Summary
I denne protokol skitserer vi de konceptuelle designelementer og strukturel udvikling af et blændingsstyrkeapparat. Derudover beskrives udformningen af en enhed til måling af positiv dysphotopsi (glorier, eger) og topunktslystærskler.
Abstract
Intraokulær spredning med tilhørende funktionelle manifestationer er en førende årsag til bilulykker og en betydelig biomarkør af skjult og åbenlys okulær sygdom (f.eks. sygdomme i hornhinden og linsen). Næsten alle nuværende metoder til måling af de adfærdsmæssige konsekvenser af lysspredning lider imidlertid under forskellige begrænsninger, der for det meste afspejler manglende konstruktion og indholdsgyldighed: At vid, foranstaltningerne afspejler ikke i tilstrækkelig grad den virkelige verdensforhold (f.eks. kunstigt lys vs. sollys) eller daglige opgaver (f.eks. anerkendelse under visuelt krævende forhold).
Denne protokol beskriver to nye, økologisk gyldige metoder til måling af adfærdsmæssige virkninger af intraokulær spredning ved at kvantificere spredningsgeometri og visuel anerkendelse under blændingsforhold. Førstnævnte blev målt ved at vurdere diameteren af glorier og eger, der skyldtes en lyspunktskilde. Lysspredning (i det væsentlige punktopslagsfunktionen bestemt ved hjælp af Rayleigh-kriterier) blev kvantificeret ved at bestemme den mindste mærkbare afstand mellem to små punkter i bredbåndslys. Sidstnævnte blev udført baseret på identifikation af bogstaver dannet ved hjælp af åbninger, hvorigennem stærkt lys skinnede.
Introduction
Blænding er almindeligt defineret som en nedbrydning af optisk klarhed som følge af intraokulær spredning i okulære medier. Denne spredning forvrænger billedets repræsentation på nethinden og giver en forstyrret skildring af den visuelle scene. De fleste større ulykker i forbindelse med blænding ske på grund af dagtimerne intraokulære scatter forårsaget af solen1. Denne oprindelse betyder , at tidspunktet på dagen og sæsonen (solposition) er signifikante variabler samt førerens alder2,3. I betragtning af betydningen af blænding som et spørgsmål om sikkerhed har der været flere metodologiske undersøgelser fokuseret på (for det meste kommercielle) enheder til test af individuelle og gruppeforskelle4. Ofte manifesterer dette sig som stærkt lys (typisk halogener eller fluorescerende) omkring et skarphedsdiagram eller riste. Afhængigt af individets egenskaber (f.eks. okulær pigmentering, linsetæthed)5, forårsager de tilstødende lys en slørende luminans, der forringer ydeevnen. Ved første rødme, synes disse opgaver at have høj ansigt gyldighed. Som det fremgår af figur 1A, B, gør stigende spredning direkte slørobjekter, og de tilgængelige test fanger varians, der kan tilskrives intensiteten af blændingskilden og personlige egenskaber. Testene har dog flere ulemper6 og efterlader mange vigtige aspekter af spredning ubesegt. Den første, og mest oplagte, er simpelthen, at den mest almindelige blænding kilde i hverdagen er solen.
Scatter i øjet har en kompleks afhængighed af bølgelængde, der er forværret af alder og okulær pigmentering7. I det omfang en test afviger fra denne naturlige kilde, kan dens evne til at forudsige visuel funktion under disse omstændigheder være begrænset. Almindelige tests bruger hvide lysdioder (LED'er) eller sidemonterede halogener. I en tidlig undersøgelse af 2.422 europæiske chauffører bemærkede van den Berg et al., at spredning i øjet og synsstyrke var relativt uafhængige prædiktorer for kvaliteten af et emnes syn (spredning og skarphed var ikke korreleret)4. I den virkelige verden, dog blænding ofte kommer direkte fra det objekt, der ses. Blændingskilden kan komme ovenfra (f.eks. solen) eller siden (f.eks. forlygter til biler), men den tilslørende luminans er direkte i synsvidden. I denne undersøgelse forsøgte forskerne at løse begge disse problemer ved at vælge en lyskilde, der nøje matchede middagsdags sollys (Figur 2), og designe en opgave, der var baseret på anerkendelse (ikke blot detektion), og hvor opgave og let stress samtidig var i seerens direkte synslinje.
