Summary
في هذا البروتوكول، ونحن الخطوط العريضة لعناصر التصميم المفاهيمي والتطوير الهيكلي لجهاز حدة الوهج. بالإضافة إلى ذلك ، يتم وصف تصميم جهاز لقياس عسر الهضم الإيجابي (هالات ، متحدثات) وعتبات ضوء من نقطتين.
Abstract
التشتت داخل العين ، مع مظاهره الوظيفية المرتبطة به ، هو السبب الرئيسي لحوادث السيارات وعلامة بيولوجية كبيرة من مرض العين السري والعلني (على سبيل المثال ، أمراض القرنية والعدسة). ومع ذلك، فإن جميع الأساليب الحالية تقريبا لقياس العواقب السلوكية لتشتت الضوء تعاني من قيود مختلفة تعكس في الغالب عدم وجود بناء وصحة المحتوى: لخفة دم، فإن التدابير لا تعكس بشكل كاف ظروف العالم الحقيقي (مثل الضوء الاصطناعي مقابل أشعة الشمس) أو المهام اليومية (على سبيل المثال، التعرف في ظل ظروف تتطلب الكثير من النظر).
يصف هذا البروتوكول طريقتين جديدتين صالحتين بيئيا لقياس الآثار السلوكية للتشتت داخل العين من خلال تحديد الهندسة المتناثرة والتعرف البصري في ظل ظروف الوهج. تم قياس الأول من خلال تقييم قطر الهالات والمتحدثات التي نتجت عن مصدر نقطة مضيئة. تم قياس انتشار الضوء (أساسا، وظيفة انتشار النقطة التي تم تحديدها باستخدام معايير رايلي) من خلال تحديد الحد الأدنى للمسافة المتصورة بين نقطتين صغيرتين من ضوء النطاق العريض. وقد تم ذلك الأخير على أساس تحديد الحروف التي تشكلت باستخدام الفتحات التي أشرق الضوء الساطع من خلالها.
Introduction
يعرف الوهج عادة بأنه تدهور الوضوح البصري الناتج عن التشتت داخل العين داخل وسائط العين. هذا التشتت يشوه تمثيل الصورة على شبكية العين وينتج تصويرا معطلا للمشهد البصري. معظم الحوادث الكبرى المتعلقة وهج يحدث بسبب النهار التشتت داخل العين الناجمة عن الشمس1. هذا الأصل يعني أن الوقت من اليوم والموسم (موقف الشمسية) هي متغيرات هامة وكذلك عمر السائق2،3. ونظرا لأهمية الوهج كمسألة سلامة، فقد كانت هناك العديد من الدراسات المنهجية التي تركز على الأجهزة (التجارية في الغالب) لاختبار الاختلافات الفردية والجماعية4. في كثير من الأحيان ، يظهر هذا كأضواء ساطعة (عادة الهالوجينات أو الفلورسنت) المحيطة بمخطط حدة أو صريف. اعتمادا على خصائص الفرد (مثل تصبغ العين وكثافة العدسة)5، تتسبب الأضواء المتجاورة في إضاءة محجبة تحط من الأداء. في البداية ، يبدو أن هذه المهام لها صحة عالية الوجه. كما هو موضح في الشكل 1A، B، زيادة التشتت لا الكائنات الحجاب مباشرة ، والاختبارات المتاحة لا التقاط التباين يعزى إلى كثافة مصدر الوهج والخصائص الشخصية. ومع ذلك، فإن الاختبارات لها عيوب عدة6 وترك العديد من الجوانب الهامة من مبعثر غير منسفخ. الأول، والأكثر وضوحا، هو ببساطة أن مصدر الوهج الأكثر شيوعا في الحياة اليومية هو الشمس.
مبعثر داخل العين لديه اعتماد معقد على الطول الموجي الذي يتفاقم بسبب العمر وتصبغ العين7. إلى الدرجة التي ينحرف فيها الاختبار عن هذا المصدر الطبيعي، قد تكون قدرته على التنبؤ بالوظيفة البصرية في تلك الظروف محدودة. تستخدم الاختبارات الشائعة الثنائيات البيضاء الباعثة للضوء (LEDs) أو الهالوجينات المثبتة على الجانب. في دراسة مبكرة من 2,422 السائقين الأوروبيين, فان دن بيرغ وآخرون لاحظ أن التشتت داخل العين والبصر حدة كانت تنبؤات مستقلة نسبيا من نوعية رؤية الموضوع (لم تكن مترابطة مبعثرة والبؤس)4. في العالم الحقيقي ، ومع ذلك ، غالبا ما يأتي الوهج مباشرة من الكائن الذي يتم عرضه. قد يأتي مصدر الوهج من الأعلى (مثل الشمس) أو الجانب (على سبيل المثال، المصابيح الأمامية للسيارات)، ولكن الإنارة الحجابية تقع مباشرة في خط البصر. في هذه الدراسة، حاول الباحثون معالجة هاتين المسألتين من خلال اختيار مصدر ضوء يتطابق بشكل وثيق مع ضوء الشمس ظهر اليوم(الشكل 2)،وتصميم مهمة تقوم على الاعتراف (وليس مجرد الكشف) وحيث كانت المهمة والإجهاد الخفيف، في وقت واحد، في خط الرؤية المباشر للمشاهد.
