Измерение поведенческих эффектов внутриглазного рассеяния

ПРИМЕЧАНИЕ: Процедуры, изложенные в следующем протоколе, соответствуют всем институциональным руководящим принципам, касающимся исследований человека. Это исследование было одобрено институциональным наблюдательным советом Университета Джорджии, и экспериментальные процедуры были проведены в соответствии с Руководством по надлежащей клинической практике и этическими принципами Хельсинкской декларации. 1. Конструирование аппарата остроты бликов ПРИМЕЧАНИЕ: Концептуальный чертеж системы показан на рисунке 5. Начните с оптического стола и установите ксеноновую дуговую лампу мощностью 1000 Вт с соответствующим источником питания на заднем конце стенда (см. рисунок 5).ПРИМЕЧАНИЕ: Лучшим выбором для оптического стола является макетная плата с сеткой монтажных отверстий, обычно резьба винта M6 на сетке 25 мм. Минимальный необходимый размер составляет ~91 см х 122 см. Одним из ограничений этих систем является то, что, если световой поток не является постоянным (внутри и между сеансами), небольшие вариации будут интерпретироваться как изменение поведенческих порогов. Следовательно, убедитесь, что блок питания строго регулируется оптическими датчиками обратной связи, чтобы обеспечить постоянную светоотдачу во время экспериментальных сессий и с течением времени. Установите первую линзу в положение, которое коллимирует свет от источника (см. b на рисунке 5),и введите оптический элемент для удаления тепла внутри оптики, генерируемого интенсивным источником света(рисунок 5C).ПРИМЕЧАНИЕ: Все линзы в системе представляют собой плано-выпуклые ахроматы с антибликовым покрытием. Эффективное фокусное расстояние составляет ~100 мм, а диаметр ~ 5 см (немного больше, чем выходная диафрагма источника света). Инфракрасные фильтры могут использоваться для отвода тепла, но они часто вторгаются в видимое. Водяная баня является хорошей альтернативой. В нынешней системе две оптические плоскости заключены в трубку, заполненную водой. Введите следующую линзу (см. d на рисунке 5)в оптической системе для фокусировки света в небольшой точке на 100-миллиметровом круговом фильтре нейтральной плотности (см. e на рисунке 5),который отухает свет в линейном диапазоне около 2 логарифмических единиц оптической плотности. Определите номинальное положение фильтра с помощью цифрового считывания, связанного с потенциометром (см. j рисунка 5). Используйте калиброванный радиометр для определения фактического количества передаваемого света, соответствующего положению кругового фильтра, и для периодического подтверждения того, что общая энергия в системе остается постоянной в течение эксперимента.ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку фильтрация выполняется по градиенту, свет должен быть сфокусирован на довольно небольшой площади (4-9 мм2)при прохождении через круговой фильтр (это положение также хорошо для сбивания с толку с использованием небольшой диафрагмы, которая пропускает только сфокусированный свет). Используйте механический затвор или просто блокирующий фильтр и держатель, чтобы закрыть стимул между испытаниями (см. f рисунка 5). Добавьте в систему следующую линзу, коллиматорную линзу (см. g рисунка 5),размещенную таким образом, чтобы свет расширялся в соответствии с диаметром диафрагмы каждой буквы (10,16 см), полностью освещая оптотип (7,62 см). Постройте буквенные отверстия или приобретите их в виде металлических трафаретов: P, L, D, U, Z, E, T и F (см. h рисунка 5). Поместите буквенные отверстия в круговой ротатор (чтобы обеспечить легкое чередование букв) с подпружиненными языпцами и дивотами, чтобы зафиксировать каждую букву на месте, чтобы во время эксперимента не было движения колеса.ПРИМЕЧАНИЕ: Буквенные отверстия были примерно 15 мм х 6 мм х 25 мм (~ 0,17 °), и были выбраны потому, что они являются классическими оптотипами Слоуна и примерно одинакового размера. В этой системе яркость, измеренная на буквенной диафрагме, составляла 4000 люкс; 40 люкс при измерении в плоскости глаза. Затем сдвинуйте систему с толку таким образом, чтобы испытуемые могли видеть только буквенные отверстия с подсветкой (например, интенсивный свет, выходящий из буквы «Е»). Например, поместите оптику системы в одну комнату, а объект в соседней комнате. Расположите отверстие в дверном проеме, прилегающем к комнатам, и выровняйте его так, чтобы испытуемые не могли видеть экспериментатора или рассеянный свет. Если участник не может услышать инструкции экспериментатора, добавьте систему внутренней связи. Чтобы убедиться, что положение глаза относительно зрительной системы довольно точное, создайте некоторую форму головы и подбородка в сборе – используйте резиновую глазную чашку, установленную на черной трубке (обе установлены на подвижной тележке). Как сделано в этом протоколе, добавьте крепление за трубкой, чтобы обеспечить использование пробных линз для исправления ошибки преломления с использованием стандартизированных линз (т. Е. Без тонировки).ПРИМЕЧАНИЕ: Использование пробных линз также позволит использовать стеклянную «заготовку» для обеспечения того, чтобы оптические эффекты тех, кто не нуждался в коррекции рефракции, соответствовали тем, кто нуждался в рефракционной корректировке оптики (см. i рисунка 5). Кроме того, убедитесь, что станция просмотра защищена, чтобы она не перемещается между объектами. Используйте лазерный уровень, чтобы обеспечить выравнивание окуляра с оптикой (7 м от плоскости глаза). 2. Измерение остроты распознавания бликов ПРИМЕЧАНИЕ: В начале экспериментального сеанса подтверждается, что все оптические элементы в системе выровнены, интенсивность света (без затухания) правильная, а глаз субъекта находится в правильном положении. Затем задача объясняется испытуемому (идентификация букв), и стимулы представляются в случайном порядке на разных уровнях интенсивности. Цель состоит в том, чтобы найти самую высокую интенсивность, с которой субъект все еще может правильно идентифицировать отдельные буквы (с фактическим порогом, определенным вероятностно при 75% правильном обнаружении, 6 правильных из 8). Используйте метод пределов (чтобы приблизиться к порогу), а затем постоянные стимулы, чтобы получить точное значение порога остроты распознавания бликов субъекта.ПРИМЕЧАНИЕ: Существуют более точные психофизические методы (обнаружение сигнала, принудительный выбор), но этот метод использовался на основе количества мер и временных ограничений. Используйте генератор случайных букв, чтобы организовать буквы на колесе в уникальный, случайный порядок. Используйте буквы для отверстий, которые обычно встречаются в других задачах распознавания (например, диаграмма Снеллена, буквы Слоуна).ПРИМЕЧАНИЕ: Буквами, используемыми в настоящем методе, были P, L, D, U, Z, E, T и F. Прежде чем начать протокол, объясните природу экспериментального задания, показав субъекту надпороголдерные раздражители. Убедитесь, что субъект знает, что задача довольно проста: можно ли увидеть букву или нет? Провести достаточно испытаний, чтобы сгенерировать психометрическую функцию, которая позволяет вывести точный вероятностный порог. 3. Конструирование устройства галометра Используйте те же шаги 1.1-1.2 при настройке таблицы оптики для этих мер. Убедитесь, что свет от источника освещает заднюю часть светового щита на достаточном пространстве (13-14 см), чтобы обеспечить разделение двух точек. Установите световой экран и убедитесь, что он служит в качестве перегородки, блокируя большую часть света, поступающего от источника света, чтобы объект просто видел свет, исходящий от диафрагмы, и содержал небольшую (~ 4 мм) диафрагму для измерения гало / спицы. Прикрепите цифровой микрометр к задней части светового щита, который будет использоваться для измерения физического разделения двух световых точек.ПРИМЕЧАНИЕ: Отверстие должно быть изготовлено двумя примыкающими и подвижными отверстиями (по 2 мм каждое), а щит должен содержать складную перегородку таким образом, чтобы при разъединениях отверстий перегородка закрывала свет от прохождения между ними. Чтобы поддерживать согласованность с этим протоколом, убедитесь, что светоотдача, измеренная на световом щите, составляет 10кд/м2. В соответствии со схемой(фиг.2)13,расположите центрирование суппортов в пространстве между световым щитом и испытуемым стабилизированным положением головы (простой подбородок и лоб). Убедитесь, что челюсти суппорта выровнены с отверстием 4 мм и ~13-14 см в высоту.ПРИМЕЧАНИЕ: Полезно поместить некоторые отражающие материалы на стороне объекта, чтобы их можно было четко увидеть. Челюсти движутся одинаково от центра, а их положение обозначено шкалой Вернье. Чтобы сохранить согласованность с установкой, используемой в этом протоколе, убедитесь, что световой экран составляет ~ 100 см, а суппорты – ~ 60 см от плоскости глаза субъекта. При проведении двухточечных мер используйте объектив с длинным фокусным расстоянием. Определите точное расположение этого конечного объектива на основе фокусного расстояния и расстояния от светового щита и плоскости глаза субъекта. Снимите этот объектив при выполнении мер по ореолу/спицами.ПРИМЕЧАНИЕ: В этой установке использовалась 200-миллиметровая ахроматическая плосковыпуклая линза на расстоянии 18 см от плоскости глаза (это помещает глаз в фокусировку луча, но не в плоскости фокусировки, глаз находится перед конечной фокусной точкой). Это используется потому, что люди с очень хорошей остротой и низким рассеянием часто могут видеть две примыкающие небольшие точки света, даже когда они очень близки. Фокусирующий объектив заставит точки перекрываться и увеличивать расстояние, необходимое для различения двух точек. Используйте стандарт отражения белого цвета, размещенный на глазу, и телескопический спектральный радиометр для измерения спектральной световой мощности, как радиометрически, так и фотометрически, чтобы гарантировать, что видимый спектр имеет желаемые характеристики (в данном случае смоделированный солнечный свет, рисунок 2). Чтобы чаще контролировать выход энергии с помощью высокочувствительного детектора, используйте обычный радиометр с фотоголовкой на основе кремния.ПРИМЕЧАНИЕ: Такие приборы для измерения световой мощности дадут как спектральную форму кривой, так и фотометрические значения (измеренные в одном и том же положении у самого глаза). 4. Геометрия бликов ПРИМЕЧАНИЕ: Перед тестированием испытуемым были предоставлены примеры появления гало и звездных вспышек в естественных сценах (см. Рисунок 3). Как только объект выровняется, перемещайте челюсти суппорта до тех пор, пока он просто не окружет гало, а затем пока он не будет только на внешней окружности звездопадов или спиц. Получите пороговое значение, усреднив спред с обоих направлений (от вхо к выходу и от выхода к вхою). При начале двухточечных мероприятий обеспечить максимальную близость двух отверстий 2 мм; Обратите внимание, что стимул будет проявляться как единая, яркая точка света. Медленно перемещайте две диафрагмы друг от друга, количественно измеряя расстояние с помощью цифрового микрометра, обращенного назад, с центром на диафрагмах. Из «нулевой точки» (примыкающих диафрагм) попросите испытуемых указать, когда разброс от каждой световой точки не перекрывается (обычно здесь хорошо работает одно направление). Поскольку некоторая ошибка может быть обнаружена, если объект становится неровным с системой, используйте камеру с небольшим отверстием (с инфракрасным излучением), чтобы глаз всегда оставался в правильном положении.