Ud over tilslørende luminans reducere synsstyrke (scatter langs synslinjen), mange betingelser påvirker den faktiske geometri scatter i øjet (dvs. ikke bare frem lys scatter i macula) og nedbryde synet. Dette beskrives ved halos og egers almindelige udseende (eller når det er tilstrækkeligt invaliderende, positivt dysphotopsi (PDP) (se eksempler, se figur 3). PDP er en almindelig bivirkning hos personer, der har haft LASIK korrigerende kirurgi8 ud over dem med grå stær (ofte benævnt klinisk som "utålelig" PDP9-dennedemografiske omfatter omkring halvdelen af befolkningen i alderen 70 år og derover). PDP er ofte ikke korrigeret ved grå stær kirurgi som operationen selv skaber inhomogeneities i hornhinden, siddepladser af implantatet i linsen kapsel er ufuldkommen, og mange linse design, samtidig med at nogle spørgsmål såsom presbyopi, skabe andre såsom spoking og glorier. For eksempel viste Buckhurst et al., at intraokulær spredning var den samme mellem forskellige klare intraokulære linse (IOL) design, men at multifokale linser skabte betydelig PDP10.
Det første halometer designet til præcist at måle visuelle glorier / eger blev beskrevet i 1924 af Robert Elliot. Enheden var hovedsagelig en lampe i en kasse med en lille blænde og en dias regel (endnu tidligere versioner anvendes tegninger af de visuelle effekter fra stearinlys). Flere variationer af dette tema fulgte9, indtil en enhed kaldet Aston Halometer endelig nåede markedet. Denne enhed10,11 er baseret på en lys hvid LED i midten af en tablet computer (emner identificere bogstaver omkring tabletten, som de bevæger sig centrifugally i 0,5 ° trin). Som nævnt tidligere, en udfordring med dette design er, at hvide lysdioder ikke er et godt match for solen. En anden er simpelthen, at kilden (en enkelt LED) ikke er tilstrækkelig lys til at fremkalde betydelige glorier og blænding eger. Forskerne pålagt Bangeter okklusion folier (hovedsagelig en diffuser) for at øge lys spredning (og mindske spektakulære refleksioner fra overfladen af tabletten). Dette risikerer imidlertid at forvirre kilden (dvs. en stor del af spredningen kommer derefter fra diffusoren og ikke inhomogeneiteterne i øjet selv - selve variablen, der skal kvantificeres). Redesignet af halometeret har flere funktioner, der har til formål at løse disse problemer. For det første bruger det bredbånds xenon som en solsimulator12 og bruger den originale blændemetode introduceret af Elliot med præcisionscentrerede calipre.
Lysskjoldet, der danner den centrale blændeåbning, har den ekstra fordel, at det kan opdeles i to mindre åbninger, der langsomt kan flyttes fra hinanden for at måle lysspredning (i det væsentlige en adfærdsmæssigt afledt punktspredningsfunktion; se figur 4). Dette design er nu blevet brugt i flere nyere undersøgelser til at vurdere de optiske egenskaber ved fotokrome kontaktlinser13. Samlet set, måling af diameteren af glorier og eger, den minimale afstand mellem to punktkilder af lys (lysspredning), og blænding skarphed, omhandler ikke kun, at en patient lider af blænding ved hjælp af virkelige forhold, men også hvordan. De adfærdsmæssige virkninger af lys scatter i øjet er ikke et unitært fænomen4,14,15. Hver af disse variabler forklarer et relativt unikt aspekt af variansen i den visuelle funktion. Halos, for eksempel, skyldes fremad lys scatter primært stammer fra den krystallinske linse. Eger (hovedsagelig ciliary corona) stammer fra diffraktion og afvigelser, der opstår fra små partikelspredning langs den optiske sti14,16.
Protocol
BEMÆRK: De procedurer, der er skitseret i den følgende protokol, overholder alle institutionelle retningslinjer vedrørende forsøgspersonens forskning. Denne undersøgelse blev godkendt af University of Georgias institutionelle undersøgelsesudvalg, og forsøgsprocedurerne blev udført i overensstemmelse med retningslinjerne for god klinisk praksis og de etiske principper i Helsingfors-erklæringen.