بالإضافة إلى الإضاءة الحجابية الحد من حدة البصر (مبعثر على طول خط البصر)، تؤثر العديد من الظروف على الهندسة الفعلية للتشتت داخل العين (أي، وليس فقط إلى الأمام ضوء مبعثر داخل البقعة) وتتحلل الرؤية. هذا هو وصفها من خلال المظهر الشائع من هالات والمتحدثين (أو عندما المنهكة بما فيه الكفاية، وعسر الهضم إيجابية (PDP) (على سبيل المثال، انظر الشكل 3). PDP هو أحد الآثار الجانبية الشائعة في الأفراد الذين خضعوا لجراحة تصحيحية الليزك8 بالإضافة إلى أولئك الذين يعانون من إعتام عدسة العين (غالبا ما يشار إليها سريريا باسم PDP9"لا تطاق" - وتشمل هذه الديموغرافية ما يقرب من نصف السكان الذين تتراوح أعمارهم بين 70 سنة وأكثر). لا يتم تصحيح PDP في كثير من الأحيان عن طريق جراحة إعتام عدسة العين حيث أن الجراحة نفسها تخلق عدم تجانس في القرنية ، ومقاعد الغرسة داخل كبسولة العدسة غير كاملة ، والعديد من تصاميم العدسات ، مع معالجة بعض القضايا مثل قصر النظر ، وخلق قضايا أخرى مثل السفخ والهالات. على سبيل المثال ، أظهرت Buckhurst وآخرون أن التشتت داخل العين هو نفسه بين تصاميم العدسات داخل العين الواضحة المختلفة (IOL) ، ولكن العدسات متعددة البؤر خلقت PDP10كبيرة.
وصف روبرت إليوت أول مقياس هالومتر مصمم لقياس الهالات البصرية/المتحدثين بدقة في عام 1924. كان الجهاز في الأساس مصباحا في صندوق ذي فتحة صغيرة وقاعدة شرائح (حتى الإصدارات السابقة استخدمت رسومات التأثيرات البصرية من الشموع). عدة أشكال مختلفة من هذا الموضوع يتبع9 حتى جهاز يسمى أستون Halometer وصلت أخيرا إلى السوق. ويستند هذا الجهاز10،11 على الصمام الأبيض مشرق في وسط جهاز كمبيوتر لوحي (المواضيع تحديد الحروف المحيطة الكمبيوتر اللوحي لأنها تتحرك الطرد المركزي في 0.5 درجة الخطوات). كما لوحظ سابقا، أحد التحديات مع هذا التصميم هو أن المصابيح البيضاء ليست مباراة كبيرة للشمس. آخر هو ببساطة أن المصدر (LED واحد) ليست مشرقة بما فيه الكفاية للحث على هالات كبيرة ومتحدث وهج. فرض الباحثون رقائق انسداد Bangeter (الناشر أساسا) لزيادة تشتت الضوء (وتقليل الانعكاسات الطيفية من سطح الجهاز اللوحي). ومع ذلك ، فإن هذا يخاطر بإرباك المصدر (أي أن الكثير من التشتت يأتي بعد ذلك من الناشر وليس من الانحرافات داخل العين نفسها - المتغير نفسه الذي يحتاج إلى قياس كمي). إعادة تصميم halometer له العديد من الميزات التي تهدف إلى معالجة هذه القضايا. أولا، يستخدم زينون واسع النطاق كمحاكى شمسي12 ويستخدم طريقة الفتحة الأصلية التي أدخلها إليوت مع الفرجار الدقيقة المركز.
