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

Författarna vill tacka företagen för tillgången till deras monofokala och multifokala IOL. Detta arbete stöddes av Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) och Medical Device Fellowship Program (MDFP) och deras bidrag uppskattas. Dessutom vill författarna tacka Samuel Song för sina bidrag i laboratoriet.

1. SLSP-mätplattformberedning OBS! Alla anpassningssteg kräver noggrannhet och tålamod för att säkerställa exakt kvantifiering vid mätning av ljusspridning. En översikt över SLSP-inställningen enligt figur 1 . Här visar en illustration ( Figur 1a ) det grundläggande konceptet för SLSP-inställningen. Dessutom hjälper figurerna 1b och 1c att definiera de olika vinklarna som avses i diskussionen. Specifikt definier...

<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>

Resultaten från SLSP-plattformsexperimenten har visat att användandet av enkla goniophotometryprinciper kan leda till ett kraftfullt verktyg för att utvärdera egenskaperna hos ljusspridning i samband med unika IOL-design och material. Specifikt har SLSP-plattformen observerat en direkt korrelation mellan mängden detekterbart spritt ljus och stråldiametern hos ljuskällan. Dessutom observerades de multipla spridna toppar som hittades i multifokala IOLs lätt med SLSP. Dessutom, när ljuskällan närmade sig betesvi...

Projektet för ljusspridningsprofil (SLSP) introducerades först för att hantera behovet av att kvantitativt utvärdera ljusspridningsegenskaper hos intraokulära linser (IOL) i en icke-klinisk inställning 1 . Att utveckla en testmetod för att utvärdera ljusspridningstendenser hos IOL-mönster och material är av stort intresse för att hjälpa till att identifiera potentiella oönskade ljusproblem. Ljusspridning rapporteras vanligen av patienter och observeras som bländning, glittring, optiska brister och andra former av dysfototi 2 , vilket ibland leder till en patient som begär IOL-utforskningen. Förutom dysphotopsia reducerar det spridda ljuset mängden ballistiskt ljus vilket resulterar i en lägre bildkvalitet totalt 3 . Utveckla en enhet som inte kliniskt kan utvärdera IOL-potentialen för att sprida inkommande ljus (och senare korreleras med kliniskt rapporterade resultat) cEn vara användbar. Utvärdering av optiska egenskaper hos IOLs (linsen som används för att ersätta den mänskliga kristallina linsen efter kataraktkirurgi) är av särskilt intresse eftersom det är den vanligaste implanterade medicinska enheten i världen (nästan 20 miljoner per år) 4 och USA (över 3 Miljoner per år) 5 . Som ett resultat kan även en liten andel patienter som rapporterar dysfototi ha stor inverkan. Dessutom kan snabbt förbättrade teknologier ( t.ex. nya IOL-konstruktioner, material och optiska möjligheter) öka riskerna för ljusspridning. Till exempel har multifokala IOL-enheter utformats för att förbättra nära och långt synskärpa genom att designa linser som utnyttjar refraktion och diffraktion optiska principer. Även om de är mycket framgångsrika har dessa linser också visat sig öka antalet rapporterade halor och bländning, som i stor utsträckning är förknippad med spridning av ljus 6 </supp&gt;. Några icke-kliniska laboratorieundersökningar försöker förutspå dysfotopia från spriddt ljus när det passerar genom IOL 7 . Forskningen har exempelvis identifierat att IOL-haptik (IOL-armarna använde sig för att ställa in det) och kanten av IOL-enheterna är benägna att inducera en stor del av det observerade bländarfördelat ljuset 8 . En metod, en ballistisk-fotonavlägsnande integrations-sfärmetod (BRIM), infördes för att kvantitativt mäta mängden totalt icke-ballistiskt ljus efter att ha passerat genom en IOL 9 . Denna högkänsliga teknik är emellertid konstruerad för att mäta den totala intensiteten hos spridd ljus och kan inte identifiera riktning av det spridda ljuset. Datorsimuleringsprogramvara kan användas med modellögon för att förutse intensitet och riktning av ljusspridning från olika IOL-mönster och material. Till exempel, benägenheten för IOL-kanten att inducera lighenT-spridning simulerades för att identifiera konstruktioner som skulle begränsa mängden utspridda ljus 10 . Dessutom har datorsimuleringar som införlivade Mie-spridningsteorin verifierat att ökad ljusspridning kan minska IOL: s modulationsöverföringsfunktion (MTF) (en direkt korrelation med bildkvalitet) 3 . Trots att det är bra, skulle riktiga bänkprov behövas för att verifiera dessa prediktiva simuleringar. För att verifiera prediktiva simuleringar krävs ett bänktest som kan detektera och kvantitativt utvärdera två distinkta former av spritt ljus, spridning framåt och bakåt spridda. Även om det inte är en källa till dysfotopia, är det bakomliggande spridda ljuset (ljusspridning bort från ögat) en orsak till minskad bildkvalitet, eftersom mindre ljus passerar genom IOL för att slutligen nå näthinnan. Framåt spritt ljus (ljusspridning mot näthinnan) är ett bekymmer för ögonläkare som detKan leda till klagomål av dysfototi ( t ex bländning, halo och glittring). Ett vanligt exempel är att patienter rapporterar ytterligare oönskad bländning från att passera kommande bilar under nattkörning. Problemet är särskilt vanligt med multifokala IOLs 11 . Den nuvarande praxis för att identifiera potentiellt framåt spridda ljus är dock för ögonläkare att lysa ljus på patientens öga och kvalitativt observera hur mycket ljus som reflekteras tillbaka (bakåt spritt ljus) och antar att det bakåt spridda ljuset kommer att vara ungefär detsamma som den spridning som spridits framåt Ljus (vilket inte alltid är fallet) 12 . Här beskriver vi en enkel testmetod med hjälp av goniophotometry-principer för att kvantitativt mäta magnitud och riktning för utspridda ljus vid den passerar genom en intraokulär lins. SLSP fungerar genom att rotera en fotodiodsensor 360 grader runt en IOL som exponeras för en ljus sWece, se figur 1a . Vi valde en grön laserkälla (543 nm) för att bäst representera det kända fotopixet och överensstämma med de internationella standardspecifikationerna 13 . Här är en IOL anpassad till en rotations- och translationshållare där en fotodiodsensor kan cirkla runt och observera ljusspridning av linsen. Som ett resultat har SLSP den unika förmågan att kvantitativt mäta magnitud och riktning av spridda ljus. Även om det inte beskrivs här, för bättre förutsägbara förmågor, bör experimenten utföras inom en kontrollerad miljö med hjälp av en lämplig ögonmodell. Avståndet mellan IOL och den optiska sensorn (liksom sensorelementets storlek) bestämmer enhetens upplösningsförmåga. Det kommer dock att finnas en byte mellan upplösning och signalstyrka som kommer att behöva justeras, efter behov. Att noggrant beskriva principlS av SLSP-plattformen definierar vi tre typer av rotationsvinklar, se figur 1b och 1c . Specifikt representerar vridningsvinkeln (˚R) rotationen hos en fotodiodsensor när den roterar runt en IOL. Här skulle 0˚R representera när sensorn ligger bakom linsen (bakåt spridd ljus) och 180˚R representerar när sensorn är framför linsen (framåt spridda ljus). Vinklarna 90˚ och 270˚ representerar övergångspunkterna mellan framåt och bakåt spritt ljus. Avkänningsvinkeln (˚S) representerar grader som sensorn svängs (i upp- och nedriktningen) så att den kan detektera mer än ett plan spridda ljus. Här betyder 0˚S att sensorns yta är parallell med IOL (och ljuskällan). Slutligen representerar infallsvinkeln (˚I) den vinkel som ljuskällan närmar sig IOL från. Här motsvarar 0˚I när incidentljuset ligger på IOLs optiska axel och 90 &amp;# 730; Skulle representera när ljuskällan är vinkelrätt mot 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

Metoden för scanning ljusspridningsprofil (SLSP) har utvecklats för fullvinkel kvantitativ utvärdering av fram och tillbaka ljusspridning från intraokulära linser (IOL) med hjälp av goniophotometerprinciper. Detta protokoll beskriver SLSP-plattformen och hur den använder en 360 ° rotationsfotodetektor som genomsökas runt ett IOL-prov medan du registrerar intensiteten och placeringen av det spridda ljuset när det passerar genom IOL-mediet. SLSP-plattformen kan användas för att förutsäga, icke-kliniskt, benägenheten för nuvarande och nya IOL-konstruktioner och material för att inducera ljusspridning. Icke-klinisk utvärdering av ljusspridningsegenskaper hos IOL kan signifikant minska antalet patientklagomål relaterade till oönskade bländningar, glittring, optiska defekter, dålig bildkvalitet och andra fenomen som är förknippade med oavsiktlig ljusspridning. Framtida studier bör genomföras för att korrelera SLSP-data med kliniska resultat för att identifieraVilken uppmätt ljusspridning är mest problematisk för patienter som har genomgått kataraktkirurgi efter IOL-implantation.

Goniophotometry-mätningar kan producera 360˚R signal när sensorn inte finns på ljuskällans plan. För att samla mätningar från spriddt ljus på ljuskällans plan (0˚I) måste sensorn emellertid fördubbla ljuskällan, vilket resulterar i mindre än 360˚R signal. I våra experiment bestämdes det att ~ 20˚R signal var blockerad då sensorn förmörkade ljuskällan. Experiment har visat att fyra huvudsakliga platser f?...

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

Detta protokoll beskriver skanningsljusspridningsprofilen (SLSP) som möjliggör en fullvinkel kvantitativ utvärdering av fram och tillbaka spridning av ljus från intraokulära linser (IOL) med hjälp av goniophotometerprinciper.

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) -baserad metodik för att kvantitativt utvärdera framåt och bakåtljusstrålning från intrakokulära 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

Mätning rumsligt och Riktnings-varierande ljusspridning från biologiskt material

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

Användning av Neutron Spin Echo löste betesincidensspridning för att undersöka organiska solcellsmaterial

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

Underlåtenhet Analys av batterier Använda Synchrotron-baserade Hard röntgen 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

Mätning av Spridnings olinjäriteter från en enda plasmoniska nanopartiklar

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

Använda Synchrotron Radiation Microtomography att undersöka Multi skala Tredimensionella Microelectronic paket

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

Stimulerad Stokes och Antistokes Raman Scattering i mikrosfäriska Whispering Gallery läge 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

Tillverkning av White Light-emitting elektrokemiska celler med stabil Emission från 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 röntgen Microdiffraction och fluorescens avbildning av Mineral och stenprover

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-kresol koncentration online mätning baserad på nära infraröd spektroskopi via partiell minst kvadrat 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

Spridning och absorption av ljus i planetariska Regoliths

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