1. Konstruktion af blændingsstarphedsapparatet
BEMÆRK: En begrebsmæssig tegning af systemet er vist i figur 5.
- Begynd med et optisk bord, og installer en 1000 W xenon buelampe med den tilhørende strømforsyning i den bageste ende af bænken (se en af figur 5).
BEMÆRK: Det bedste valg til et optisk bord er et breadboard med et gitter af monteringshuller, almindeligvis M6 skruetråden på et 25 mm gitter. Den mindste størrelse, der er nødvendig, er ~91 cm x 122 cm. En begrænsning med disse systemer er, at hvis lysudgangen ikke er konstant (inden for og på tværs af sessioner), vil små variationer blive fortolket som variation i adfærdsmæssige tærskler. Derfor skal du sørge for, at strømforsyningen er stærkt reguleret med optiske feedbacksensorer for at sikre konstant lysudgang på tværs af eksperimentelle sessioner og over tid. - Installer den første linse i en position, der slutter lyset fra kilden (se b i figur 5), og indfør et optisk element for at fjerne varmen i den optik, der genereres af den intense lyskilde (Figur 5C).
BEMÆRK: Alle linser i systemet er plano-konvekse achromats med anti-refleksion belægning. Den effektive brændvidde er ~100 mm, og diameteren er ~5 cm (lidt større end lyskildens udgangsåbning). Infrarøde filtre kan bruges til at fjerne varme, men de ofte trænge ind i synlige. Et vandbad er et dejligt alternativ. I det nuværende system lukkede to optiske lejligheder et rør fyldt med vand. - Indfør den næste linse (se d i figur 5) i det optiske system for at fokusere lyset på et lille punkt på det 100 mm cirkulære neutrale tæthedsfilter (se figur 5),som dæmper lyset over et lineært område på ca. 2 logenheder med optisk tæthed. Det bestemmes, om filterets nominelle position er ved hjælp af en digital udlæsning koblet til et potentioometer (se j i figur 5). Brug et kalibreret radiometer til at bestemme den faktiske mængde lys, der transmitteres, og som svarer til det cirkulære filters position, og til med jævne mellemrum at bekræfte, at den samlede energi i systemet forbliver konstant i løbet af eksperimentet.
BEMÆRK: Når filtreringen udføres over en gradient, skal lyset fokuseres på et ret lille område (4-9 mm2),når det passerer gennem det cirkulære filter (denne position er også god til at forvirre ved hjælp af en lille blænde, der kun passerer det fokuserede lys).- Brug en mekanisk lukker eller blot et blokerende filter og holder til at begrænse stimulus mellem forsøg (se f af figur 5).
- Tilføj den næste linse til systemet, en kollimering linse (se g af figur 5), placeret således, at lyset udvider sig til at matche diameteren af hvert bogstav blænde (10,16 cm), fuldt lysende optotype (7,62 cm).
- Tegn bogstavåbningerne, eller køb dem som metalstenciler: P, L, D, U, Z, E, T og F (se figur 5 h ). Placer bogstavåbningerne i en cirkulær rotator (for at gøre det nemt at skifte mellem bogstaver) med fjederbelastede faner og divoter for at låse hvert bogstav på plads, så der ikke er nogen bevægelse af hjulet under eksperimentet.
BEMÆRK: Bogstavåbningerne var ca. 15 mm x 6 mm x 25 mm (~0,17°), og blev valgt, fordi de er klassiske Sloan optotyper og omtrent samme størrelse. I dette system var luminans målt ved brevåbningen 4000 lux; 40 lux ved målt i øjets plan. - Dernæst forbløffe systemet sådan, at emner kun kan se den baggrundsbelyste brev åbninger (f.eks den intense lys, der kommer ud af et "E"). Placer for eksempel systemets optik i et rum med emnet i et tilstødende rum. Placer et hul i døråbningen, der støder op til værelserne, og juster det, så forsøgspersonerne ikke kan se eksperimentatoren eller omstrejfende lys. Hvis deltageren ikke kan høre eksperimentatorens anvisninger, skal du tilføje et samtaleanlæg.