الدرع الخفيف الذي يشكل الفتحة المركزية لديه ميزة إضافية أنه يمكن فصلها إلى اثنين من فتحات أصغر التي يمكن نقلها ببطء بعيدا لقياس انتشار الضوء (أساسا، وظيفة انتشار نقطة مشتقة سلوكيا؛ انظر الشكل 4). وقد استخدم هذا التصميم الآن في العديد من الدراسات الحديثة لتقييم الخصائص البصرية للعدسات اللاصقة الضوئية13. معا، وقياس قطر هالات والمتحدثين، والحد الأدنى من المسافة بين مصدرين نقطة من الضوء (انتشار الضوء)، ووهج حدة، ويتناول ليس فقط أن المريض يعاني من وهج باستخدام ظروف العالم الحقيقي، ولكن أيضا كيف. الآثار السلوكية للضوء مبعثر داخل العين ليستظاهرةوحداوية 4،14،15. كل من هذه المتغيرات يفسر جانبا فريدا نسبيا من التباين في الوظيفة البصرية. فالهالات، على سبيل المثال، تنتج عن تشتت الضوء الأمامي الناشئ في المقام الأول عن العدسة البلورية. المتحدثات (أساسا الهالة السيلارية) تنبع من الحيود والانحرافات التي تنشأ من الجسيمات الصغيرة المتناثرة على طول المسار البصري14،16.
Protocol
ملاحظة: تلتزم الإجراءات المبينة في البروتوكول التالي بجميع المبادئ التوجيهية المؤسسية المتعلقة بأبحاث الإنسان. وقد وافق مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة جورجيا على هذه الدراسة، وأجريت الإجراءات التجريبية وفقا للمبادئ التوجيهية للممارسات السريرية الجيدة والمبادئ الأخلاقية لإعلان هلسنكي.
1. بناء جهاز حدة الوهج
ملاحظة: يظهر رسم تصوري للنظام في الشكل 5.
- تبدأ مع جدول البصرية، وتثبيت مصباح قوس زينون 1000 W مع إمدادات الطاقة المرتبطة بها في النهاية الخلفية للمقاعد البدلاء (انظر الشكل 5).
ملاحظة: الخيار الأفضل لجدول بصري هو لوحة الخبز مع شبكة من الثقوب المتصاعدة، عادة، الخيط المسمار M6 على شبكة 25 ملم. الحد الأدنى لحجم اللازمة ~ 91 سم × 122 سم. أحد القيود مع هذه الأنظمة هو أنه إذا لم يكن إخراج الضوء ثابتا (داخل الجلسات وعبرها) ، سيتم تفسير الاختلافات الصغيرة على أنها تباين في العتبات السلوكية. وبالتالي، تأكد من أن إمدادات الطاقة منظمة بشكل كبير مع أجهزة استشعار التغذية المرتدة البصرية لضمان إخراج الضوء المستمر عبر الجلسات التجريبية ومع مرور الوقت. - تثبيت العدسة الأولى في موقف أن collimates الضوء من المصدر (انظر ب من الشكل 5)،وإدخال عنصر بصري لإزالة الحرارة داخل البصريات التي تم إنشاؤها بواسطة مصدر الضوء المكثف(الشكل 5C).
ملاحظة: جميع العدسات داخل النظام هي أكرومات بلانكو محدبة مع طلاء مضاد للانعكاس. طول التنسيق الفعال هو ~ 100 ملم ، وقطرها ~ 5 سم (أكبر قليلا من فتحة الخروج من مصدر الضوء). يمكن استخدام مرشحات الأشعة تحت الحمراء لإزالة الحرارة ، ولكنها غالبا ما تتدخل في المرئي. حمام مائي هو بديل لطيف. وفي النظام الحالي، أرفقت شقتان بصريتان أنبوبا مملوءا بالماء. - أدخل العدسة التالية (انظر د من الشكل 5)داخل النظام البصري لتركيز الضوء على نقطة صغيرة على مرشح الكثافة المحايدة الدائرية 100 مم (انظر e من الشكل 5)،والذي يخفف الضوء على مدى خطي من حوالي 2 وحدة سجل من الكثافة البصرية. تحديد الموضع الاسمي للمرشح باستخدام قراءات رقمية مقرونة بمقياس قوة (انظر j من الشكل 5). استخدم مقياسا إشعاعي معايرة لتحديد الكمية الفعلية للضوء المرسل الذي يتوافق مع موضع الفلتر الدائري والتأكد بشكل دوري من أن الطاقة الإجمالية داخل النظام لا تزال ثابتة على مدار التجربة.
ملاحظة: كما يتم تصفية أكثر من الانحدار، الضوء يحتاج إلى أن تركز على مساحة صغيرة إلى حد ما (4-9 ملم2)عند المرور من خلال مرشح دائري (هذا الموقف هو أيضا جيدة لليحير باستخدام فتحة صغيرة أن يمر الضوء فقط مركزة).- استخدام مصراع الميكانيكية أو مجرد مرشح حجب وحامل لحجب التحفيز بين التجارب (انظر و من الشكل 5).
