Işık saçılma Profiler (SLPS) Tabanlı Metodoloji İntraoküler Lenslerden İleri ve Geri Işık Saçılımını Kantitatif Olarak Değerlendirmek İçin Tarama
Summary
Bu protokol, goniofotometre prensipleri kullanarak intraoküler merceklerden (IOL'ler) gelen ışığın ileri ve geri saçılmasının tam açılı kantitatif değerlendirilmesini sağlayan tarama ışık saçılım profilerini (SLSP) tanımlamaktadır.
Abstract
Tarama ışık saçılım profiler (SLSP) metodolojisi, goniofotometre prensipleri kullanılarak göz içi lenslerden (GİL) ileri ve geri ışık dağılımının tam açılı kantitatif değerlendirilmesi için geliştirilmiştir. Bu protokol, SLSP platformunu ve nasıl bir IOL örneği etrafında taranırken, dağınık ışığın IOL ortamından geçerken yoğunluğunu ve yerini kaydeden 360 ° döner fotodetektör sensörünü nasıl kullandığını açıklıyor. SLSP platformu, klinik olarak değil, mevcut ve yeni IOL tasarımlarının ve malzemelerinin ışık saçılmasını indükleme eğilimini öngörmek için kullanılabilir. GİL ışık saçma özelliklerinin klinik olmayan değerlendirilmesi, istenmeyen parlaklık, parlaklık, optik kusurlar, zayıf görüntü kalitesi ve istenmeyen ışık saçılması ile ilişkili diğer fenomenlerle ilgili hasta şikayetlerinin sayısını önemli ölçüde azaltabilir. SLSP verilerini klinik sonuçlarla ilişkilendirmek için gelecekteki çalışmalar yapılmalıdır.IOL implantasyonundan sonra katarakt ameliyatı geçirmiş hastalar için en yaygın olanı ışık dağılımını ölçen bir yöntemdir.
Introduction
Tarama ışık saçılım profiler (SLSP) yaklaşımı, klinik dışı bir ortamda intraoküler lenslerin (IOL'lerin) ışık saçılma özelliklerini nicel olarak değerlendirmek ihtiyacını gidermek için ilk olarak tanıtıldı 1 . GİB tasarım ve materyalinin ışık saçılma eğilimlerini değerlendirmek için bir test metodolojisi geliştirilmesi, potansiyel istenmeyen ışık saçılım problemlerini tanımlamaya yardımcı olmak için önemli bir konudur. Işık saçılması genellikle hastalar tarafından bildirilir ve parlama, parlaklık, optik kusurlar ve disfotopi 2'nin diğer formları olarak gözlemlenir ve bazen hastanın IOL eksplantasyonunu talep etmesine yol açar. Dysphotopsia'ya ek olarak dağınık ışık, balistik ışığın miktarını azaltır ve sonuçta daha düşük toplam görüntü kalitesi elde edilir 3 . Gelen ışığı dağıtmak için (ve daha sonra klinik olarak bildirilen sonuçlar ile ilişkili olarak) IOL potansiyelini klinik olarak değerlendirmeyen bir cihaz geliştirmek cYararlı ol.
Dünyada (yılda yaklaşık 20 milyon) en çok implante edilen tıbbi cihaz olduğu için IOL'lerin optik özelliklerinin değerlendirilmesi (katarakt cerrahisinden sonra insan kristal lensinin yerini almak için kullanılan mercek) özellikle ilgi çekicidir 4 ve Amerika Birleşik Devletleri'nde (3 yaş üzeri) Milyon) 5 . Sonuç olarak, disoptopsiyi bildiren küçük bir hasta yüzdesinin bile büyük bir etkisi olabilir. Buna ek olarak, hızla gelişen teknolojiler ( örneğin, yeni IOL tasarımları, malzemeleri ve optik yetenekleri) ışık saçılması ile ilgili endişeleri arttırma potansiyeline sahiptir. Örneğin, çok odaklı IOL'ler, kırılma ve kırınım optik ilkelerini kullanan mercekler tasarlayarak yakın ve uzak görme keskinliğini iyileştirmek üzere tasarlanmıştır. Oldukça başarılı olmasına rağmen, bu merceklerin, ışığın saçılmasıyla büyük ölçüde ilişkili olduğu bildirilen haloların ve parlamanın miktarını artırdığı bulunmuştur 6 </s> Yukarı.
Birkaç klinik olmayan laboratuar çalışması, IOL'lerden 7 geçerken dağınık ışığın disoptopsiyi öngörmeye çalışmaktadır. Örneğin, araştırmalar IOL haptiklerinin (IOL'nin kollarının yerlerine yerleştirilmesi için kullanıldığını) ve GİLlerin kenarının, gözlemlenen parlama dağılma ışıklarının büyük bir bölümünü 8 neden olduğu tespit etmiştir. Bir IOL 9'tan geçtikten sonra toplam balistik olmayan ışığın miktarını nicel olarak ölçmek için bir yöntem olan balistik-foton kaldırma entegrasyon-küre yöntemi (BRIM) getirildi. Bununla birlikte, bu son derece hassas teknik dağınık ışığın toplam yoğunluğunu ölçmek üzere tasarlanmıştır ve dağınık ışığın yönünü tanımlayamamaktadır. Bilgisayar simülasyon yazılımı, çeşitli IOL tasarımlarından ve malzemelerinden gelen ışık saçılımının yoğunluğunu ve yönünü tahmin etmede yardımcı olmak için model gözlerle kullanılabilir. Örneğin, IOL kenarının ligh'u indükleme eğilimiDağınık ışığın miktarını sınırlayan tasarımları tanımlamak için saçılma simüle edildi 10 . Ayrıca, Mie saçılım teorisini içeren bilgisayar simülasyonları, artan ışık saçılımının, IOL'nin modülasyon transfer fonksiyonunu (görüntü kalitesiyle direkt bir korelasyon) azaltabileceğini doğrulamıştır. Yararlı olmasına rağmen, bu tahmini simülasyonları doğrulamak için gerçek tezgah testleri gerekli olacaktır.
Tahmini simülasyonları doğrulamak için dağınık ışığın, ileriye doğru dağınık ve geriye doğru dağınık ışığın iki farklı biçimini tespit edebilen ve nicel olarak değerlendiren bir tezgah testi gereklidir. Disfotopi kaynağı olmasa da geriye dağılmış ışık (göze ışık dağılımı) görüntü kalitesinin düşürülmesinin bir nedeni olup, sonuçta retinaya ulaşmak için IOL'den geçen ışık miktarı daha az olur. İleriye saçılmış ışık (retinaya ışık saçılması) oftalmologlar için bir endişedirDisfotopi şikayetlerine neden olabilir ( örn. Parlama, halo ve parlaklık). Ortak örneklerden biri, gece araç kullanırken yaklaşmakta olan otomobillerden geçerken ek istenmeyen parlama bildiren hastalardır; Bu konu özellikle multifokal GİL'lerde görülür 11 . Bununla birlikte, potansiyel ileri dağınık ışığı belirlemek için geçerli olan uygulama, oftalmologların hastanın gözüne ışığı parlatmak ve ne kadar ışığın geri yansıtıldığını (geri dağılmış ışık) nitel olarak gözlemlemek ve geriye dağılmış ışığın, öne saçılan ışığın yaklaşık olarak aynı olacağını varsaymaktır. Işık (ki bu her zaman geçerli değildir) 12 .
Burada, goniofotometri prensiplerini kullanarak, intraoküler bir mercekten geçen dağılmış ışığın büyüklüğünü ve yönünü nicel olarak ölçmek için kullanılan basit bir test metodolojisini açıklıyoruz. SLSP, bir ışığa maruz kalan bir IOL etrafında 360 derecelik bir fotodiyot sensörü döndürerek çalışırBizimkimiz, Şekil 1a'ya bakınız. Bilinen fotopik maksimumu en iyi temsil etmek ve uluslararası standart spesifikasyonları 13 kabul etmek için yeşil bir lazer kaynağı (543 nm) seçtik. Burada, bir IOL, bir fotodiyot sensörünün etrafını çevreleyebileceği ve lensin ışık dağılımını gözlemleyebildiği bir döner ve translasyonlu tutacak üzerine uyarlanmıştır. Sonuç olarak, SLSP dağınık ışığın büyüklüğünü ve yönünü nicel olarak ölçen eşsiz bir kabiliyete sahiptir. Bununla birlikte, burada açıklanmamasına rağmen, daha iyi öngörülebilir yetenekler için deneyler, uygun bir göz modeli kullanılarak kontrollü bir ortamda yürütülmelidir. IOL ve optik sensör arasındaki mesafe (ve sensör öğesinin boyutu) cihazın çözünürlük özelliklerini belirleyecektir; Bununla birlikte, çözünürlük ve sinyal gücü arasında, gerektiğinde ayarlanması gereken bir karşıtlık olacaktır.
Principliyi doğru bir şekilde tanımlamak içinSLSP platformunun es'inde, üç tür dönme açısı tanımlıyoruz: Şekiller 1b ve 1c . Özellikle rotasyon açısı (˚R), bir IOL çevresinde dönerken fotodiyot sensörünün dönüşünü temsil eder. Burada, 0˚R, sensörün lensin arkasında (geri dağılmış ışık) ve 180˚R, sensörün mercekin önünde olduğu zaman (ileriye saçılmış ışık) temsil eder. 90˚ ve 270˚ açılar, ileri ve geri dağınık ışık arasındaki geçiş noktalarını temsil eder. Algılama açısı (˚S), birden fazla dağınık ışık düzlemini algılayabilmesi için sensörün (yukarı ve aşağı yönde) döndürüldüğü dereceyi temsil eder. Burada, 0˚S, sensör yüzeyinin IOL'ye (ve ışık kaynağına) paralel olduğu anlamına gelir. Son olarak, ışıltı açısı (˚I), ışık kaynağının IOL'den yaklaştığı açıyı temsil eder. Burada, 0˚I, olay ışığı IOL'nin optik ekseni üzerindeyken ve 90 "# 730; Işık kaynağı Meridional düzleme dik olduğunda temsil eder.
Protocol
Representative Results
Discussion
SLSP platform deneylerinden elde edilen sonuçlar, basit goniofotometri ilkelerinin kullanılması, benzersiz IOL tasarımları ve materyalleri ile ilişkili ışık dağılımının özelliklerini değerlendirmek için güçlü bir araç oluşturabileceğini bulmuştur. Spesifik olarak, SLSP platformu, saptanabilir dağınık ışık miktarı ile ışık kaynağının kiriş çapı arasında doğrudan bir korelasyon gözlemlemiştir. Buna ek olarak, çok odaklı IOL'lerde bulunan çoklu dağınık tepeler SLSP ile …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, monofokal ve multifokal GİL'lerine erişmek için şirketlere teşekkür etmek istiyorlar. Bu çalışma Oak Ridge Bilim ve Eğitim Enstitüsü (ORISE) ve Tıbbi Cihaz Cenevre Programı (MDFP) tarafından desteklendi ve katkıları takdir edildi. Ayrıca, yazarlar Samuel Song'a laboratuardaki katkıları için teşekkür etmek istiyorlar.
Materials
| PD300 series Photodiode Sensor | Ophir-Spiricon Corp | 7Z02410 | PD300-1W, RoHS |
| URS Series Precision Rotation Stage | Newport Corp. | URS75BCC | |
| ESP301 1-Axis Motion Controller and Driver | Newport Corp. | ESP301-1N | |
| LabView Software | National Instruments Corp. | 776671-35 | |
| Origin | OriginLab Corp. | N/A | |
| Single Mode FC/APC Fiber Optic Patch Cables | ThorLabs Inc. | P3-460B-FC | |
| 10X Olympus Plan Achromat Objective | ThorLabs Inc. | RMS10X | RMS10X – 10X Olympus Plan Achromat Objective, 0.25 NA, 10.6 mm WD |
Riferimenti
- Walker, B. N., James, R. H., Calogero, D., Ilev, I. K. A novel full-angle scanning light scattering profiler to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses. Rev. Sci. Instrum. 86 (9), (2015).
- Vandenberg, T. On the relation between glare and straylight. Doc. Ophthalmol. 78 (3-4), 177-181 (1991).
- De Hoog, E., Doraiswamy, A. Evaluation of the impact of light scatter from glistenings in pseudophakic eyes. J. Cataract. Refract. Surg. 40 (1), 95-103 (2014).
- . . Global Intraocular Lens Market 2013-18: Industry Nanotechnology Analysis, Size, Share, Strategies, Growth, Trends and Forecast Research Report. , (2013).
- Congdon, N., et al. Prevalence of cataract and pseudophakia/aphakia among adults in the United States. Arch. Ophthalmol. 122 (4), 487-494 (2004).
- Mester, U., et al. Impact of Personality Characteristics on Patient Satisfaction After Multifocal Intraocular Lens Implantation: Results From the "Happy Patient Study". J. Refractive Surg. 30 (10), 674-678 (2014).
- Ferrer-Blasco, T., Montes-Mico, R., Cervino, A., Alfonso, J. F. Light Scatter and Disability Glare After Intraocular Lens Implantation. Arch. Ophthalmol. 127 (4), 576-577 (2009).
- Landry, R. J., Ilev, I. K., Pfefer, T. J., Wolffe, M., Alpar, J. J. Characterizing reflections from intraocular lens implants. Eye. 21 (8), 1083-1086 (2007).
- Kim, D. H., James, R. H., Landry, R. J., Calogero, D., Anderson, J., Ilev, I. K. Quantification of glistenings in intraocular lenses using a ballistic-photon removing integrating-sphere method. Appl. Opt. 50 (35), 6461-6467 (2011).
- Portney, V. IOL with Square-Edged Optic and Reduced Dysphotopsia. Optom. Vis. Sci. 89 (2), 229-233 (2012).
- Choi, J., Schwiegerling, J. Optical performance measurement and night driving simulation of ReSTOR, ReZoom, and Tecnis multifocal intraocular lenses in a model eye. J. Refractive Surg. 24 (3), 218-222 (2008).
- Artigas, J. M., Felipe, A., Navea, A., Carmen Garcia-Domene, M., Pons, A., Mataix, A. Determination of scattering in intraocular lenses by spectrophotometric measurements. J. Biomed. Opt. 19 (12), (2014).
- . Ophthalmic implants – Intraocular lenses Part 2: Optical properties and test methods. The International Organization for Standardization (ISO). ISO 11979 (2), (2014).