- For at sikre, at øjets position i forhold til det visuelle system er ret præcis, skal du oprette en form for hoved- og hagestøttemonteringsbrug en gummiøjekop monteret på et sort rør (begge monteret på en bevægelig vogn). Som det gøres i denne protokol, skal du tilføje en montering bag røret for at give mulighed for brug af prøvelinser til at korrigere for brydningsfejl ved hjælp af standardiserede linser (dvs. ingen toning).
BEMÆRK: Brugen af prøvelinser vil også gøre det muligt at anvende et "blankt" glas for at sikre, at de optiske virkninger af dem, der ikke krævede brydningskorrektion, svarer til dem, der krævede brydnings korrigerende optik (se i figur 5).- Sørg desuden for, at visningsstationen er sikret, så den ikke bevæger sig mellem emnerne. Brug et laserniveau til at sikre, at øjestykket er i overensstemmelse med optik (7 m fra øjets plan).
2. Måling af blændingsgenkendelsesstyrke
BEMÆRK: I begyndelsen af en eksperimentel session bekræftes det, at alle optiske elementer i systemet er justeret, lysintensiteten (uden dæmpning) er korrekt, og motivets øje er i den rigtige position. Opgaven forklares derefter til emnet (bogstavidentifikation), og stimuli præsenteres i tilfældig rækkefølge på forskellige intensitetsniveauer. Målet er at finde den højeste intensitet, hvor et emne stadig kan identificere individuelle bogstaver korrekt (med den faktiske tærskel defineret probabilistically på 75% korrekt detektion, 6 korrekt ud af 8).
- Brug metoden med grænser (for at komme tæt på tærsklen) og derefter konstante stimuli for at opnå en præcis værdi af emnets tærskel for blændingsgenkendelse.
BEMÆRK: Der findes mere nøjagtige psykofysiske metoder (signaldetektion, tvungen valg), men denne metode blev anvendt baseret på antallet af foranstaltninger og tidsbegrænsninger. - Brug en tilfældig brevgenerator til at organisere bogstaverne på hjulet i en unik, tilfældig rækkefølge. Brug bogstaver til de åbninger, der ofte findes i andre genkendelsesopgaver (f.eks. Snellen-diagram, Sloan-bogstaver).
BEMÆRK: De bogstaver, der blev anvendt i denne metode, var P, L, D, U, Z, E, T og F. - Inden protokollen påbegyndes, forklares eksperimentopgavens art ved at vise emnet suprathreshold stimuli. Sørg for, at emnet er klar over, at opgaven er ret enkel: Kan brevet ses eller ej? Kør nok forsøg til at generere en psykometrisk funktion, der tillader afledning af en nøjagtig probabilistisk tærskel.
3. Konstruktion af halometeranordningen
- Brug de samme trin 1.1-1.2 ved udarbejdelsen af optiktabellen for disse foranstaltninger. Sørg for, at lyset fra kilden oplyser bagsiden af lysskjoldet over et tilstrækkeligt rum (13-14 cm) til at tillade en adskillelse af de to punkter.
- Installer lysskjoldet, og sørg for, at det fungerer som en baffel ved at blokere det meste af lyset, der kommer fra lyskilden, så motivet bare ser lyset, der kommer fra blænden og indeholder en lille (~ 4 mm) blænde for glorie / talte foranstaltninger. Anbringe et digitalt mikrometer på bagsiden af det lysskjold, der skal bruges til at måle den fysiske adskillelse af de to lyspunkter.
BEMÆRK: Blænden skal frembringes af to tilstødende og bevægelige åbninger (2 mm hver), og skjoldet skal indeholde en sammenklappelig baffel, således at baflen, efterhånden som åbningerne flyttes fra hinanden, frastreger røgledelen lys fra at passere mellem dem. - For at sikre overensstemmelse med denne protokol skal du sikre dig, at lyseffekten målt ved lysskjoldet er 10 cd/m2.
- I overensstemmelse med den skematiske (Figur 2)13, placere centrering calipre i rummet mellem lysskjoldet og de emner stabiliseret hoved position (en simpel hage og pande hvile). Sørg for, at caliperens kæber er justeret med 4 mm blænden og ~ 13-14 cm i højden.
BEMÆRK: Det er nyttigt at sætte noget reflekterende materiale på emnesiden, så de tydeligt kan ses. Kæberne bevæger sig lige fra midten, og deres position er angivet med en Vernier skala. - For at opretholde overensstemmelse med opsætningen, der anvendes i denne protokol, skal du kontrollere, at lysskjoldet er ~ 100 cm, og at caliperne er ~ 60 cm fra motivets øjeplan.