- إضافة العدسة التالية إلى النظام، عدسة collimating (انظر ز من الشكل 5)،وضعت بحيث يتوسع الضوء لتتناسب مع قطر كل فتحة حرف (10.16 سم)، تضيء تماما optotype (7.62 سم).
- بناء فتحات الرسالة أو شرائها على شكل استنسل معدني: P، L، D، U، Z، E، T، و F (انظر ح من الشكل 5). ضع فتحات الحرف في استدارة دائرية (للسماح بسهولة التنقل بين الحروف) مع علامات تبويب و divots محملة بالربيع لقفل كل حرف في مكانه حتى لا تكون هناك حركة للعجلة أثناء التجربة.
ملاحظة: كانت فتحات الحروف حوالي 15 مم × 6 مم × 25 مم (~ 0.17 درجة) ، وتم اختيارها لأنها أنواع مختارة كلاسيكية من سلون ونفس الحجم تقريبا. في هذا النظام، كان الإنارة التي تقاس في فتحة الرسالة 4000 لوكس؛ 40 لوكس عند قياسها في مستوى العين. - بعد ذلك ، يحير النظام بحيث يمكن للمواضيع رؤية فتحات الحروف المضيئة الخلفية فقط (على سبيل المثال ، الضوء المكثف الذي يخرج من "E"). على سبيل المثال، ضع بصريات النظام في غرفة واحدة مع الموضوع في غرفة مجاورة. ضع ثقبا داخل المدخل المجاور للغرف ومحاذاته بحيث لا يتمكن الأشخاص من رؤية المجرب أو الضوء الضال. إذا كان المشارك غير قادر على سماع تعليمات المجرب، قم بإضافة نظام اتصال داخلي.
- لضمان أن وضع العين بالنسبة للنظام البصري هو دقيق إلى حد ما، وخلق شكل من أشكال الرأس والذقن بقية التجميع استخدام كوب العين المطاطية التي شنت على أنبوب أسود (على حد سواء شنت على عربة متحركة). كما هو الحال في هذا البروتوكول ، إضافة جبل وراء أنبوب للسماح لاستخدام العدسات التجريبية لتصحيح الخطأ الانكسار باستخدام العدسات الموحدة (أي ، لا تلوين).
ملاحظة: استخدام العدسات التجريبية سوف يسمح أيضا لاستخدام الزجاج "فارغة" لضمان أن الآثار البصرية لأولئك الذين لا يحتاجون تصحيح الانكسار تطابق أولئك الذين يحتاجون البصريات التصحيحية الانكسار (انظر أنا من الشكل 5).- بالإضافة إلى ذلك، تأكد من تأمين محطة العرض بحيث لا تتحرك بين الموضوعات. استخدم مستوى الليزر لضمان محاذاة قطعة العين مع البصريات (7 م من مستوى العين).
2. قياس حدة التعرف على الوهج
ملاحظة: في بداية جلسة تجريبية، يتم التأكد من أن جميع العناصر البصرية داخل النظام هي محاذاة، وكثافة الضوء (مع عدم وجود توهين) هو الصحيح، وعين الشخص المعني هو في الموقف الصحيح. ثم يتم شرح المهمة للموضوع (تحديد الرسالة) ، ويتم تقديم المحفزات بترتيب عشوائي بمستويات مختلفة من الكثافة. والهدف من ذلك هو العثور على أعلى كثافة يمكن فيها للموضوع أن يحدد الحروف الفردية بشكل صحيح (مع العتبة الفعلية المحددة احتماليا عند الكشف الصحيح بنسبة 75٪، و6 صحيحة من أصل 8).
- استخدام طريقة الحدود (للاقتراب من عتبة) ومن ثم المحفزات المستمرة للحصول على قيمة دقيقة للحاجة إلى التعرف على وهج الحد الأدنى للموضوع.
ملاحظة: هناك أساليب نفسية فيزيائية أكثر دقة متاحة (الكشف عن الإشارات، الاختيار القسري)، ولكن تم استخدام هذه الطريقة استنادا إلى عدد من التدابير والقيود الزمنية. - استخدام مولد رسالة عشوائية لتنظيم الحروف على عجلة القيادة في فريدة من نوعها، ترتيب عشوائي. استخدم الحروف للفتحات التي توجد عادة في مهام التعرف الأخرى (على سبيل المثال، مخطط Snellen، رسائل سلون).
