Summary
Bu protokolde, bir parlama keskinliği aparatının kavramsal tasarım öğelerini ve yapısal gelişimini özetliriz. Ayrıca, pozitif disfotofoti (haleler, uçlar) ve iki noktalı ışık eşiklerini ölçmek için bir cihazın tasarımı açıklanmıştır.
Abstract
Göz içi saçılım, ilişkili fonksiyonel bulguları ile otomotiv kazalarının önde gelen bir nedeni ve gizli ve açık oküler hastalığın önemli bir biyobelirteçtir (örneğin, kornea ve mercek hastalıkları). Bununla birlikte, ışık saçılımının davranışsal sonuçlarını ölçmenin neredeyse tüm güncel yöntemleri, çoğunlukla yapı ve içerik geçerliliğinin eksikliğini yansıtan çeşitli sınırlamalardan muzdariptir: nükte için, önlemler gerçek dünya koşullarını (örneğin, yapay ışık ve güneş ışığı) veya günlük görevleri (örneğin, görsel olarak zorlu koşullar altında tanıma) yeterince yansıtmaz.
Bu protokol, parlama koşullarında dağılım geometrisini ve görsel tanımayı ölçerek göz içi saçılımının davranışsal etkilerini ölçmenin ekolojik olarak geçerli iki yöntemini açıklar. İlki, parlak bir nokta kaynağından kaynaklanan halelerin ve uçların çapı değerlendirilerek ölçüldü. Işık yayılımı (esasen Rayleigh kriterleri kullanılarak belirlenen nokta yayma fonksiyonu), iki küçük geniş bantlı ışık noktası arasındaki minimum algılanabilir mesafe belirlenerek ölçüldü. İkincisi, parlak ışığın parladığı diyaframlar kullanılarak oluşturulan harflerin tanımlanmasına dayanarak yapıldı.
Introduction
Parlama genellikle oküler ortam içindeki göz içi saçılımdan kaynaklanan optik netliğin bozulması olarak tanımlanır. Bu dağılım, görüntünün retinadaki temsilini bozar ve görsel sahnenin bozulmuş bir tasvirini üretir. Parlama ile ilgili büyük kazaların çoğu güneşin neden olduğu gündüz göz içi saçılım nedeniyle meydana gelir1. Bu köken, günün ve mevsimin zamanının (güneş konumu) sürücünün yaşı2,3. Parlamanın bir güvenlik sorunu olarak önemi göz önüne alındığında, bireysel ve grup farklılıklarını test etmek için (çoğunlukla ticari) cihazlara odaklanan birkaç metodolojik çalışma olmuştur4. Genellikle, bu bir keskinlik grafiğini veya ızgaraları çevreleyen parlak ışıklar (tipik olarak halojenler veya floresanlar) olarak kendini gösterir. Bireyin özelliklerine bağlı olarak (örneğin, oküler pigmentasyon, lens yoğunluğu)5, abutting ışıkları performansı düşüren bir örtünme parlaklığa neden olur. İlk bakışta, bu görevler yüksek yüz geçerliliğine sahip gibi görünüyor. Şekil 1A,B'de gösterildiği gibi, artan dağılım doğrudan nesneleri örtüyor ve mevcut testler parlama kaynağının yoğunluğuna ve kişisel özelliklere atfedilebilecek varyansı yakalıyor. Bununla birlikte, testlerin birkaç dezavantajı vardır6 ve saçılımın birçok önemli yönünü değerlendirmeden bırakır. birincisi ve en belirgin olanı, günlük yaşamdaki en yaygın parlama kaynağının güneş olmasıdır.
Göz içindeki dağılım, yaş ve oküler pigmentasyon ile bileşik olan dalga boyuna karmaşık bir bağımlılığa sahiptir7. Bir testin bu doğal kaynaktan saptığını dereceye kadar, bu koşullarda görsel işlevi tahmin etme yeteneği sınırlı olabilir. Yaygın testler beyaz ışık yayan diyotlar (LED'ler) veya yana monte halojenler kullanır. 2.422 Avrupalı sürücü üzerinde yapılan erken bir çalışmada, van den Berg ve ark. göz ve görme keskinliği içindeki saçılmanın, bir deneğin görme kalitesinin nispeten bağımsız tahmin edicileri olduğunu belirterek (dağılım ve keskinlik ilişkili değildi)4. Bununla birlikte, gerçek dünyada, parlama genellikle doğrudan görüntülenen nesneden gelir. Parlama kaynağı yukarıdan (örneğin, güneş) veya yandan (örneğin, araba farları) gelebilir, ancak örtünme parlaklığı doğrudan görüş çizgisindedir. Bu çalışmada araştırmacılar, öğle güneş ışığına(Şekil 2)yakından uyan bir ışık kaynağı seçerek ve tanımaya (basitçe algılamaya değil) dayanan ve görev ve ışık stresinin aynı anda izleyicinin doğrudan görüş alanında olduğu bir görev tasarlayarak her iki sorunu da ele almaya çalıştılar.
Görme keskinliğini azaltan örtünme parlaklığına ek olarak (görüş hattı boyunca dağılım), birçok koşul göz içindeki saçılmanın gerçek geometrisini etkiler (yani, makula içindeki sadece ileri ışık saçılımı değil) ve görme bozukluğu. Bu, halelerin ve sözcülerin ortak görünümü ile açıklanmaktadır (veya yeterince zayıflatıcı olduğunda, pozitif disfotofotozi (PDP) (örneğin, bkz. Şekil 3). PDP, kataraktlı olanlara ek olarak LASIK düzeltici cerrahi8 geçirmiş bireylerde yaygın bir yan etkidir (genellikle klinik olarak "tahammül edilemez" PDP9olarak adlandırılır - bu demografik, 70 yaş ve üzerindeki nüfusun kabaca yarısını içerir). PDP genellikle katarakt ameliyatı ile düzeltilmez, çünkü ameliyatın kendisi korneada inhomogeneities oluşturur, lens kapsülü içindeki implantın oturması kusurludur ve birçok lens tasarımı, presbiyopi gibi bazı sorunları ele alırken, spoking ve haleler gibi başkalarını oluşturur. Örneğin, Buckhurst ve ark. göz içi saçılımlarının farklı net göz içi lens (IOL) tasarımları arasında aynı olduğunu, ancak çok odaklı lenslerin önemli PDP10yarattığını gösterdi.
Görsel haleleri/saatleri hassas bir şekilde ölçmek için tasarlanan ilk halometre 1924 yılında Robert Elliot tarafından tanımlanmıştır. Cihaz aslında küçük diyafram açıklığına ve slayt kuralına sahip bir kutudaki bir lambaydı (önceki sürümlerde bile mumlardan görsel efektlerin çizimleri kullanıldı). Aston Halometer adlı bir cihaz nihayet pazara ulaşana kadar bu temanın çeşitli varyasyonları9'u takip etti. Bu cihaz10,11, bir tablet bilgisayarın ortasındaki parlak beyaz bir LED'e dayanır (denekler, 0,5 ° adımda santrifüj olarak hareket ederken tableti çevreleyen harfleri tanımlar). Daha önce de belirtildiği gibi, bu tasarımla ilgili bir zorluk, beyaz LED'lerin güneş için harika bir eşleşme olmamasıdır. Bir diğeri, kaynağın (tek bir LED) önemli haleleri ve parlamalı uçları teşvik etmek için yeterince parlak olmamasıdır. Araştırmacılar, ışık saçılmasını artırmak (ve tabletin yüzeyinden speküler yansımaları azaltmak) için Bangeter oklüzyon folyolarını (esasen bir difüzör) dayattılar. Bununla birlikte, bu, kaynağı şaşırtma riskiyle karşı karşıyadır (yani, saçılımların çoğu daha sonra gözün içindeki inhomogeneities'den değil difüzörden gelir-ölçülmesi gereken çok değişken). Halometrenin yeniden tasarlanması, bu sorunları gidermek için çeşitli özelliklere sahiptir. İlk olarak, güneş simülatörü12 olarak geniş bantlı ksenon kullanır ve Elliot tarafından hassas merkezli kaliperlerle tanıtılan orijinal diyafram yöntemini kullanır.
Merkezi diyaframı oluşturan ışık kalkanı, ışık yayılımını ölçmek için yavaşça ayrılabilen iki küçük diyaframa ayrılabilmesi avantajına sahiptir (esasen, davranışsal olarak türetilmiş bir nokta yayılma işlevi; bkz. Şekil 4). Bu tasarım şimdi fotokromik kontakt lenslerin optik özelliklerini değerlendirmek için son zamanlarda yapılan birkaç çalışmada kullanılmıştır13. Birlikte ele alındığında, halelerin ve uçların çapını, iki nokta ışık kaynağı (ışık yayılımı) ve parlama keskinliği arasındaki minimum mesafe, sadece bir hastanın gerçek dünya koşullarını kullanarak parlamadan muzdarip olduğunu değil, aynı zamanda nasıl. Göz içindeki ışık saçılımının davranışsal etkileri üniter bir fenomen değildir4,14,15. Bu değişkenlerin her biri, görsel işlevdeki varyansların nispeten benzersiz bir yönünü açıklar. Halolar, örneğin, öncelikle kristal lensten kaynaklanan ileri ışık saçılımından kaynaklanır. Sözcüler (esasen siliary corona) optik yol boyunca saçılan küçük parçacıklardan kaynaklanan kırınım ve sapmalardan kaynaklanır14,16.
Protocol
NOT: Aşağıdaki protokolde özetlenen prosedürler, insan öznesinin araştırması ile ilgili tüm kurumsal yönergelere uygundur. Bu çalışma Georgia Üniversitesi kurumsal inceleme kurulu tarafından onaylanmıştır ve deneysel prosedürler İyi Klinik Uygulama Yönergeleri ve Helsinki Bildirgesi'nin etik ilkelerine uygun olarak yürütüldü.
1. Parlama keskinliği aparatının yapımı
NOT: Sistemin kavramsal çizimi Şekil 5'te gösterilmiştir.
- Optik bir tablo ile başlayın ve tezgahın arka ucuna ilişkili güç kaynağına sahip 1000 W ksenon ark lambası takın (bkz. şekil 5).
NOT: Optik bir masa için en iyi seçim, genellikle 25 mm'lik bir ızgara üzerindeki M6 vida ipliği olan montaj delikleri ızgarasına sahip bir ekmek tahtasıdır. Gerekli minimum boyut ~91 cm x 122 cm'dir. Bu sistemlerle ilgili bir sınırlama, ışık çıkışı sabit değilse (oturumlar içinde ve arasında), küçük varyasyonların davranış eşiklerinde değişim olarak yorumlanacak olmasıdır. Bu nedenle, deneysel oturumlarda ve zaman içinde sürekli ışık çıkışı sağlamak için güç kaynağının optik geri bildirim sensörleriyle son derece düzenlendiğinden emin olun. - İlk lensi, ışığı kaynaktan sabitleyen bir konuma takın (Şekil 5'in b'sinebakın) ve yoğun ışık kaynağı tarafından oluşturulan optik içindeki ısıyı gidermek için bir optik eleman tanıtın (Şekil 5C).
NOT: Sistemdeki tüm lensler yansıma önleyici kaplamalı plano-dışbükey akromatlardır. Etkili odak uzaklığı ~100 mm ve çapı ~5 cm'dir (ışık kaynağının çıkış diyaframından biraz daha büyüktür). Kızılötesi filtreler ısıyı gidermek için kullanılabilir, ancak genellikle görünüre izinsiz girerler. Su banyosu güzel bir alternatiftir. Mevcut sistemde, iki optik daire su dolu bir tüpün içine girdi. - Işığı yaklaşık 2günlük optik yoğunluk aralığından daha zayıf hale getiren 100 mm dairesel nötr yoğunluk filtresinde (Şekil 5'in e'sine bakın) küçük bir noktaya odaklamak için optik sistem içindeki bir sonraki lensi (Şekil 5'in d'sine bakın) tanıtın. Potansiyometreye bağlı dijital bir okuma kullanarak filtrenin nominal konumunu belirleyin (bkz. j şekil 5). Dairesel filtrenin konumuna karşılık gelen iletilen gerçek ışık miktarını belirlemek ve sistem içindeki genel enerjinin deney boyunca sabit kaldığını periyodik olarak doğrulamak için kalibre edilmiş bir radyometre kullanın.
NOT: Filtreleme bir degrade üzerinde yapıldığından, ışığın dairesel filtreden geçerken oldukça küçük bir alana (4-9 mm2)odaklanması gerekir (bu konum, yalnızca odaklanmış ışığı geçen küçük bir diyafram kullanarak şaşırtmak için de iyidir).- Denemeler arasında uyaranı kapatmak için mekanik bir deklanşör veya sadece bir engelleme filtresi ve tutucu kullanın (bkz. f şekil 5).
- Sisteme bir sonraki lensi ekleyin, bir kolimleme lensi (Bkz. Şekil 5'in g'si), ışığın her harf diyaframının çapına (10,16 cm) uyacak şekilde genişleyerek optotipi (7,62 cm) tamamen aydınlatacak şekilde yerleştirilmesi.
- Harf diyaframlarını oluşturun veya metal kalıplar olarak satın alın: P, L, D, U, Z, E, T ve F (Bkz. Şekil 5'in h). Harf diyaframlarını, deney sırasında tekerleğin hareketi olmaması için her harfi yerine kilitlemek için yaylı sekmeler ve divotlar ile dairesel bir rotatöre (harfler arasında kolay değişime izin vermek için) yerleştirin.
NOT: Harf diyaframları yaklaşık 15 mm x 6 mm x 25 mm (~0,17°) diriydi ve klasik Sloan optotipleri ve yaklaşık olarak aynı boyutta oldukları için seçildi. Bu sistemde, harf diyaframında ölçülen parlaklık 4000 lükstü; Göz düzlemsinde ölçüldüğünde 40 lüks. - Daha sonra, sistemi, deneklerin yalnızca arka aydınlatmalı harf diyaframlarını (örneğin, bir "E"den çıkan yoğun ışık) görebilecekleri şekilde şaşırtın. Örneğin, sistemin optiklerini bitişik bir odaya konu ile bir odaya yerleştirin. Odaların bitişiğindeki kapının içine bir delik yerleştirin ve deneklerin deneyciyi veya başıboş ışığı göremeyeceği şekilde hizalayın. Katılımcı deneycinin talimatlarını duyamazsa, bir interkom sistemi ekleyin.
- Gözün görsel sisteme göre konumunun oldukça hassas olduğundan emin olmak için, bir tür baş ve çene dayanağı montajı oluşturun-siyah bir tüpe monte edilmiş bir lastik göz kabı kullanın (her ikisi de hareketli bir sepete monte edilir). Bu protokolde olduğu gibi, standart lensler kullanarak kırma hatasını düzeltmek için deneme lenslerinin kullanılmasına izin vermek için tüpün arkasına bir montaj ekleyin (yani, kalaylama yok).
NOT: Deneme lenslerinin kullanımı, kırılma düzeltme gerektirmeyenlerin optik etkilerinin kırılma düzeltici optik gerektirenlerle eşleştiğından emin olmak için bir cam "boş" kullanılmasına da izin verecektir (Bkz. Şekil 5'in i).- Ayrıca, izleme istasyonunun konular arasında hareket etmeyecek şekilde güvenli olduğundan emin olun. Göz parçasının optiklerle hizalamasını sağlamak için lazer seviyesi kullanın (göz düzleminden 7 m).
2. Parlama tanıma keskinliğinin ölçümü
NOT: Deneysel bir seansın başında, sistem içindeki tüm optik elemanların hizalı olduğu, ışık yoğunluğunun (zayıflama olmadan) doğru olduğu ve öznenin gözünün uygun konumda olduğu doğrulanır. Görev daha sonra konuya açıklanır (harf tanımlama) ve uyaranlar farklı yoğunluk seviyelerinde rastgele sırayla sunulur. Amaç, bir konunun tek tek harfleri hala doğru bir şekilde tanımlayabildiği en yüksek yoğunluğu bulmaktır (gerçek eşik% 75 doğru algılamada olasılıksal olarak tanımlanmıştır, 8 üzerinden 6 doğru).
- Konunun parlama tanıma keskinlik eşiğinin kesin bir değerini elde etmek için sınırlar (eşiğe yaklaşmak için) ve ardından sabit uyaran yöntemini kullanın.
NOT: Daha doğru psikofizik yöntemler mevcuttur (sinyal algılama, zorla seçme), ancak bu yöntem önlemlerin sayısına ve zaman kısıtlamalarına göre kullanılmıştır. - Tekerlekteki harfleri benzersiz, rastgele bir sıraya düzenlemek için rastgele bir harf oluşturucu kullanın. Diğer tanıma görevlerinde (örneğin, Snellen grafiği, Sloan harfleri) yaygın olarak bulunan diyafram açıklıkları için harfleri kullanın.
NOT: Mevcut yöntemde kullanılan harfler P, L, D, U, Z, E, T ve F'dir. - Protokole başlamadan önce, suprathreshold uyaranlarını göstererek deneysel görevin doğasını açıklayın. Konunun görevin oldukça basit olduğunu bildiğine emin olun: mektup görülebilir mi, görülemez mi? Doğru bir olasılıksal eşiğin türetilmesine izin veren psikometrik bir işlev oluşturmak için yeterli denemeler çalıştırın.
3. Halometre cihazının yapımı
- Bu önlemler için optik tablonun ayarlanmasında aynı adımları 1.1-1.2'de de kullanın. Kaynaktan gelen ışığın, iki noktanın ayrılmasına izin vermek için ışık kalkanının arkasını yeterli bir alanda (13-14 cm) aydınlattığından emin olun.
- Işık kalkanını takın ve ışık kaynağından gelen ışığın çoğunu engelleyerek bir şaşkınlık görevi gördüğünden emin olun, böylece konu diyaframdan gelen ışığı görür ve hale / spoke ölçüleri için küçük (~4 mm) diyafram içerir. İki ışık noktasının fiziksel ayrımını ölçmek için kullanılacak ışık kalkanının arkasına dijital bir mikrometre yapıştırın.
NOT: Diyafram iki abutting ve hareketli diyafram (her biri 2 mm) tarafından üretilmelidir ve kalkan, diyaframlar birbirinden uzaklaştıkça, şaşırtıcı ışığın aralarından geçmesi için katlanabilir bir şaşkınlık içermelidir. - Bu protokolle tutarlılığı korumak için, ışık kalkanında ölçülen ışık çıkışının 10 cd/m2olduğundan emin olun.
- Şematik ( Şekil2)13uyarınca, merkez kaliperleri ışık kalkanı ile tebaa stabilize kafa pozisyonu (basit bir çene ve alın dayanağı) arasındaki boşluğa yerleştirin. Kaliperin çenelerinin 4 mm diyafram açıklığı ve ~13-14 cm yüksekliğinde hizalı olduğundan emin olun.
NOT: Konu tarafına bazı yansıtıcı materyaller koymak yararlıdır, böylece açıkça görülebilirler. Çeneler merkezden eşit olarak hareket eder ve konumları vernier ölçeği ile gösterilir. - Bu protokolde kullanılan kurulumla tutarlılığı korumak için, ışık kalkanının ~100 cm ve kaliperlerin öznenin göz düzleminden ~60 cm uzakta olduğunu doğrulayın.
- İki noktalı ölçümleri yaparken uzun bir odak uzaklığı lensi kullanın. Odak uzaklığı ve ışık kalkanından ve deneğin gözünün düzleminden uzaklığa göre bu son lensin tam yerleşimini belirleyin. Hale/spoke önlemlerini yaparken bu lensi çıkarın.
NOT: Bu kurulumda gözün düzleminden 18 cm uzaklıkta 200 mm akromatik plano-dışbükey lens kullanılmıştır (bu, gözü odaklama ışınına yerleştirir, ancak odaklama düzlemine yerleştirmez, göz son odak noktasının ön kısmıdır). Bu kullanılır, çünkü çok iyi keskinliğe ve düşük dağılıma sahip bireyler genellikle çok yakın olsalar bile iki küçük ışık noktası görebilirler. Odaklama lensi, noktaların çakışmasına ve iki noktayı ayırt etmek için gereken mesafeyi büyütmesine neden olur. - Görünür spektrumun istenen özelliklere sahip olduğundan emin olmak için göze yerleştirilmiş beyaz bir yansıtıcı standart ve spektral ışık çıkışını hem radyometrik hem de fotometrik olarak ölçmek için bir teleskop spektral radyometre kullanın (bu durumda, simüle güneş ışığı, Şekil 2). Enerji çıkışını daha sık ve son derece hassas bir dedektörle izlemek için silikon tabanlı bir fotoğraf kafasına sahip normal bir radyometre kullanın.
NOT: Bu tür ışık çıkış ölçüm cihazları hem eğrinin spektral şeklini hem de fotometrik değerleri (gözün kendisinde aynı konumda ölçülür) verecektir.
4. Parlama geometrisi
NOT: Testlerden önce deneklere doğal sahnelerde halelerin ve yıldız patlamalarının ortaya çıkışına dair örnekler verilmiştir (bkz. Şekil 3).
- Konu hizalandıktan sonra, kaliperin çenelerini haleyi sarana kadar ve ardından yıldız patlamalarının veya uçların dış çevresine gelene kadar hareket ettinin. Yayılmayı her iki yönden (içinden dışarıya ve dışarıya) ortalama alarak eşiği elde edin.
- İki noktalı önlemlere başlarken, iki 2 mm diyafram açıklığının maksimum yakınlığını sağlayın; uyaranın tek, parlak bir ışık noktası olarak görüneceğini unutmayın. İki diyaframı yavaşça birbirinden ayırarak, diyaframları ortalayan arkaya bakan dijital mikrometre ile mesafeyi ölçün. "Sıfır noktasından", (açıklık açıklıkları) deneklerden her ışık noktasından yayılmanın ne zaman çakışmadığını belirtmelerini isteyin (genellikle burada bir yön iyi çalışır).
- Konu sistemle yanlış hizalanırsa bazı hatalarla karşılaşılabildiğinden, gözün her zaman doğru konumda kalmasını sağlamak için küçük delikli bir kamera (kızılötesi ile) kullanın.
Representative Results
Parlama keskinliği önlemleri için, iyi keskinliğe sahip 20 genç denek (ortalama yaş = 19 yıl, standart sapma (SD) = 1 yıl) test edildi. Şekil 6'da gösterilen sonuçlar, nispeten parlak bir yoğunluk seviyesinde görülen harf sayısındaki değişimi göstermektedir. Verileri analiz etmek için bir başka yaklaşım, 8 üzerinden 6 tanımlama (% 75 doğru tanımlamadaki enerji) olarak tanımlanan eşik bir psikometrik işlev oluşturmak için doğru tanımlamayı kullanmak olacaktır. Şekil 6'dagösterildiği gibi, sağlıklı genç denekler test edilirken bile geniş bir varyasyon vardır.
Halelerden ve sözcü önlemlerinden elde edilen veriler Şekil 7A, B'de gösterilmiştir ve 23 genç deneğin farklı bir örneğindendir (ortalama yaş = 20 yıl, SD = 4 yıl). Her iki örnek de Georgia Üniversitesi'ndeki öğrenci nüfusundan alındı. Tüm bu denekler iyi keskinliğe sahipti (20/20) ve/veya net kontakt lenslerle düzeltildi. İki ışık noktasını farklı olarak çözmek için gereken minimum mesafe (mm) de ölçüldü (buradaki iki nokta eşikleri). Bu veriler Şekil 8'de gösterilmiştir.
Şekil 6, Şekil 7ve Şekil 8'de görüldüğü gibi, örnek çok homojen olmasına rağmen (iyi görüşe sahip nispeten genç sağlıklı gözlemcilerden oluşur), saçılmanın davranışsal ölçülerinde geniş bir çeşitlilik vardı. Bu, görsel fonksiyonun standart klinik önlemlerinin (örneğin keskinlik) gerçek dünya koşullarında görsel performansı etkileme olasılığı olan birçok görsel özelliği ölçemediğini göstermektedir.
Şekil 1: İki gece sürüş senaryosu. (A) Yoldaki yaya açıkça görülebilen araç farlarından minimal göz içi saçılır. (B) Araba farlarından yüksek göz içi saçılım, yoldaki yayayı gizleyerek. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Gün ortası güneş ışığının spektral dağılımını (kırmızı), ksenon ark lambası ışık kaynağını (siyah) ve yüksek parlak beyaz LED kaynağını (mavi) temsil eden grafik. Kısaltma: LED = ışık yayan diyot. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: PDP semptomlarına örnekler: sözcüler (en solda), haleler (solda) ve yıldız patlamaları (sağda) ve 2 noktalı ışık saçılımları (en sağda).
Şekil 4: Noktaya yayılma işlevinin anlamsal gösterimi ve araba farlarının görsel gösterimi. Y ekseninde bağıl enerji ve x ekseninde görsel açı; iki parlak ışık noktası (far) arasındaki ayrımın genişliğinin davranışsal bir ölçüsü olduğunu görsel olarak resmen resmen göster. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Parlama keskinlik sisteminin kavramsal çizimi. Bileşenler arasında (a) ksanon ışık kaynağı, (b) kolimleme lensi, (c) su banyosu, (d) odaklama lensi, (e) dairesel filtre (100 mm nötr yoğunluk filtresi), (f) filtre tutucu, (g) lens, (h) dairesel dönen tekerlekteki harf açıklıkları, (i) kırılma düzeltme (deneme lensleri), (j) dairesel filtre potansiyometresinin dijital olarak okunması yer alır. Kısaltmalar: CL = kollaterleme lensi; FL = odaklama lensi; L = lens; TL = deneme lensleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Her konunun uyaranın parlaklığının parlak bir sabitte ne zaman tutulduğunu belirleyebildiği harf sayısını gösteren bir sütun grafiği (mutlak enerji, 16.392 cd/m2). Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: 23 genç, sağlıklı gözlemcinin bir örneğindeki bireysel farklılıkları gösteren sütun grafiği. (A) Halo çapı grafiğindeki bireysel farklılıklar. (B) Yıldız patlaması diamater grafiğindeki bireysel farklılıklar. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 8: İki küçük ışık noktasının üst üste binmediği minimum mesafeyi gösteren sütun grafiği (iki nokta eşikleri). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Discussion
Göz içi saçılmanın görsel sonuçları genellikle parlama engeli ve rahatsızlık olarak değerlendirilir17,18. Bu yöntemler doğrudan yoğun ışığa eşlik eden işlev bozukluğuna ve hafif ağrıya odaklanır, ancak doğrudan görüşü nasıl devre dışı bırakdığına odaklanmaz. Bununla birlikte, nasıl olduğu da önemlidir, çünkü göz içi dağılım sadece yoğun olduğunda görüşü etkilemez. Düşük yoğunluklu bir görsel görüntü bile (örneğin, düşük parlaklık, düşük kontrastlı hedefler) ışık saçılımları ile bozulabilir. Temel optik15, Strehl oranı, nokta yayılma fonksiyonu veya difüzyon indeksi (büyük ölçüde parlaklık bağımsız) ile tanımlanabilir. Daha düşük parlaklıkta bile etkili olan başka bir yöntem (bu kurulumda 10 cd/m2), iki nokta ışık kaynağının ayrılmasının ölçülenini içerir. Daha geniş bir nokta yayma işlevine sahip bireyler, iki küçük ışık noktasının farklı görünmesi için daha fazla ayırma gerektirecektir. İki küçük nokta ışık kaynağının yayılmasını ölçmenin Rayleigh kriter yöntemi uzun bir geçmişe sahiptir19. Mevcut durumda, bu yöntem ekolojik geçerliliğini artırmak için uyarlanmıştır (örneğin, öğle güneş ışığını simüle eden beyaz ksenon kullanılarak).
Şekil 5, parlama keskinlik sisteminin kavramsal bir çizimini göstermektedir. Özünde, güneş ışığını simüle eden parlak beyaz bir ışık kaynağı ile başlar (ksanon ampulleri tipik olarak iyi bir seçimdir, 1000 watt yeterli yoğunluk sağlar). Kaynaktan gelen ışık bir su banyosu (şeffaftan görünür ışığa) ile soğutulur ve daha sonra odaklanmış ve kolimlenmiş kirişlerde ışık taşıyan bir dizi lens tarafından manipüle edilir. Dairesel nötr yoğunluk filtresi, daha sonra harf şeklindeki diyaframlardan geçirilen ışığı hafifletir. Denek izole uyarandan (~7 m) sabit bir mesafede oturur ve uyaranı bir seferde tek gözle (göz kabı ile sabitlenen göz pozisyonu) bakar. Öznenin gördüğü şey, kendileri de parlama kaynağı olan bir dizi harftir. Işık belirli bir konu için çok yoğun olduğunda, tutarlı doğru tanımlama mümkün değildir. Parlama keskinliği eşikleri herhangi bir sayıda klasik psikofizik teknik kullanılarak tanımlanabilir.
Halometrenin temel tasarımı yukarıda açıklanan parlama keskinlik cihazına benzer ve aynı ışık kaynağını (yoğun bir ksenon) ve optik tablo13' ü kullanabilir. Farklı olan iki unsur, küçük hareketli diyaframlar ve ortalama hassas kaliperleri içeren bir ışık kalkanının tanıtılmasıdır. Işık kalkanındaki diyafram açıklığı 4 mm çapındadır ve ışık kaynağı tarafından arkadan aydınlatığıdır. Bu küçük delikten geçen geniş bant ışığı yayılan parlak bir nokta kaynağı oluşturur (gözlemcinin optik özellikleriyle belirlenen desen, bu nedenle bazıları için daha fazla konuşur, diğerleri daha dağınık halelemelere sahiptir) ve kaliperler bu geometriyi ölçmek için kullanılır. Işık kalkanındaki 4 mm diyafram açıklığı, her birinin yayılması üst üste binmeyene kadar yavaşça ayrılabilen iki küçük diyaframa (her biri 2 mm) bölünebilir. Bu mesafe (ışık kalkanındaki bir mikrometre tarafından izlenir) davranışsal olarak türetilmiş nokta yayma işlevi (iki nokta eşikleri) olarak kullanılır.
Halenin çapları (nokta kaynağının etrafındaki dağınık ışık) ve yıldız patlaması (nokta kaynağından dışarıya yayılan eşmerkezli ışınlar) limitler yöntemi kullanılarak (artan ve azalan modlarda) belirlenmiştir. Araştırmacı kaliperin çenelerini (merkezden dışa doğru) hareket ettirdi, ta ki konu kılavuzların haleyi veya yıldız patlamasını sardığını gösterene kadar. İki noktalı ölçümleri yaparken, iki küçük abutting diyaframı yavaşça birbirinden ayrılır (yatay olarak) ve denekler her ışık noktasından yayılmanın ne zaman çakışmadığını gösterir (örneğin, iki nokta arasında küçük bir siyah boşluk algıladıklarında). Sistemin teknik şeması Hammond ve ark.13tarafından tanımlanmıştır.
Işığın dağılım şeklinin ölçülmesi, sorunun doğasını (ve düzeltilmesini) öğrettir. Yıldız patlamaları (periferik sözcüler), haleler ve parlama özürlülüğü ve rahatsızlığının hepsi bireysel özelliklere sahiptir. Göz yaşlanma, hastalık9veya cerrahi8ile tehlikeye girdiğinde, bu optik fenomenler de farklı şekillerde değişir. Örneğin haleler genellikle nispeten homojen bir peçe olarak görülürken, yıldız patlamaları homojen olma ve çevreye yayılma eğilimindedir. Bu model Hammond ve ark.13tarafından açıkça gösterilmiştir.
Bu farklı desenler, farklı düzeltme türlerine ihtiyaç olduğunu ima eder7. Örneğin, makula pigmentlerinin (makulada yoğunlaşan sarı pigmentler) merkezi parlamayı (görüş hattında hafif peçeleme) düzeltmek için yararlı olduğu gösterilmiştir20. Bununla birlikte, bu pigmentler sadece retina foveasının içinde ve çevresinde olduğu için, o bölgenin dışındaki ışık saçağınıetkilemezler 21. Bu amaçla, gözün daha ön kısmında filtre uygulamak, renkli gözlük22, kontakt lensler13veya göz içi implantlar23gibi arzu edilir. Her şeyin eşit olması, optimal parlama keskinliğine sahip bireyler, harfleri zayıf parlama keskinliğine sahip olanlardan çok daha yüksek yoğunluklarda ayırt edebilir.
Geçmiş çalışmalar ayrıca ışık saçılım önlemlerinin görme keskinliği4gibi daha yaygın olarak ölçülen metriklerle iyi ilişkili olmadığını göstermiştir. Bu, doğrudan keskinlik yargılarıyla (Snellen Grafiğine benzer) dolanan hafif bir saçılma yönteminin geliştirilmesini motive etti. Önceki yöntemler, tanımanın aksine algılama veya çözünürlüğe (örneğin, farklı frekansta ızgaralar içindeki tek tek çubukları görmeye) dayanıyordu. Ancak, tanıma keskinliği, diğer formlar gibi, bir görüntü içindeki iki öğe arasındaki zıtlığa bağlıdır. Işık saçılım bu farkı düşürebilir ve mevcut parlama keskinlik değerlendirmelerinde bağımlı ölçüydü. Bu genç, büyük ölçüde homojen örneğin ampirik sonuçlarında gösterildiği gibi, her şey eşittir, ışığın gerçek dünya koşullarında görsel işlevi nasıl etkilediğine dair büyük bireysel farklılıklar vardır.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Yazarlar, halometre verilerinin toplanmasında yardımlarından dolayı Dr. Sarah Saint'e teşekkür etmek istiyor.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Glare Recognition Acuity: *Indicates handmade equipment | |||
| 100 mm Circular Neutral Density Filter | Edmund's Optical | Stock #54-082 | |
| 1000W xenon arc lamp Bulb) | Newport | Model 6271 | |
| Breadboard optics table | Newport | Model IG-36-2 | |
| *Chin rest assembly | |||
| *Circular rotator and letter apertures | Letter apertures can be constructed or purchased as metal stencils | ||
| *Digital potentiometer and readout | This simply supplies a nominal readout for the position of the circular wedge (essentially a voltmeter connected to a potentiometer) | ||
| Plano-convex achromatic lenses | Edmund's Optical | Model KPX187-C | 100 mm EFL, anti-reflective coating in the visible, 50.8 mm diameter (mounting is also available from this supplier) |
| Radiometer | Graseby Optronics United Detection Technology (UDT) | Model S370 | |
| Research arc lamp housing and power supply | Newport | Model 66926 | |
| Spectral radiometer | PhotoResearch Inc | PR650 | |
| Trial lenses | Premier Ophthalmic Services | SKU: RE-15015 | |
| *Water bath | Two optical flats enclosing a cylindrical tube filled with water containing a small amount of formalin | ||
| Halometer: *Indicates handmade equipment | |||
| 1000 W xenon arc lamp | Same as above | ||
| Arc lamp power supply | Same as above | ||
| Breadboard optics table | Same as above | ||
| *Calipers | |||
| *Chin and forehead rest | |||
| Digital micrometer | Widely available | ||
| *Light shield | Must be able to serve as a baffle, equipped with a collapsible baffle, equipped with two movable apertures (2 mm each) | ||
| Plano-convex achromatic lens | Edmund's Optical | 200 mm Effective Focal Length |
References
- Sun, D., El-Basyouny, K., Kwon, T. J. Sun glare: network characterization and safety effects. Transportation Research Record. 2672 (16), 79-92 (2018).
- vanden Berg, T. J., et al. Straylight effects with aging and lens extraction. American Journal of Ophthalmology. 144 (3), 358-363 (2007).
- Kimlin, J. A., Black, A. A., Wood, J. M. Older drivers' self-reported vision-related night-driving difficulties and night-driving performance. Acta Ophthalmologica. 98 (4), 513-519 (2020).
- vanden Berg, T. J. The (lack of) relation between straylight and visual acuity. Two domains of the point-spread-function. Ophthalmic and Physiological Optics. 37 (3), 333-341 (2017).
- Vos, J. J. On the cause of disability glare and its dependence on glare angle, age and ocular pigmentation. Clinical and Experimental Optometry. 86 (6), 363-370 (2003).
- Diep, M., Davey, P. G. Glare and ocular diseases. Causes and Coping with Visual Impairment and Blindness. Rumelt, S. , IntechOpen. (2018).
- Coppens, J. E., Franssen, L., vanden Berg, T. J. Wavelength dependence of intraocular straylight. Experimental Eye Research. 82 (4), 688-692 (2006).
- Shah, M., Larson, B. Starburst phenomenon in wavefront-guided LASIK compared with conventional LASIK. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 46 (13), 4366 (2005).
- Babizhayev, M. A., Minasyan, H., Richer, S. P. Cataract halos: a driving hazard in aging populations. Implication of the Halometer DG test for assessment of intraocular light scatter. Applied Ergonomics. 40 (3), 545-553 (2009).
- Buckhurst, P. J., et al. Tablet app halometer for the assessment of dysphotopsia. Journal of Cataract & Refractive Surgery. 41 (11), 2424-2429 (2015).
- Buckhurst, P. J., et al. Assessment of dysphotopsia in pseudophakic subjects with multifocal intraocular lenses. BMJ Open Ophthalmology. 1 (1), (2017).
- Sayre, R. M., Cole, C., Billhimer, W., Stanfield, J., Ley, R. D. Spectral comparison of solar simulators and sunlight. Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine. 7 (4), 159-165 (1990).
- Hammond, B. R. Jr, et al. The effects of light scatter when using a photochromic vs. non-photochromic contact lens. Journal of Optometry. 13 (4), 227-234 (2020).
- Xu, R., et al. Psychophysical study of the optical origin of starbursts. Journal of the Optical Society of America. A. Optics, Image Science, and Vision. 36 (4), 97-102 (2019).
- Westheimer, G., Liang, J. Influence of ocular light scatter on the eye's optical performance. Journal of the Optical Society of America. A. Optics, Image Science, and Vision. 12 (7), 1417-1424 (1995).
- vanden Berg, T. J., Hagenouw, M. P., Coppens, J. E. The ciliary corona: physical model and simulation of the fine needles radiating from point light sources. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 46 (7), 2627-2632 (2005).
- Aslam, T. M., Haider, D., Murray, I. J. Principles of disability glare measurement: an ophthalmological perspective. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 85 (4), 354-360 (2007).
- Pierson, C., Wienold, J., Bodart, M. Review of factors influencing discomfort glare perception from daylight. Leukos. 14 (3), 111-148 (2018).
- Grimes, D. N., Thompson, B. J. Two-point resolution with partially coherent light. Journal of the Optical Society of America. 57 (11), 1330-1334 (1967).
- Hammond, B. R., Fletcher, L. M., Elliott, J. G. Glare disability, photostress recovery, and chromatic contrast: relation to macular pigment and serum lutein and zeaxanthin. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (1), 476-481 (2013).
- Hammond, B. R., Sreenivasan, V., Suryakumar, R. The effects of blue light-filtering intraocular lenses on the protection and function of the visual system. Clinical Ophthalmology. 13, 2427-2438 (2019).
- Hammond, B. R. Attenuating photostress and glare disability in pseudophakic patients through the addition of a short-wave absorbing filter. Journal of Ophthalmology. 2015, 607635 (2015).
- Hammond, B., Renzi, L. M., Sachak, S., Brint, S. Contralateral comparison of blue-filtering and non-blue-filtering intraocular lenses: glare disability, heterochromatic contrast, and photostress recovery. Clinical Ophthalmology. 4, 1465-1473 (2010).