- Når du foretager de to-punkts foranstaltninger, skal du bruge en lang brændvidde linse. Bestem den nøjagtige placering af denne endelige linse baseret på brændvidden og afstanden fra lysskjoldet og planet af motivets øje. Fjern denne linse, når du gør det glorie / talte foranstaltninger.
BEMÆRK: En 200 mm akromatisk plano-konveks linse 18 cm fra øjenplanet blev brugt i denne opsætning (dette placerer øjet i fokusstrålen, men ikke ved fokusplanet, øjet er forreste til det endelige omdrejningspunkt). Dette bruges, fordi personer med meget god skarphed og lav scatter ofte kan se to tilstødende små lyspunkter, selv når de er meget tæt på. Fokuslinsen vil få punkterne til at overlappe og forstørre den afstand, der er nødvendig for at skelne mellem to punkter. - Brug en hvid reflektionsstandard placeret i øjet og et teleskopspektralradiometer til at måle spektrallysudgangen, både radiometrisk og fotometrisk, for at sikre, at det synlige spektrum har de ønskede egenskaber (i dette tilfælde simuleret sollys, figur 2). Hvis du vil overvåge energiproduktionen oftere og med en meget følsom detektor, skal du bruge et almindeligt radiometer med et siliciumbaseret fotohoved.
BEMÆRK: Sådanne lysudgangsmåleapparater giver både kurvens spektrale form og fotometriske værdier (målt i samme position ved selve øjet).
4. Blændingsgeometri
BEMÆRK: Før afprøvningen fik forsøgspersonerne eksempler på gloriers og stjerneskuds udseende i naturlige scener (se figur 3).
- Når motivet er justeret, skal du flytte kæberne på caliperen, indtil den bare omgiver glorien, og derefter indtil den kun er ved stjerneskuds eller egerens ydre omkreds. Opnå tærsklen ved at beregne gennemsnittet af spændet fra begge retninger (fra ind til ud og ud til ind).
- Når de topunktsforanstaltninger påbegyndes, skal du sikre maksimal nærhed af de to 2 mm åbninger; bemærk, at stimulus vises som et enkelt, lyst lyspunkt. Flyt langsomt de to åbninger fra hinanden, kvantificere afstanden ved det tilbagevendte digitale mikrometer, centreret om åbningerne. Fra "nulpunktet" (tilstødende åbninger) skal du bede emnerne om at angive, hvornår spredningen fra hvert lyspunkt ikke overlapper hinanden (normalt fungerer en retning godt her).
- Da der kan opstå en fejl, hvis motivet bliver forkert justeret med systemet, skal du bruge et lille borekamera (med infrarød) for at sikre, at øjet altid forbliver i korrekt position.
Representative Results
For blændingsstyrkemålingerne blev 20 unge forsøgspersoner (gennemsnitsalder = 19 år, standardafvigelse (SD) = 1 år) med god skarphed testet. Resultaterne i figur 6 viser variationen i antallet af bogstaver set på et relativt lyst intensitetsniveau. En anden metode til at analysere dataene ville være at bruge den korrekte identifikation til at generere en psykometrisk funktion med tærskel defineret som 6 identifikationer ud af 8 (energien ved 75% korrekt identifikation). Som det fremgår af figur 6, er der stor variation til stede, selv når man tester raske unge forsøgspersoner.
Data fra halos og eger er vist i figur 7A,B, og er fra en anden stikprøve på 23 unge forsøgspersoner (gennemsnitsalder = 20 år, SD = 4 år). Begge prøver blev rekrutteret fra den studerende befolkning ved University of Georgia. Alle disse emner havde god skarphed (20/20) og / eller blev korrigeret med klare kontaktlinser. Den minimumsafstand (mm), der kræves for at løse to lyspunkter til forskel (de topunktstærskler her), blev også målt. Disse data er vist i figur 8.
Som det ses i figur 6, figur 7og figur 8, på trods af at prøven var så homogen (sammensat af relativt unge sunde observatører med godt syn), var der stor variation i spredningsfunktionens adfærdsmæssige mål. Dette tyder på, at standard kliniske målinger af synsfunktion (f.eks. skarphed) ikke kvantificerer mange visuelle egenskaber, der sandsynligvis påvirker synsevnen under virkelige forhold.
Figur 1:To scenarier for kørsel om natten. (A)Minimal intraokulær spredning fra bilens forlygter med fodgængeren i vejen tydeligt synlig. (B) Høj intraokulær spredning fra bilens forlygter, tilsløre fodgængeren i vejen. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Graf, der repræsenterer spektralfordelingen af middagssol (rødt), xenonbuelampelyskilden (sort) og en højklar hvid LED-kilde (blå). Forkortelse: LED = lysdiode. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Eksempler på PDP-symptomer: eger (længst til venstre), glorier (venstre) og stjerneskud (til højre) og 2-punkts lys scatter (yderst til højre).
Figur 4:Semantisk repræsentation af punktspredningsfunktionen og visuel illustration af forlygter til biler. Relativ energi på y-akse og visuel vinkel på x-akse; visuel illustration af, hvordan adskillelsen mellem to lyse lyspunkter (forlygter) er et adfærdsmæssigt mål for dens bredde. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5:En begrebsmæssig tegning af blændingsstyrkesystemet. Komponenterne omfatter (a) en xenonlyskilde, (b) kollimeringslinse, (c) vandbad, (d) fokuslinse, (e) cirkulært filter (100 mm neutralt tæthedsfilter), f) filterholder, (g) linse, (h) bogstavåbninger i cirkulært roterende hjul, (i) brydningskorrektion (forsøgslinser), (j) digital udlæsning af cirkulært filter potentioometer. Forkortelser: CL = kollimeringslinse; FL = fokuseringslinse; L = linse; TL = prøvelinser. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: Et søjlediagram, der viser antallet af bogstaver, som hvert emne har kunnet identificere, hvornår stimulus'ens luminans blev holdt i en lys konstant (absolut energi, 16.392 cd/m2). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: Et søjlediagram, der viser de individuelle forskelle i en stikprøve på 23 unge, sunde observatører. (B)Individuelle forskelle i stjernestrålediagrammet. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: Et søjlediagram, der viser den minimale afstand, hvor to små lyspunkter ikke overlappede hinanden (topunktstærskler). Klik her for at se en større version af dette tal.
Discussion
De visuelle konsekvenser af intraokulær spredning vurderes ofte som blænding handicap og ubehag17,18. Disse metoder fokuserer direkte på dysfunktion og let smerte, der ledsager intenst lys, men ikke direkte på, hvordan det deaktiverer synet. Hvordan er også vigtigt, men fordi intraokulære scatter ikke kun påvirker synet, når det er intenst. Selv et svagt visuelt billede (f.eks. lav luminans, mål med lav kontrast) kan forringes ved lysspredning. Den underliggende optik15 kan beskrives ved hjælp af Strehl-forholdet, punktspredningsfunktionen eller diffusionsindekset (stort set uafhængigt af luminans). En anden metode, der er effektiv selv ved lavere luminans (10 cd/m2 i denne opsætning), indebærer måling af adskillelsen af topunktskilder. Personer med en bredere punktspredningsfunktion vil kræve mere adskillelse, før to små lyspunkter vises adskilte. Rayleigh-kriteriets metode til at kvantificere spredningen af to små punktlyskilder har en lang historie19. I det foreliggende tilfælde blev denne metode tilpasset for at øge dens økologiske gyldighed (f.eks. ved hjælp af hvid xenon, der simulerede middagssol).
Figur 5 viser en begrebsmæssig tegning af blændingsstyrkesystemet. I det væsentlige begynder det med en lys lyskilde, der simulerer sollys (xenon pærer er typisk et godt valg, 1000 watt giver tilstrækkelig intensitet). Lys fra kilden afkøles med et vandbad (gennemsigtigt til synligt lys) og derefter manipuleres af en række linser, der bærer lys i fokuserede og kollimerede bjælker. Et cirkulært neutralt tæthedsfilter dæmper lyset, som derefter ledes gennem bogstavformede åbninger. Motivet sidder i en fast afstand fra den isolerede stimulus (~ 7 m) og ser stimulus med det ene øje ad gangen (øjenposition fastgjort af en øjenkop). Hvad emnet ser, er en række breve, der selv er blænding kilde. Når lyset er for intenst for et givet motiv, er konsekvent korrekt identifikation ikke mulig. Glare skarphed tærskler kan defineres ved hjælp af et vilkårligt antal klassiske psykofysiske teknikker.
Halometerets grundlæggende design svarer til den ovenfor beskrevne anløbsrørsenhed og kan anvende den samme lyskilde (en intens xenon) og et optisk bord13. De to elementer, der adskiller sig, er indførelsen af et lysskjold, der indeholder små bevægelige åbninger og centreringspræcisionskalibre. Blænden i lysskjoldet er 4 mm i diameter og baggrundsbelyst af lyskilden. Bredbåndslyset, der passerer gennem dette lille hul, skaber en lyspunktskilde, der spredes (det mønster, der bestemmes af observatørens optiske egenskaber, så for nogle taler det mere, andre har mere diffus haloing), og caliperne bruges til at måle denne geometri. Den 4 mm blænde i lysskjoldet kan opdeles i to mindre åbninger (2 mm hver), der langsomt kan flyttes fra hinanden, indtil spredningen af hver ikke overlapper hinanden. Denne afstand (spores af et mikrometer på lysskjoldet) bruges som den adfærdsmæssigt afledte punktspredningsfunktion (topunktstærskler).
Gloriemets diameter (diffust lys omkring punktkilden) og stjerneskud (koncentriske stråler, der udstråler udad fra punktkilden) blev bestemt ved hjælp af grænsemetoden (i stigende og faldende tilstand). Forskeren flyttede kæberne på caliperen (udad fra midten), indtil motivet angav, at guiderne lige omringede glorien eller stjerneskuddet. Når de topunktsmålere foretages, flyttes de to små tilstødende åbninger langsomt fra hinanden (vandret), og motiver angiver, hvornår spredningen fra hvert lyspunkt ikke overlapper hinanden (f.eks. når de først opfatter et lille sort mellemrum mellem de to punkter). Hammond et al.13har beskrevet et teknisk skema over systemet.
Måling af den måde, at lys scatters instruerer arten (og korrektion) af problemet. Starbursts (perifere eger), glorier, og blænding handicap og ubehag alle har individuelle egenskaber. Når øjet er kompromitteret af aldring, sygdom9, eller kirurgi8, disse optiske fænomener ændrer sig også på forskellige måder. Haloer ses f.eks. ofte som et relativt homogent slør, mens stjerneskud har tendens til ikke at være homogene og strække sig ind i periferien. Dette mønster er tydeligt demonstreret af Hammond et al.13.
Disse forskellige mønstre indebærer , at der er behov for forskellige typerkorrektioner 7. For eksempel har makulade pigmenter (gule pigmenter koncentreret i macula) vist sig at være nyttige til at korrigere centrale blænding (lys sløring i synsvidde)20. Men da disse pigmenter kun er i og omkring nethindeføl, påvirker de ikke lysspredningen uden for dette område21. Til dette formål er filtrering i den mere forreste del af øjet ønskelig, såsom ved brug af tonede briller22, kontaktlinser13eller intraokulæreimplantater 23. Alt andet lige, personer med optimal blænding skarphed kan skelne bogstaver på langt højere intensiteter end dem med dårlig blænding skarphed.
Tidligere undersøgelser har også vist , at målinger af lysspredning ikke korrelerer godt med mere almindeligt målte målinger som synsstyrke4. Dette motiverede udviklingen af en lys scatter metode, der blev konvolveret direkte med skarphed domme (svarende til en Snellen Chart). Tidligere metoder var baseret på detektion eller opløsning (f.eks. at se individuelle stænger i riste med varierende hyppighed) i modsætning til anerkendelse. Genkendelsesstyrke er dog ligesom andre former afhængig af kontrasten mellem to elementer i et billede. Lysspredning kan forringe denne forskel og var den afhængige foranstaltning i de nuværende blændingsvurderinger. Som det fremgår af de empiriske resultater af denne unge, stort set homogene prøve, alt andet lige, er der store individuelle forskelle i, hvordan lysspredningseffekter fungerer under virkelige forhold.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne anerkende Dr. Sarah Saint for hendes hjælp til at indsamle halometer data.
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).
