Name: scanning light scattering profiler (slps) based methodology to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses
Uploaded: 2017-06-06T15:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses at JoVE.com

Forfatterne vil gerne takke virksomhederne for adgangen til deres monofokale og multifokale IOL&#39;er. Dette arbejde blev støttet af Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) og Medical Device Fellowship Program (MDFP) og deres bidrag er værdsat. Desuden vil forfatterne gerne takke Samuel Song for hans bidrag i laboratoriet.

1. SLSP-måleplatformforberedelse BEMÆRK: Alle justeringstrin kræver præcision og tålmodighed for at sikre nøjagtig kvantificering ved måling af lysspredning. En oversigt over SLSP-opsætningen i henhold til figur 1 . Her viser en illustration ( figur 1a ) det grundlæggende koncept for SLSP-opsætningen. Derudover hjælper fig. 1b og 1c med at definere de forskellige vinkler, der henvises til i diskussionen. Specifikt d...

<ol>
	<li>Walker, B. N., James, R. H., Calogero, D., Ilev, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+full-angle+scanning+light+scattering+profiler+to+quantitatively+evaluate+forward+and+backward+light+scattering+from+intraocular+lenses.">A novel full-angle scanning light scattering profiler to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses.</a> Rev. Sci. Instrum. 86 (9), (2015).</li><li>Vandenberg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+relation+between+glare+and+straylight.">On the relation between glare and straylight.</a> Doc. Ophthalmol. 78 (3-4), 177-181 (1991).</li><li>De Hoog, E., Doraiswamy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+impact+of+light+scatter+from+glistenings+in+pseudophakic+eyes.">Evaluation of the impact of light scatter from glistenings in pseudophakic eyes.</a> J. Cataract. Refract. Surg. 40 (1), 95-103 (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Global Intraocular Lens Market 2013-18: Industry Nanotechnology Analysis, Size, Share, Strategies, Growth, Trends and Forecast Research Report. , (2013).</li><li>Congdon, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+cataract+and+pseudophakia/aphakia+among+adults+in+the+United+States.">Prevalence of cataract and pseudophakia/aphakia among adults in the United States.</a> Arch. Ophthalmol. 122 (4), 487-494 (2004).</li><li>Mester, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Personality+Characteristics+on+Patient+Satisfaction+After+Multifocal+Intraocular+Lens+Implantation:+Results+From+the+&amp;#34;Happy+Patient+Study&amp;#34.">Impact of Personality Characteristics on Patient Satisfaction After Multifocal Intraocular Lens Implantation: Results From the &amp;#34;Happy Patient Study&amp;#34.</a> J. Refractive Surg. 30 (10), 674-678 (2014).</li><li>Ferrer-Blasco, T., Montes-Mico, R., Cervino, A., Alfonso, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Scatter+and+Disability+Glare+After+Intraocular+Lens+Implantation.">Light Scatter and Disability Glare After Intraocular Lens Implantation.</a> Arch. Ophthalmol. 127 (4), 576-577 (2009).</li><li>Landry, R. J., Ilev, I. K., Pfefer, T. J., Wolffe, M., Alpar, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+reflections+from+intraocular+lens+implants.">Characterizing reflections from intraocular lens implants.</a> Eye. 21 (8), 1083-1086 (2007).</li><li>Kim, D. H., James, R. H., Landry, R. J., Calogero, D., Anderson, J., Ilev, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+glistenings+in+intraocular+lenses+using+a+ballistic-photon+removing+integrating-sphere+method.">Quantification of glistenings in intraocular lenses using a ballistic-photon removing integrating-sphere method.</a> Appl. Opt. 50 (35), 6461-6467 (2011).</li><li>Portney, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IOL+with+Square-Edged+Optic+and+Reduced+Dysphotopsia.">IOL with Square-Edged Optic and Reduced Dysphotopsia.</a> Optom. Vis. Sci. 89 (2), 229-233 (2012).</li><li>Choi, J., Schwiegerling, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+performance+measurement+and+night+driving+simulation+of+ReSTOR,+ReZoom,+and+Tecnis+multifocal+intraocular+lenses+in+a+model+eye.">Optical performance measurement and night driving simulation of ReSTOR, ReZoom, and Tecnis multifocal intraocular lenses in a model eye.</a> J. Refractive Surg. 24 (3), 218-222 (2008).</li><li>Artigas, J. M., Felipe, A., Navea, A., Carmen Garcia-Domene, M., Pons, A., Mataix, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+scattering+in+intraocular+lenses+by+spectrophotometric+measurements.">Determination of scattering in intraocular lenses by spectrophotometric measurements.</a> J. Biomed. Opt. 19 (12), (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ophthalmic+implants+-+Intraocular+lenses+Part+2:+Optical+properties+and+test+methods.">Ophthalmic implants - Intraocular lenses Part 2: Optical properties and test methods.</a> The International Organization for Standardization (ISO). ISO 11979 (2), (2014).</li></ol>