ملاحظة: كانت الحروف المستخدمة في الأسلوب الحالي P و L و D U و Z و E و T و F. - قبل البدء في البروتوكول، شرح طبيعة المهمة التجريبية من خلال إظهار المحفزات فوق إعادة تقييم الموضوع. تأكد من أن الموضوع يدرك أن المهمة بسيطة إلى حد ما: هل يمكن رؤية الرسالة أم لا؟ تشغيل ما يكفي من التجارب لتوليد وظيفة النفسية التي تسمح اشتقاق عتبة احتمالية دقيقة.
3. بناء جهاز halometer
- استخدم نفس الخطوات 1.1-1.2 في إعداد جدول البصريات لهذه التدابير. تأكد من أن الضوء من المصدر يضيء الجزء الخلفي من الدرع الخفيف على مساحة كافية (13-14 سم) للسماح بفصل النقطتين.
- تثبيت الدرع الخفيفة ، وضمان أنه بمثابة حيرة عن طريق منع معظم الضوء القادم من مصدر الضوء بحيث يرى هذا الموضوع فقط الضوء القادم من الفتحة ويحتوي على فتحة صغيرة (~ 4 ملم) للهالة / تحدث التدابير. لصق ميكرومتر رقمي على الجزء الخلفي من الدرع الخفيف لاستخدامه لقياس الفصل المادي بين نقطتي الضوء.
ملاحظة: يجب أن تنتج الفتحة بواسطة فتحةتين متجاورتين ومنقولتين (2 مم لكل منهما)، ويجب أن يحتوي الدرع على حيرة قابلة للطي بحيث، كما يتم نقل الفتحات بعيدا، يحير الضوء من المرور بينهما. - للحفاظ على الاتساق مع هذا البروتوكول، تأكد من أن خرج الضوء الذي يقاس في الدرع الخفيف هو 10 CD/m2.
- وفقا لتخطيطي (الشكل 2)13، ضع الفرجار المتمركزة في الفضاء بين الدرع الخفيف والموضوعات استقرت موقف الرأس (بسيطة الذقن والجبين بقية). تأكد من محاذاة فكي الفرجار مع فتحة 4 مم وارتفاع ~13-14 سم.
ملاحظة: من المفيد وضع بعض المواد العاكسة على الجانب الموضوع بحيث يمكن رؤيتها بوضوح. يتحرك الفكان بالتساوي من المركز ، ويشار إلى موضعهما من خلال مقياس Vernier. - للحفاظ على الاتساق مع الإعداد المستخدمة في هذا البروتوكول، تحقق من الدرع الخفيف هو ~ 100 سم والفرجار هي ~ 60 سم من الطائرة من العين الموضوع.
- عند إجراء تدابير من نقطتين ، استخدم عدسة طول بؤري طويلة. تحديد الموضع الدقيق لهذه العدسة النهائية على أساس البعد البؤري والمسافة من الدرع الخفيف والطائرة من العين الموضوع. إزالة هذه العدسة عند القيام هالة / تحدث التدابير.
ملاحظة: تم استخدام عدسة 200 مم اللوني بلانو محدب 18 سم من مستوى العين في هذا الإعداد (وهذا يضع العين في شعاع التركيز، ولكن ليس في الطائرة التركيز، والعين الأمامية إلى نقطة محورية النهائي). ويستخدم هذا لأن الأفراد مع حدة جيدة جدا ومنخفضة مبعثر يمكن أن نرى في كثير من الأحيان اثنين من نقاط صغيرة من الضوء حتى عندما قريبة جدا. العدسة التركيز سوف يسبب نقاط التداخل وتكبير المسافة اللازمة للتمييز بين نقطتين. - استخدم معيار انعكاس أبيض يوضع في العين ومقياس إشعاعي طيفي تلسكوبي لقياس مخرج الضوء الطيفي، سواء من الناحية الراديوية أو الضوئية، لضمان أن الطيف المرئي له الخصائص المطلوبة (في هذه الحالة، محاكاة أشعة الشمس، الشكل 2). لمراقبة إنتاج الطاقة في كثير من الأحيان ومع كاشف حساس للغاية، استخدم مقياس إشعاعي منتظم مع رأس صور قائم على السيليكون.
ملاحظة: مثل هذه الأجهزة قياس إخراج الضوء سوف تسفر عن كل من الشكل الطيفي للمنحنى والقيم الضوئية (تقاس في نفس الموقف في العين نفسها).
4. هندسة الوهج
ملاحظة: قبل الاختبار، قدمت للمواضيع أمثلة على ظهور الهالات والإنفجارات النجمية في المشاهد الطبيعية (انظر الشكل 3).
- بمجرد محاذاة الموضوع ، حرك فكي الفرجار حتى يحيط بالهالة فقط ، ثم حتى يكون فقط في المحيط الخارجي للإنفجارات النجمية أو المتحدثات. الحصول على العتبة عن طريق متوسط الفارق من كلا الاتجاهين (من الدخول إلى الخارج والخروج إلى الدخول).
- عند البدء في تدابير من نقطتين ، وضمان القرب الأقصى من اثنين من فتحات 2 ملم ؛ لاحظ أن التحفيز سيظهر كنقطة ضوء واحدة ومشرقة. تحرك ببطء الفتحتين بعيدا، وتحديد المسافة من قبل ميكرومتر الرقمية التي تواجه الظهر، تركزت على الفتحات. من "نقطة الصفر"، (فتحات abutting) اطلب من الأشخاص الإشارة إلى متى لا يتداخل الانتشار من كل نقطة ضوء (عادة ما يعمل اتجاه واحد بشكل جيد هنا).
- كما يمكن أن تواجه بعض الخطأ إذا كان هذا الموضوع يصبح المنحرفة مع النظام، والاستفادة من كاميرا صغيرة تحمل (مع الأشعة تحت الحمراء) لضمان العين يبقى دائما في الموقف الصحيح.
Representative Results
بالنسبة لتدابير حدة الوهج ، تم اختبار 20 موضوعا شابا (متوسط العمر = 19 عاما ، الانحراف المعياري (SD) = عام واحد) مع حدة جيدة. وتشير النتائج المبينة في الشكل 6 إلى التباين في عدد الحروف التي شوهدت عند مستوى واحد من الكثافة الساطعة نسبيا. وثمة نهج آخر لتحليل البيانات هو استخدام التعريف الصحيح لتوليد وظيفة القياس النفسي مع عتبة تعرف بأنها 6 تحديدات من أصل 8 (الطاقة في تحديد 75٪ الصحيح). كما هو مبين في الشكل 6، هناك تباين واسع موجود حتى عند اختبار مواضيع الشباب الأصحاء.
وتظهر البيانات المستمدة من مقاييس الهالات والمتحدثين في الشكل 7 ألفوباء وهي مأخوذة من عينة مختلفة من 23 موضوعا شابا (متوسط العمر = 20 سنة، SD = 4 سنوات). وقد تم تجنيد كلتا العينتين من الطلاب في جامعة جورجيا. وكان كل هذه المواضيع حدة جيدة (20/20) و / أو تم تصحيحها مع العدسات اللاصقة واضحة. كما تم قياس الحد الأدنى للمسافة (مم) المطلوبة لحل نقطتين من الضوء كمتميزتين (عتبات النقطتين هنا). تظهر هذه البيانات في الشكل 8.
كما رأينا في الشكل 6، الشكل 7، والشكل 8، على الرغم من أن العينة متجانسة جدا (تتألف من مراقبين أصحاء شباب نسبيا مع رؤية جيدة) ، كان هناك تباين واسع في المقاييس السلوكية للتشتت. وهذا يشير إلى أن المقاييس السريرية القياسية للوظيفة البصرية (على سبيل المثال، حدة) تفشل في تحديد العديد من الصفات البصرية التي من المرجح أن تؤثر على الأداء البصري في ظل ظروف العالم الحقيقي.
الشكل 1: سيناريوهين القيادة ليلا. (أ) الحد الأدنى من التشتت داخل العين من المصابيح الأمامية للسيارة مع المشاة في الطريق مرئية بوضوح. (ب) عالية داخل العين مبعثر من المصابيح الأمامية السيارة، حجب المشاة في الطريق. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2:رسم بياني يمثل التوزيع الطيفي لأشعة الشمس في منتصف النهار (أحمر)، ومصدر ضوء مصباح قوس زينون (أسود)، ومصدر LED أبيض عالي السطوع (أزرق). اختصار: LED = الصمام الثنائي الباعث للضوء. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: أمثلة من أعراض PDP: المتحدثين (أقصى اليسار)، هالات (يسار)، وstarbursts (يمين) ونقطة 2 ضوء مبعثر (أقصى اليمين).
الشكل 4: التمثيل الدلالي لوظيفة انتشار نقطة والتوضيح البصري للمصابيح الأمامية السيارة. طاقة نسبية على المحور ص وزاوية بصرية على محور س؛ التوضيح البصري لكيفية الفصل بين نقطتين مضيئتين من الضوء (المصابيح الأمامية) هو مقياس سلوكي لعرضه. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: رسم مفاهيمي لنظام حدة الوهج. وتشمل المكونات (أ) مصدر ضوء زينون، (ب) عدسة تجميعية، (ج) حمام مائي، (د) عدسة مركزة، (ه) فلتر دائري (فلتر كثافة محايدة 100 مم)، (و) حامل فلتر، (ز) عدسة، (ح) فتحات حرف في عجلة دوارة دائرية، (1) تصحيح الانكسار (العدسات التجريبية)، (ي) قراءات رقمية لمقياس الدويمتر الدائري للتصفية. الاختصارات: CL = عدسة جمع; FL = عدسة التركيز؛ L = العدسة؛ TL = العدسات التجريبية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6:رسم بياني عمودي يبين عدد الحروف التي تمكن كل موضوع من تحديدها عندما تم عقد لمعان التحفيز عند ثابت ساطع (الطاقة المطلقة، 16392 cd/m2). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7: مخطط عمودي يبين الاختلافات الفردية في عينة من 23 مراقبا شابا وصحيا. (أ) الاختلافات الفردية في الرسم البياني قطر هالو. (ب) الاختلافات الفردية في الرسم البياني دياماتر انفجار النجوم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 8:مخطط عمودي يبين الحد الأدنى من المسافة حيث لم تتداخل نقطتان صغيرتان من الضوء (عتبات من نقطتين). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Discussion
غالبا ما يتم تقييم العواقب البصرية للتشتت داخل العين على أنها إعاقة وهج وعدم الراحة17،18. تركز هذه الطرق مباشرة على الخلل الوظيفي والألم الطفيف الذي يصاحب الضوء المكثف ، ولكن ليس مباشرة على كيفية تعطيل الرؤية. كيف هو مهم أيضا، ومع ذلك، لأن التشتت داخل العين لا يؤثر فقط على الرؤية عندما تكون مكثفة. حتى الصورة المرئية منخفضة الكثافة (مثل الإضاءة المنخفضة وأهداف التباين المنخفض) يمكن أن تتحلل بسبب تشتت الضوء. يمكن وصف البصريات الأساسية15 من خلال نسبة Strehl ، أو وظيفة انتشار النقاط ، أو مؤشر الانتشار (مستقل إلى حد كبير عن الإنارة). وهناك طريقة أخرى، فعالة حتى في الإضاءة السفلية (10 cd/m2 في هذا الإعداد)، تتضمن قياس فصل مصدرين للضوء. الأفراد مع وظيفة انتشار نقطة أوسع سوف تتطلب المزيد من الانفصال قبل نقطتين صغيرتين من الضوء سوف تظهر متميزة. أسلوب معيار رايلي لتحديد مدى انتشار اثنين من مصادر الضوء نقطة صغيرة لديها تاريخ طويل19. وفي هذه الحالة، تم تكييف هذه الطريقة لزيادة صلاحيتها الإيكولوجية (على سبيل المثال، باستخدام زينون أبيض يحاكي ضوء الشمس ظهر اليوم).
ويبين الشكل 5 رسما مفاهيميا لنظام حدة الوهج. في جوهرها ، فإنه يبدأ مع مصدر الضوء الأبيض الساطع الذي يحاكي أشعة الشمس (مصابيح زينون وعادة ما تكون خيارا جيدا ، 1000 واط توفير كثافة كافية). يتم تبريد الضوء من المصدر بحمام مائي (شفاف للضوء المرئي) ثم يتم التلاعب به من خلال سلسلة من العدسات التي تحمل الضوء في الحزم المركزة والكوليمات. يعمل فلتر الكثافة المحايد الدائري على تضييح الضوء الذي يتم تمريره بعد ذلك من خلال فتحات على شكل حرف. الموضوع يجلس على مسافة ثابتة من التحفيز معزولة (~ 7 م) ووجهات النظر التحفيز مع عين واحدة في وقت واحد (موقف العين ثابتة من قبل كوب العين). ما يراه الموضوع هو سلسلة من الرسائل التي هي نفسها مصدر الوهج. عندما يكون الضوء شديدا جدا بالنسبة لموضوع معين ، لا يمكن تحديد الهوية الصحيحة بشكل متسق. يمكن تعريف عتبات حدة الوهج باستخدام أي عدد من التقنيات النفسية الفيزيائية الكلاسيكية.
