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 gjerne takke selskapene for tilgangen til deres monofokale og multifokale IOLs. Dette arbeidet ble støttet av Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) og Medical Device Fellowship Program (MDFP) og deres bidrag er verdsatt. I tillegg vil forfatterne takke Samuel Song for hans bidrag i laboratoriet.

1. SLSP-måleplattformforberedelse MERK: Alle tilpasningstrinn krever nøyaktighet og tålmodighet for å sikre nøyaktig kvantitering ved måling av lysspredning. En oversikt over SLSP-oppsettet gitt i figur 1 . Her viser en illustrasjon ( figur 1a ) det grunnleggende konseptet av SLSP-oppsettet. I tillegg bidrar figurene 1b og 1c til å definere de forskjellige vinklene som er referert i diskusjonen. Spesifikt er de følgend...

<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>

Resultatene fra SLSP-plattformseksperimentene har funnet at prinsippene ved bruk av enkle goniopotometri kan føre til et kraftig verktøy for å evaluere egenskapene til lysspredning knyttet til unike IOL-design og -materialer. Spesielt har SLSP-plattformen observert en direkte korrelasjon mellom mengden av detekterbart spredt lys og strålediameteren til lyskilden. I tillegg ble de mange spredte topper funnet i multifokale IOLs lett observert med SLSP. Videre, da lyskilden nærmet beitevinkelen, observerte SLSP en dra...

Lanseringsprofilen (scanning light scattering profiler) ble først introdusert for å løse behovet for kvantitativt å evaluere lysspredningsegenskaper for intraokulære linser (IOL) i en ikke-klinisk setting 1 . Utvikling av en testmetode for å evaluere lysfordelingstendensene i IOL-design og -materialer er av betydelig interesse for å hjelpe til med å identifisere potensielle uønskede lysspredningsproblemer. Lysspredning rapporteres ofte av pasienter og observeres som blending, glitrende, optiske ufullkommenheter og andre former for dysphotopsia 2 , som noen ganger fører til en pasient som ber om IOL-eksplosjonen. I tillegg til dysphotopsia reduserer spredt lys mengden ballistisk lys, noe som resulterer i lavere samlet bildekvalitet 3 . Utvikle en enhet som ikke-klinisk kan evaluere IOL potensialet for å spre det innkommende lyset (og senere korrelert med klinisk rapporterte resultater) cEn være nyttig. Evaluering av optiske egenskaper av IOLs (linsen som brukes til å erstatte den menneskelige krystallinske linse etter kataraktoperasjon) er av særlig interesse som det er den mest implanterte medisinske enheten i verden (nesten 20 millioner per år) 4 og USA (over 3 Millioner per år) 5 . Som et resultat kan selv en liten prosentandel av pasientene som rapporterer dysphotopsi ha stor innvirkning. I tillegg har hurtig forbedring av teknologi ( f.eks. Nye IOL-design, materialer og optiske evner) potensialet til å øke bekymringer knyttet til lysfordeling. For eksempel har multifokale IOLer blitt utviklet for å forbedre nær og langt synshår ved å designe linser som benytter brytnings- og diffraksjonsoptiske prinsipper. Selv om de er svært vellykkede, har disse linsene også blitt funnet å øke mengden rapporterte haloer og blending, i stor grad forbundet med spredning av lys 6 </sopp&gt;. Noen få ikke-kliniske laboratorieundersøkelser forsøker å forutsi dysphotopsia fra spredt lys når det går gjennom IOL 7 . For eksempel har forskning identifisert at IOL haptics (armene til IOL brukes til å sette den på plass) og kanten av IOLene er tilbøyelige til å indusere en stor mengde av det observerte blikklyset spredt lys 8 . En metode, en ballistisk-foton fjerning integrering-sfære metode (BRIM), ble introdusert for å kvantitativt måle mengden av totalt ikke-ballistisk lys etter å ha passert gjennom en IOL 9 . Imidlertid er denne svært følsomme teknikken utformet for å måle totalintensiteten til spredt lys og er ikke i stand til å identifisere retningsstyrke for det spredte lyset. Datasimuleringsprogramvare kan brukes med modelløyner for å bidra til å forutsi intensitet og directionality av lysdisplay fra ulike IOL-design og materialer. For eksempel, tilbøyelighet til IOL kanten å indusere lighT spredning ble simulert for å identifisere design som ville begrense mengden av spredt lys 10 . Videre kan datasimuleringer som inkorporerte Mie-spredningsteorien verifisert at økt lysspredning kan redusere modulasjonsoverføringsfunksjonen (MTF) til IOL (en direkte korrelasjon til bildekvalitet) 3 . Selv om det er nyttig, ville ekte benkforsøk være nødvendig for å verifisere disse prediktive simulasjonene. For å verifisere prediktive simuleringer er det nødvendig med en benkprøve som er i stand til å detektere og kvantitativt evaluere to forskjellige former for spredt lys, fremover spredt og bakover spredt lys. Selv om det ikke er en kilde til dysphotopsia, er det bakover spredt lys (lysspredning vekk fra øyet) en årsak til redusert bildekvalitet, ettersom mindre lys passerer gjennom IOL for å nå retina. Fremover spredt lys (lysspredning mot retina) er en bekymring for oftalmologer som detKan resultere i klager av dysphotopsia ( f.eks . Bluss, halo og glitrende). Et vanlig eksempel er at pasienter rapporterer ekstra uønsket blending fra passerer kommende biler under nattkjøring; Dette problemet er spesielt vanlig med multifokale IOLer 11 . Men nåværende praksis for å identifisere potensielt fremover spredt lys er at oftalmologene skal skinne lys på pasientens øye og kvalitativt observere hvor mye lys reflekteres tilbake (bakover spredt lys) og antar at det bakover spredte lyset vil være omtrent det samme som fremover spredt Lys (som ikke alltid er tilfelle) 12 . Her beskriver vi en enkel testmetode ved bruk av goniophotometry-prinsipper for kvantitativt måling av størrelsen og retningen for spredt lys ved at det passerer gjennom en intraokulær linse. SLSP fungerer ved å rotere en fotodiodesensor 360 grader rundt en IOL som er utsatt for en lys sEss, se figur 1a . Vi valgte en grønn laser kilde (543 nm) som best representerer det kjente fotopiske maksimumet og er i samsvar med de internasjonale standardspesifikasjonene 13 . Her er en IOL tilpasset til en rotasjons- og translasjonsholder hvor en fotodiodesensor kan sirkle rundt og observere lysdispersering av linsen. Som et resultat har SLSP den unike muligheten til å kvantitativt måle størrelsen og retningsstyrken for spredt lys. Men, selv om det ikke er beskrevet her, for bedre prediktive evner, bør eksperimenter utføres i et kontrollert miljø ved hjelp av en passende øyemodell. Avstanden mellom IOL og den optiske sensoren (samt størrelsen på sensorelementet) vil bestemme oppløsningsfunksjonene til enheten; Det vil imidlertid være en bytte mellom oppløsning og signalstyrke som må justeres etter behov. For å beskrive prinsippet nøyaktigEs av SLSP-plattformen definerer vi tre typer rotasjonsvinkler, se figur 1b og 1c . Spesielt representerer rotasjonsvinkelen (˚R) rotasjonen av en fotodiodesensor når den roterer rundt en IOL. Her representerer 0˚R når sensoren ligger bak linsen (bakover spredt lys) og 180˚R representerer når sensoren er foran linsen (fremover spredt lys). Vinkler på 90˚ og 270˚ representerer overgangspunkter mellom fremover og bakover spredt lys. Sensorvinkelen (˚S) representerer grader som sensoren er svinget (i opp- og nedretning) slik at den kan oppdage mer enn ett spredt lys. Her betyr 0˚S at sensoroverflaten er parallell med IOL (og lyskilde). Til slutt representerer innfallsvinkelen (˚I) vinkelen som lyskilden nærmer seg IOL fra. Her svarer 0˚I til når hendelseslyset er på den optiske aksen til IOL og 90 &amp;# 730; Ville representere når lyskilden er vinkelrett 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

Lanseringsprofilen (SLSP) for skanningslampe (SLSP) er utviklet for fullvinkels kvantitativ evaluering av fremover og bakover lysdispersjon fra intraokulære linser (IOL) ved bruk av goniophotometerprinsipper. Denne protokollen beskriver SLSP-plattformen og hvordan den bruker en 360 ° rotasjonsfotodetektorføler som skannes rundt en IOL-prøve mens du registrerer intensiteten og plasseringen av spredt lys når det passerer gjennom IOL-mediumet. SLSP-plattformen kan brukes til å forutsi, ikke-klinisk, tilbøyelighet til nåværende og nye IOL-konstruksjoner og materialer for å fremkalle lysspredning. Ikke-klinisk evaluering av IOLs lysdispersjonsegenskaper kan redusere antall pasientklager som er relatert til uønsket blending, glittring, optiske feil, dårlig bildekvalitet og andre fenomener forbundet med utilsiktet lysfordeling. Fremtidige studier bør utføres for å korrelere SLSP-data med kliniske resultater for å identifisereHvilken målt lysdispersjon er mest problematisk for pasienter som har gjennomgått kataraktkirurgi etter IOL-implantasjon.

Goniophotometry målinger kan produsere 360˚R signal når sensoren ikke er plassert på lyskilden. For å samle målinger fra spredt lys på lyskildens plan (0˚I) må sensoren imidlertid formørke lyskilden, noe som resulterer i mindre enn 360˚R signal. I våre eksperimenter ble det bestemt at ~ 20˚R signal ble blokkert da sensoren oversvømte lyskilden. Eksperimenter fant at fire hovedsteder av lysdisplay observeres til v...

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 protokollen beskriver skanningslinspredningsprofilen (SLSP) som muliggjør en vinkelkvantitativ evaluering av frem og tilbake spredning av lys fra intraokulære linser (IOL) ved bruk av goniophotometerprinsipper.

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basert metode for å kvantitativt vurdere fremover og bakover lys spredning fra intraokulære objektiver

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 Romlig-og directionally 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

Bruke nøytronspinke ekko løst beiteforekomst spredning for å undersøke 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

Failure Analysis of Batteries Bruke Synchrotron baserte Hard X-ray 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 av Spredning Nonlinearities fra en enkelt Plasmonic Nanopartikkel

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

Bruke Synchrotron Radiation microtomography å etterforske Multi-skala Tredimensjonal Mikro 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

Stimulert Stokes og Antistokes Raman spredning i mikrosfærisk Whispering Gallery Mode 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

Fabrikasjon av White Light-Emitting elektrokjemiske celler med Stabil 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

Synchrotron X-ray Microdiffraction og fluorescens avbildning av Mineral 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 konsentrasjon online måling basert på nær infrarød spektroskopi via delvis minst firkantet regresjon

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 absorpsjon av lys i planetariske Regoliths

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