Resultaterne fra SLSP-platformseksperimenterne har vist, at ved anvendelse af simple goniophotometri-principper kan principper føre til et kraftfuldt værktøj til evaluering af egenskaberne af lysdisplay forbundet med unikke IOL-design og materialer. Specielt har SLSP platformen observeret en direkte korrelation mellem mængden af ​​detekterbart spredt lys og strålediameteren af ​​lyskilden. Desuden blev de multiple spredte toppe fundet i multifokale IOL&#39;er let observeret med SLSP. Da lyskilden nærmede s...

Scanning lette spredningsprofil (SLSP) tilgang blev først indført for at imødekomme behovet for kvantitativt at evaluere lette spredningsegenskaber for intraokulære linser (IOL&#39;er) i en ikke-klinisk indstilling 1 . Udvikling af en testmetode til evaluering af lette spredningstendenser af IOL-design og -materialer er af stor interesse for at hjælpe med at identificere potentielle uønskede lysfordelingsproblemer. Lyspredning rapporteres almindeligvis af patienter og observeres som blænding, glinstning, optiske mangler og andre former for dysphotopsia 2 , som nogle gange fører til en patient, der anmoder om IOL-eksplosionen. Ud over dysphotopsia reducerer spredt lys mængden af ​​ballistisk lys, hvilket resulterer i en lavere samlet billedkvalitet 3 . Udvikling af en enhed, der ikke-klinisk kan evaluere IOL potentialet til at sprede det indkommende lys (og senere korreleret med klinisk rapporterede resultater) cEn være nyttig. Evaluering af IOLs optiske egenskaber (linsen, der bruges til at erstatte den menneskelige krystallinske linse efter kataraktkirurgi) er af særlig interesse, da det er den mest implanterede medicinske enhed i verden (næsten 20 millioner om året) 4 og USA (over 3 Mio. Om året) 5 . Som følge heraf kan selv en lille procentdel af patienter, der rapporterer dysphotopsi, have stor indflydelse. Hertil kommer, at hurtigt forbedrede teknologier ( fx nye IOL-design, materialer og optiske evner) har potentiale til at øge bekymringer relateret til lysfordeling. For eksempel er multifokale IOL&#39;er designet til at forbedre nær og langt synsfokus ved at designe linser, som udnytter refraktion og diffraktion optiske principper. Selvom de er meget succesfulde, har disse linser også vist sig at øge mængden af ​​rapporterede haloer og blænding, der i vid udstrækning er forbundet med spredning af lys 6 </sop&gt;. Et par ikke-kliniske laboratorieundersøgelser forsøger at forudsige dysphotopsi fra spredt lys, da det passerer gennem IOL 7 . For eksempel har forskning identificeret, at IOL haptics (armene i IOL bruges til at sætte det på plads), og kanten af ​​IOL&#39;erne er tilbøjelige til at fremkalde en stor mængde af det observerede blændingsspredte lys 8 . En metode, en ballistisk-foton-fjernende integrations-sfære metode (BRIM) blev indført for kvantitativt at måle mængden af ​​totalt ikke-ballistisk lys efter passage gennem en IOL 9 . Denne meget følsomme teknik er imidlertid designet til at måle den totale intensitet af spredt lys og kan ikke identificere retningsdygtigheden af ​​det spredte lys. Computersimulationssoftware kan bruges med model øjne til at forudsige intensitet og directionality af lys scatter fra forskellige IOL designs og materialer. For eksempel er tilbøjelighed til IOL-kanten til at inducere lighenT spredning blev simuleret for at identificere designs, der ville begrænse mængden af ​​spredt lys 10 . Desuden bekræftede computersimuleringer, der indarbejdede Mie scattering teorien, at øget lys scatter kan reducere modulen overføringsfunktion (MTF) i IOL (en direkte korrelation til billedkvalitet) 3 . Selvom det er nyttigt, ville egentlige bænttests være nødvendige for at verificere disse prædiktive simuleringer. For at verificere prediktive simuleringer er en bænttest nødvendig, der er i stand til at detektere og kvantitativt evaluere to forskellige former for spredt lys, fremad spredt og bagud spredt lys. Selvom det ikke er en kilde til dysfotografi, er det bagud spredt lys (lysspredning væk fra øjet) en årsag til reduceret billedkvalitet, da mindre lys passerer gennem IOL&#39;en for i sidste ende at nå nethinden. Fremad spredt lys (lysspredning mod nethinden) er en bekymring for oftalmologer som detKan resultere i klager over dysphotopsi ( fx blænding, halo og glittring). Et almindeligt eksempel er, at patienter rapporterer ekstra uønsket blænding fra at passere kommende biler i løbet af natten Dette problem er særligt fælles med multifokale IOL&#39;er 11 . Den nuværende praksis for at identificere potentielt fremad spredt lys er imidlertid, at oftalmologer skinner lys på patientens øje og kvalitativt observerer hvor meget lys reflekteres tilbage (bagud spredt lys) og antager at det bagud spredte lys vil være omtrent det samme som fremad spredt Lys (hvilket ikke altid er tilfældet) 12 . Her beskriver vi en simpel testmetode ved hjælp af goniophotometry principper for kvantitativt at måle størrelsen og retningen af ​​spredt lys ved det passerer gennem en intraokulær linse. SLSP&#39;en fungerer ved at rotere en fotodiode sensor 360 grader omkring en IOL, der er udsat for et lys sOurce, se figur 1a . Vi valgte en grøn laser kilde (543 nm) til bedst at repræsentere det kendte fotopiske maksimum og være i overensstemmelse med de internationale standardspecifikationer 13 . Her er en IOL tilpasset til en rotations- og translationsholder, hvor en fotodiodeføler kan cirkulere rundt og observere lysudspredning fra linsen. Som følge heraf har SLSP den unikke evne til kvantitativt at måle størrelsen og retningen af ​​spredt lys. Men selv om det ikke er beskrevet her for bedre forudsigelsesevne, skal forsøg udføres inden for et kontrolleret miljø ved hjælp af en passende øjenmodel. Afstanden mellem IOL og den optiske sensor (samt størrelsen på sensorelementet) bestemmer enhedens opløsningsmuligheder. Der vil imidlertid være en bytte mellem opløsning og signalstyrke, som skal justeres efter behov. At præcist beskrive princippetEs af SLSP platformen definerer vi tre typer rotationsvinkler, se figur 1b og 1c . Specielt repræsenterer rotationsvinklen (˚R) rotationen af ​​en fotodiode sensor, da den roterer rundt om en IOL. Her ville 0˚R repræsentere, når sensoren er bag linsen (bagud spredt lys) og 180˚R repræsenterer, når sensoren er foran linsen (fremad spredt lys). Vinkler på 90˚ og 270˚ repræsenterer overgangspunkterne mellem fremad og bagud spredt lys. Sensorvinklen (˚S) repræsenterer grader, at sensoren drejes (i op- og nedadgående retning), så den kan registrere mere end et plan for spredt lys. Her betyder 0˚S, at sensoroverfladen er parallel med IOL (og lyskilde). Endelig repræsenterer indfaldsvinklen (˚I) den vinkel, som lyskilden nærmer sig IOL fra. Her svarer 0˚I til, når indfaldende lys er på den optiske akse i IOL og 90 &amp;# 730; Ville repræsentere, når lyskilden er vinkelret på Meridionalplanet.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>PD300 series Photodiode Sensor</td>
			<td>Ophir-Spiricon Corp</td>
			<td>7Z02410</td>
			<td>PD300-1W, RoHS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>URS Series Precision Rotation Stage</td>
			<td>Newport Corp.</td>
			<td>URS75BCC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ESP301 1-Axis Motion Controller and Driver</td>
			<td>Newport Corp.</td>
			<td>ESP301-1N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabView Software</td>
			<td>National Instruments Corp.</td>
			<td>776671-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Origin</td>
			<td>OriginLab Corp.</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Mode FC/APC Fiber Optic Patch Cables</td>
			<td>ThorLabs Inc.</td>
			<td>P3-460B-FC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10X Olympus Plan Achromat Objective</td>
			<td>ThorLabs Inc.</td>
			<td>RMS10X</td>
			<td>RMS10X - 10X Olympus Plan Achromat Objective, 0.25 NA, 10.6 mm WD&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scanning light scattering profiler (slps) based methodology to quantitatively evaluate forward and backward light scattering from intraocular lenses

Scanning Light Scattering Profiler (SLSP) -metoden er udviklet til fuldvinkel kvantitativ evaluering af fremad og bagud lysspredning fra intraokulære linser (IOL&#39;er) ved anvendelse af goniophotometerprincipper. Denne protokol beskriver SLSP-platformen, og hvordan den anvender en 360 ° rotationsfotodetektorføler, der scannes rundt om en IOL-prøve, mens du optager intensiteten og placeringen af ​​spredt lys, når det passerer gennem IOL-mediet. SLSP-platformen kan bruges til at forudsige, ikke-klinisk, tilbøjeligheden til nuværende og nye IOL-design og materialer til at fremkalde lysdisplay. Ikke-klinisk vurdering af IOLs lysdisplayegenskaber kan betydeligt reducere antallet af patientklager relateret til uønsket blænding, glinstring, optiske fejl, dårlig billedkvalitet og andre fænomener forbundet med utilsigtet lysspredning. Fremtidige undersøgelser bør udføres for at korrelere SLSP-data med kliniske resultater for at hjælpe med at identificereHvilken målt lyspredning er mest problematisk for patienter, der har undergået kataraktkirurgi efter IOL-implantation.

Goniophotometry målinger kan producere 360˚R signal når sensoren ikke er placeret på lyskildens plan. For at indsamle målinger fra spredt lys på lyskildens plan (0˚I) skal sensoren imidlertid formørke lyskilden, hvilket resulterer i mindre end 360˚R signal. I vores forsøg blev det fastslået, at ~ 20˚R signalet blev blokeret, da sensoren oversvømmede lyskilden. Eksperimenter fandt ud af, at fire hovedsteder for lys...

Watch this Scientific Journal Video about Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses at JoVE.com

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Denne protokol beskriver scanningslysfordelingsprofilen (SLSP), der muliggør fuldvinkel kvantitativ evaluering af fremad og bagud spredning af lys fra intraokulære linser (IOL&#39;er) ved anvendelse af goniophotometerprincipper.

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) -baseret metode til kvantitativ evaluering af fremadrettet og bagudlysudspredning fra intraokulære linser

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Måling rumligt og retningsbestemt-varierende lysspredning fra biologisk materiale

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Brug Neutron Spin Echo løst græsning Incidens Scattering at undersøge organiske solcellematerialer

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Manglende Analyse af batterier Brug Synchrotronbestrålingscenter-baserede Hard røntgen Microtomography

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Måling af Spredning ulineariteter fra en enkelt plasmoniske Nanopartikel

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Brug synkrotronstråling Microtomography at undersøge Multi-skala Tre-dimensionelle Mikroelektroniske pakker

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Stimuleret Stokes og Antistokes Raman Scattering i mikrosfæriske hviskegallerimodus Resonatorer

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

Fremstilling af White Light-emitting elektrokemiske celler med Stable Emission fra Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Synchrotron X-ray Microdiffraction and Fluorescence Imaging of Mineral and Rock Samples

Synkrotron X-ray Microdiffraction og fluorescens billeddannelse af mineralsk og Rock prøver

In this report, we describe a detailed procedure for acquiring and processing&#160;x-ray microfluorescence (&#956;XRF), and Laue and powder ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

O-cresol koncentration online måling baseret på nær infrarød spektroskopi via delvis mindst kvadratisk regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

Scattering And Absorption of Light in Planetary Regoliths

Spredning og absorption af lys i planetariske Regoliths

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed ...