære objektiver
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Walker, B. N., James, R. H.,More

Walker, B. N., James, R. H., Calogero, D., Ilev, I. K. Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses. J. Vis. Exp. (124), e55421, doi:10.3791/55421 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter