이 프로토콜에서는, 우리는 개념 설계 요소 및 눈부심 시력 장치의 구조적 개발을 간략하게 설명합니다. 또한, 양성 실증(후광, 스포크) 및 2점 광 임계값을 측정하기 위한 장치의 설계가 설명된다.
관련 기능적 증상과 함께 안구 산란은 자동차 사고의 주요 원인이며 은밀한 과다한 안구 질환(예: 각막 및 렌즈 의 질병)의 중요한 바이오마커입니다. 그러나 광 산란의 행동 결과를 측정하는 거의 모든 현재 방법은 주로 구성 및 콘텐츠 타당성의 부족을 반영하는 다양한 한계로 고통받고 있습니다: 재치, 측정은 실제 조건(예: 인공 조명 대 햇빛) 또는 일상적인 작업(예: 시각적으로 까다로운 조건하에서 인식)을 적절히 반영하지 못합니다.
이 프로토콜은 눈부심 조건에서 산란 형상 및 시각 인식을 정량화하여 안구 산란의 행동 효과를 측정하는 두 가지 새로운 생태학적으로 유효한 방법을 설명합니다. 전자는 밝은 포인트 소스에서 유래 후광과 스포크의 직경을 평가하여 측정되었다. 광 스프레드(본질적으로, 레일리 기준을 사용하여 결정된 점 스프레드 함수)는 브로드 밴드 라이트의 두 개의 작은 점 사이의 최소 인식 거리를 결정함으로써 정량화되었다. 후자는 밝은 빛이 비추는 조리개를 사용하여 형성된 문자의 식별에 따라 수행되었습니다.
눈부심은 일반적으로 안구 매체 내의 안구 산란으로 인한 광학 선명도의 저하로 정의됩니다. 이 산란은 망막에 이미지의 표현을 왜곡하고 시각적 장면의 중단 된 묘사를 생성합니다. 눈부심과 관련된 대부분의 주요 사고는 태양1에의한 주간 안구 산란으로 인해 발생합니다. 이 기원은 하루 중 시간 (태양 위치)이 드라이버2,3의나이뿐만 아니라 중요한 변수임을 의미합니다. 안전의 문제로 눈부심의 중요성을 감안할 때, 개인 및 그룹 차이4를테스트하기위한 (주로 상업적) 장치에 초점을 맞춘 몇 가지 방법론 연구가 있었다. 종종, 이것은 시력 차트 또는 격자를 둘러싼 밝은 빛 (일반적으로 할로겐 또는 형광)으로 나타납니다. 개별의 특성(예를 들어, 안구 색소 침착, 렌즈밀도)5,경부등은 성능을 저하시키는 베일링 휘도를 유발합니다. 처음에는 홍당무로 이러한 작업은 얼굴 유효성이 높은 것처럼 보입니다. 도 1A,B,산란 증가가 직접 베일 오브젝트를 수행하며, 사용 가능한 테스트는 눈부심 원및 개인 특성의 강도에 기인하는 분산을 포착합니다. 그러나, 시험은 몇몇단점6이 있고 평가되지 않은 산란의 많은 중요한 측면을 둡니다. 첫 번째, 그리고 가장 명백한, 단순히 일상 생활에서 가장 일반적인 눈부심 소스는 태양이다.
눈 내의 산란은 나이와 안구 색소침착7에의해 복합되는 파장에 대한 복잡한 의존성을 가지게 한다. 테스트가 이 자연 소스에서 벗어난 정도까지 이러한 상황에서 시각적 기능을 예측하는 기능이 제한될 수 있습니다. 일반적인 테스트는 백색 발광 다이오드(LED) 또는 측면 장착 할로겐을 사용합니다. 2,422명의 유럽 운전자를 대상으로 한 초기 연구에서 반 덴 베르그 외(Van den Berg 외)는 눈 과 시력 내산란이 피사체의 시력의 품질에 대해 비교적 독립적인 예측자라고 지적했다(산란 및 시력은 상관관계가 없었다)4. 그러나 현실 세계에서 눈부심은 종종 보는 물체에서 직접 나옵니다. 눈부심 원은 위(예: 태양) 또는 측면(예: 자동차 헤드라이트)에서 올 수 있지만 베일링 휘도는 시야에 직접 있습니다. 이 연구에서 연구원들은 정오햇빛(그림 2)과밀접하게 일치하는 광원을 선택하고 인식(단순히 감지되지 않음)과 작업 및 가벼운 스트레스가 동시에 뷰어의 시야에서 있는 경우를 기반으로 하는 작업을 설계하여 이러한 문제를 해결하려고 시도했습니다.
시력을 줄이는 휘도를 줄이는 것 외에도(시야를 따라 산란됨) 많은 조건이 눈 내산란의 실제 형상(즉, 황반 내의 빛이 흩어지는 것 뿐만 아니라)에 영향을 미치고 시력을 저하시킵니다. 이것은 후광및 스포크의 일반적인 외관에 의해 기술됩니다 (또는 충분히 쇠약할 때, 양성 실증 (PDP) (예를 들어, 그림 3참조). PDP는 백내장을 가진 사람들 이외에 LASIK 교정 수술8을 가진 개별에 있는 일반적인 부작용입니다 (수시로 “참을 수 없는” PDP9로임상으로 불립니다 -이 인구 통계는 70 세 이상의 인구의 대략 절반을 포함합니다). PDP는 종종 수술 자체가 각막에 불균일성을 생성으로 백내장 수술에 의해 수정되지 않습니다, 렌즈 캡슐 내에서 임플란트의 좌석은 불완전하고, 많은 렌즈 디자인, 노안과 같은 몇 가지 문제를 해결하는 동안, 스포크와 후광과 같은 다른 사람을 만들. 예를 들어, 벅허스트 등은 안구 내 산란이 다른 투명 한 안구 렌즈(IOL) 디자인 과 동일하지만 다초점 렌즈가 상당한 PDP10을생성한 것으로 나타났다.
시각적 후광/스포크를 정확하게 측정하도록 설계된 최초의 할로미터는 1924년 로버트 엘리엇에 의해 설명되었습니다. 이 장치는 본질적으로 작은 조리개와 슬라이드 규칙 (심지어 이전 버전이 촛불에서 시각 효과의 도면을 사용)와 상자에 램프했다. 그 테마의 몇 가지 변형은 애스턴 할로미터라는 장치가 마침내 시장에 도달 할 때까지9 를 따랐다. 이장치(10),11은 태블릿 컴퓨터 중앙에 있는 밝은 흰색 LED를 기반으로 합니다(피험자는 0.5° 단계에서 원심분리기를 이동할 때 태블릿을 둘러싼 문자를 식별합니다). 앞서 언급했듯이 이 디자인의 한 가지 과제는 흰색 LED가 태양과 일치하지 않는다는 것입니다. 또 다른 하나는 소스 (단일 LED)가 상당한 후광과 눈부심 스포크를 유도하기에 충분히 밝지 않다는 것입니다. 연구진은 광 산란을 증가시키기 위해 Bangeter 폐색 호일 (본질적으로 디퓨저)을 부과하여 (그리고 정제 표면에서 반사 반사를 감소시음). 그러나, 이 위험은 소스를 혼동 (즉, 산란의 대부분은 다음 디퓨저에서 온다 하지 눈 자체 내에서 불동성 -정량화 될 필요가 매우 변수). 할로미터의 재설계에는 이러한 문제를 해결하기 위한 몇 가지 기능이 있습니다. 첫째, 광대형 크세논을 태양 시뮬레이터12로 사용하고 정밀 중심의 캘리퍼로 엘리엇이 도입한 원래 조리개 방법을 사용합니다.
중앙 조리개를 형성하는 라이트 쉴드는 빛 확산을 측정하기 위해 천천히 분리될 수 있는 두 개의 작은 조리개로 분리될 수 있다는 추가적인 이점이 있습니다(본질적으로, 행동적으로 파생된 점 스프레드 함수; 그림 4참조). 이 디자인은 이제 포토크로믹 콘택트 렌즈13의광학 특성을 평가하기 위해 여러 최근 연구에서 사용되었습니다. 함께 촬영, 후광과 스포크의 직경을 측정, 빛의 두 지점 소스 사이의 최소한의 거리 (빛 확산), 눈부심 시력, 환자가 실제 조건을 사용하여 눈부심으로 고통뿐만 아니라, 또한 방법을해결합니다. 눈 내의 빛 산란의 행동 효과는 단조현상이아니다4,14,15. 이러한 각 변수는 시각적 함수의 분산의 비교적 고유한 측면을 설명합니다. 예를 들어, Halos는 주로 결정성 렌즈에서 발생하는 전방 광 산란으로 인해 발생합니다. 스포크(본질적으로 섬모 코로나)는 광학경로(14,16)를따라 산란하는 작은 입자에서 발생하는 회절 및 수차로부터 유래한다.
안구 산란의 시각적 결과는 종종 눈부심 장애및 불편 함으로 평가된다17,18. 이러한 방법은 강렬한 빛을 동반 하는 기능 장애와 약간의 통증에 직접 초점을 맞추고, 하지만 그것은 비전을 비활성화 하는 방법에 직접. 그러나 안구 산란이 강렬할 때 시력에 영향을 미치지 않기 때문에 방법도 중요합니다. 저강도 시각적 이미지(예: 낮은 휘도, 낮은 대비 대상)조차도 빛 산란에 의해 분해될 수 있습니다. 기본광학(15)은 스트렐 비율, 포인트 스프레드 함수 또는 확산 지수(휘도와 크게 무관)에 의해 설명될 수 있다. 낮은 휘도(이 설정에서 10 cd/m2)에서도 효과적인 또 다른 방법은 빛의 2점 원의 분리를 측정하는 것을 포함한다. 점 분산 기능이 넓은 개인은 두 개의 작은 빛이 뚜렷하게 나타나기 전에 더 많은 분리가 필요합니다. 두 개의 작은 점 광원의 확산을 정량화하는 레일리 기준 방법은 긴 역사를 가지고19. 본 인의 경우,이 방법은 생태학적 타당성을 높이기 위해 적응되었다 (예를 들어, 정오 햇빛을 시뮬레이션 흰색 크세논을 사용하여).
도 5는 눈부심 선명시스템의 개념적 도면을 나타낸다. 본질적으로, 그것은 햇빛을 시뮬레이션 하는 밝은 백색 광원으로 시작 (xenon 전구는 일반적으로 좋은 선택, 1000 와트 충분 한 강도 제공). 소스의 빛은 수조(투명하여 가시광선까지)로 냉각된 다음 집중적이고 정렬된 빔에 빛을 전달하는 일련의 렌즈에 의해 조작됩니다. 원형 중립 밀도 필터는 문자 모양의 조리개를 통해 전달되는 빛을 감쇠시합니다. 피사체는 고립된 자극(~7m)에서 고정된 거리에 앉아 한 번에 한 눈으로 자극을 본다(아이컵에 의해 고정된 눈 위치). 피사체가 보는 것은 눈부심의 근원인 일련의 편지입니다. 지정된 피사체에 대해 빛이 너무 강렬할 때 일관된 올바른 식별이 불가능합니다. 눈부심 시력 임계값은 고전적인 정신 물리학 기술의 수를 사용하여 정의 될 수있다.
할로미터의 기본 설계는 상술한 눈부심 선명 장치와 유사하며 동일한 광원(강렬한 크세논) 및 광학표(13)를사용할 수 있다. 서로 다른 두 요소는 작은 이동식 조리개와 중앙 정밀 캘리퍼를 포함하는 라이트 쉴드의 도입입니다. 라이트 쉴드의 조리개는 직경 4mm이며 광원에 의해 백라이트됩니다. 이 작은 구멍을 통과하는 넓은 밴드 라이트는 확산밝은 점 소스를 생성 (관찰자의 광학 특성에 의해 결정 된 패턴, 그래서 일부, 그것은 더 많은 스포크, 다른 사람은 더 확산 후광을 가지고), 캘리퍼는이 형상을 측정하는 데 사용됩니다. 라이트 쉴드의 4mm 조리개는 각각의 확산이 겹치지 않을 때까지 천천히 분리될 수 있는 두 개의 작은 조리개(각 2mm)로 나눌 수 있습니다. 그 거리(라이트 쉴드의 마이크로미터에 의해 추적)는 동작적으로 파생된 점 스프레드 함수(2점 임계값)로 사용됩니다.
후광의 직경(포인트 소스 주위의 분산 광) 및 스타 버스트(포인트 소스에서 바깥쪽으로 방사되는 동심선)은 한계 방법(오름차순 및 내림차순 모드에서)을 사용하여 결정하였다. 연구원은 칼리퍼의 턱을 옮겼습니다 (중심에서 바깥쪽으로) 피사체가 가이드가 후광이나 별폭발을 둘러싸고 있음을 나타냅니다. 2점 측정을 할 때, 두 개의 작은 접합 조리개는 천천히 떨어져 (수평) 이동하고, 피험자는 각 광점에서 확산이 겹치지 않을 때 (예를 들어, 두 점 사이의 작은 검은 공간을 처음 인식할 때)을 나타냅니다. 시스템의 기술적 회로도는 해먼드 외13에의해 설명되었습니다.
빛이 흩어지는 방식을 측정하면 문제의 본질(및 보정)을 지시합니다. 스타버스트(주변 스포크), 후광, 눈부심 장애 및 불편함은 모두 개인의 특성을 가지고 있습니다. 노화, 질병9또는 수술8에의해 눈이 손상되면, 이러한 광학 현상은 또한 뚜렷한 방법으로 변경됩니다. 예를 들어, 후광은 비교적 균일한 베일로 여겨지는 반면, 별폭발은 균일하지 않고 주변으로 확장되는 경향이 있습니다. 이 패턴은 해먼드 외13에의해 명확하게 입증된다.
이러한 다른 패턴은 다른 유형의 보정7에대한 필요성을 의미합니다. 예를 들어, 황반 안료(황반에 집중된 황색 안료)는 중앙 눈부심(시야에 있는 빛 베일링)(20)를교정하는 데 유용하게 나타났다. 그러나, 이러한 안료는 망막 포베아 안팎에 있기 때문에, 그영역(21)외부에 빛이 흩어져 영향을 미치지 않는다. 이를 위해, 눈의 전방 부분에서 여과하는 것은착색안경(22),콘택트렌즈(13)또는 안구 내임플란트(23)의사용과 같이 바람직하다. 모든 것이 평등하고, 최적의 눈부심을 가진 개인은 눈부심이 좋지 않은 사람들보다 훨씬 더 높은 강도에서 문자를 분별할 수 있습니다.
과거 연구는 또한 빛 산란의 측정이 시력4와같은 더 일반적으로 측정된 측정값과 상관관계가 없다는 것을 보여주었습니다. 이것은 시력 판단 (스니엘렌 차트와 유사)과 직접 수렴 된 가벼운 분산 방법의 개발을 동기를 부여했다. 이전 메서드는 인식과 는 달리 검출 또는 해상도(예: 다양한 주파수의 격자 내에서 개별 막대보기)를 기반으로 했습니다. 그러나 다른 형태와 마찬가지로 인식 시력은 이미지 내의 두 요소 간의 대비에 따라 달라집니다. 빛 분산은 그 차이를 저하시킬 수 있고 현재 눈부심 시력 평가에서 종속적인 측정이었습니다. 이 젊고 대체로 균일한 샘플의 경험적 결과에 의해 나타난 바와 같이, 모든 것이 동일하며, 빛이 실제 조건에서 시각 기능을 산란하는 방법에 큰 개별적인 차이가 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 할로미터 데이터 수집에 그녀의 도움을 사라 세인트 박사를 인정하고 싶습니다.
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 |