التصميم الأساسي للمقياس يشبه جهاز حدة الوهج الموصوف أعلاه ويمكن استخدام نفس مصدر الضوء (زينون مكثف) والجدول البصري13. العنصران المختلفان هما إدخال درع خفيف يحتوي على فتحات صغيرة منقولة وفرجار دقيق مركز. الفتحة في الدرع الخفيف هو 4 ملم في القطر و الخلفية من مصدر الضوء. ضوء النطاق العريض الذي يمر عبر هذه الحفرة الصغيرة يخلق مصدر نقطة ساطعة ينتشر (النمط الذي تحدده الخصائص البصرية للمراقب ، لذلك بالنسبة للبعض ، فإنه يتحدث أكثر ، والبعض الآخر لديه هالة أكثر انتشارا) ، وتستخدم الفرجار لقياس هذه الهندسة. يمكن تقسيم فتحة 4 مم في الدرع الخفيف إلى فتحة صغيرتين (2 مم لكل منهما) يمكن تحريكهما ببطء بعيدا حتى لا يكون انتشار كل منهما متداخلا. وتستخدم تلك المسافة (التي يتعقبها ميكرومتر على الدرع الخفيف) كوظيفة انتشار نقطة مشتقة سلوكيا (عتبات من نقطتين).
تم تحديد أقطار الهالة (الضوء المنتشر حول مصدر النقطة) وانعجار النجوم (الأشعة متحدة المركز التي تشع إلى الخارج من مصدر النقطة) باستخدام طريقة الحدود (في أوضاع تصاعدية ونازلة). قام الباحث بتحريك فكي الفرجار (إلى الخارج من المركز) حتى أشار الموضوع إلى أن الأدلة أحاطت للتو بالهالة أو الانفجار النجمي. عند إجراء مقاييس النقطتين ، يتم تحريك الفتحتين الصغيرتين ببطء (أفقيا) ، وتشير الموضوعات إلى متى لا يتداخل الانتشار من كل نقطة ضوء (على سبيل المثال ، عندما يرون لأول مرة مساحة سوداء صغيرة بين النقطتين). وقد وصف هاموند وآخرون13تخطيطية تقنية للنظام.
قياس الطريقة التي ينثر الضوء يرشد طبيعة (وتصحيح) المشكلة. الانفجارات النجمية (المتحدث الطرفية) ، هالات ، والعجز وهج وعدم الراحة كلها خصائص فردية. عندما تتعرض العين للخطر بسبب الشيخوخة، والمرض9،أو الجراحة8،وهذه الظواهر البصرية تتغير أيضا بطرق متميزة. فالهالات، على سبيل المثال، كثيرا ما ينظر إليها على أنها حجاب متجانس نسبيا، في حين أن الانفجارات النجمية لا تميل إلى أن تكون متجانسة وتمتد إلى المحيط الخارجي. ويتجلى هذا النمط بوضوح من قبل هاموندوآخرون.
هذه الأنماط المختلفة تعني الحاجة إلى أنواع مختلفة من التصحيح7. على سبيل المثال، وقد ثبت أن أصباغ البقعي (أصباغ صفراء تتركز في البقعة) لتكون مفيدة لتصحيح الوهج المركزي (الحجاب الخفيف في خط الأفق)20. ومع ذلك ، لأن هذه الأصباغ موجودة فقط في وحول fovea الشبكية ، فإنها لا تؤثر على الضوء المتناثر خارج تلك المنطقة21. لهذا الغرض، تصفية في الجزء الأمامي أكثر من العين هو مرغوب فيه مثل مع استخدام النظارات الملونة22،العدسات اللاصقة13،أو يزرع داخل العين23. كل شيء يجري على قدم المساواة، يمكن للأفراد مع حدة الوهج الأمثل تمييز الحروف في كثافة أعلى بكثير من أولئك الذين يعانون من حدة وهج الفقراء.
وقد أظهرت الدراسات السابقة أيضا أن مقاييس تشتت الضوء لا ترتبط بشكل جيد مع مقاييس أكثر شيوعا قياس مثل حدة البصر4. هذا حفز تطوير طريقة مبعثر الضوء التي كانت ملتوية مباشرة مع أحكام حدة (مماثلة لرسم سنيلين). وكانت الأساليب السابقة تستند إلى الكشف أو الدقة (على سبيل المثال، رؤية أشرطة فردية داخل صريف ذات تردد متفاوت) بدلا من الاعتراف. ومع ذلك، تعتمد حدة التعرف، مثل النماذج الأخرى، على التباين بين عنصرين داخل الصورة. ويمكن أن يؤدي تشتت الضوء إلى تدهور هذا الاختلاف وكان المقياس التابع في تقييمات حدة الوهج الحالية. كما يتضح من النتائج التجريبية لهذه العينة الشباب، متجانسة إلى حد كبير، كل شيء على قدم المساواة، وهناك اختلافات فردية كبيرة في كيفية ضوء مبعثر آثار الوظيفة البصرية في ظل ظروف العالم الحقيقي.
Disclosures
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
Acknowledgments
ويود المؤلفان أن يعترفا بالدكتورة سارة سانت لمساعدتها في جمع بيانات مقياس الهالومتر.
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.
- 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.
- 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).
