Measuring the Behavioral Effects of Intraocular Scatter

Jeffrey Nightingale; Billy R. Hammond

doi:10.3791/62290

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Davranış

Medición de los efectos conductuales de la dispersión intraocular

Published: February 18, 2021

doi:

10.3791/62290

Jeffrey Nightingale¹, Billy R. Hammond¹

¹Vision Sciences Laboratory, UGA Psychology Department,University of Georgia

Özet

En este protocolo, esbozamos los elementos de diseño conceptual y el desarrollo estructural de un aparato de agudeza de deslumbramiento. Además, se describe el diseño de un dispositivo para medir la disfotopsia positiva (halos, radios) y los umbrales de luz de dos puntos.

Abstract

La dispersión intraocular, con sus manifestaciones funcionales asociadas, es una de las principales causas de accidentes automovilísticos y un biomarcador significativo de enfermedad ocular encubierta y manifiesta (por ejemplo, enfermedades de la córnea y el cristalino). Sin embargo, casi todos los métodos actuales para medir las consecuencias conductuales de la dispersión de la luz sufren de varias limitaciones que reflejan principalmente una falta de constructo y validez de contenido: a saber, las medidas no reflejan adecuadamente las condiciones del mundo real (por ejemplo, luz artificial frente a la luz solar) o las tareas cotidianas (por ejemplo, el reconocimiento en condiciones visualmente exigentes).

Este protocolo describe dos métodos novedosos y ecológicamente válidos para medir los efectos conductuales de la dispersión intraocular mediante la cuantificación de la geometría de dispersión y el reconocimiento visual en condiciones de deslumbramiento. El primero se midió evaluando el diámetro de los halos y radios que resultaron de una fuente puntual brillante. La dispersión de la luz (esencialmente, la función de dispersión de puntos determinada utilizando los criterios de Rayleigh) se cuantificó determinando la distancia mínima perceptible entre dos pequeños puntos de luz de banda ancha. Esto último se hizo en base a la identificación de letras formadas utilizando aberturas a través de las cuales brillaba la luz brillante.

Introduction

El deslumbramiento se define comúnmente como una degradación de la claridad óptica resultante de la dispersión intraocular dentro de los medios oculares. Esta dispersión distorsiona la representación de la imagen en la retina y produce una representación interrumpida de la escena visual. La mayoría de los accidentes mayores relacionados con el deslumbramiento ocurren debido a la dispersión intraocular diurna causada por el sol¹. Este origen significa que la hora del día y la estación (posición solar) son variables significativas, así como la edad del conductor^2,³. Dada la importancia del deslumbramiento como cuestión de seguridad, se han realizado varios estudios metodológicos centrados en dispositivos (en su mayoría comerciales) para probar las diferencias individuales y grupales⁴. A menudo, esto se manifiesta como luces brillantes (típicamente halógenas o fluorescentes) que rodean una tabla de agudeza o rejillas. Dependiendo de las características del individuo (por ejemplo, pigmentación ocular, densidad de la lente)⁵, las luces contiguas causan una luminancia de velo que degrada el rendimiento. A primera vista, estas tareas parecerían tener una alta validez facial. Como se ilustra en la Figura 1A,B,el aumento de la dispersión oculta directamente los objetos, y las pruebas disponibles capturan la varianza atribuible a la intensidad de la fuente de deslumbramiento y las características personales. Sin embargo, las pruebas tienen varios inconvenientes⁶ y dejan muchos aspectos importantes de la dispersión sin evaluada. La primera, y más obvia, es simplemente que la fuente de deslumbramiento más común en la vida cotidiana es el sol.

La dispersión dentro del ojo tiene una dependencia compleja de la longitud de onda que se ve agravada por la edad y la pigmentación ocular⁷. En la medida en que una prueba se desvíe de esta fuente natural, su capacidad para predecir la función visual en esas circunstancias puede ser limitada. Las pruebas comunes utilizan diodos emisores de luz blanca (LED) o halógenos montados lateralmente. En un estudio inicial de 2.422 conductores europeos, van den Berg et al. observaron que la dispersión dentro del ojo y la agudeza visual eran predictores relativamente independientes de la calidad de la visión de un sujeto (la dispersión y la agudeza no estaban correlacionadas)⁴. En el mundo real, sin embargo, el resplandor a menudo proviene directamente del objeto que se está viendo. La fuente de deslumbramiento puede provenir de arriba (por ejemplo, el sol) o del lado (por ejemplo, los faros del automóvil), pero la luminancia del velo está directamente en la línea de visión. En este estudio, los investigadores intentaron abordar ambos problemas seleccionando una fuente de luz que coincidiera estrechamente con la luz solar del mediodía(Figura 2)y diseñando una tarea que se basaba en el reconocimiento (no simplemente en la detección) y donde la tarea y el estrés lumíno estaban, simultáneamente, en la línea de visión directa del espectador.

Además de la luminancia del velo que reduce la agudeza visual (dispersión a lo largo de la línea de visión), muchas condiciones influyen en la geometría real de la dispersión dentro del ojo (es decir, no solo la dispersión de la luz hacia adelante dentro de la mácula) y degradan la visión. Esto se describe por la apariencia común de halos y radios (o cuando es suficientemente debilitante, disfotopsia positiva (PDP) (por ejemplo, ver Figura 3). PDP es un efecto secundario común en individuos que se han sometido a cirugía correctiva LASIK⁸ además de aquellos con cataratas (a menudo referido clínicamente como PDP⁹“intolerable” – este grupo demográfico incluye aproximadamente la mitad de la población de 70 años o más). La PDP a menudo no se corrige mediante cirugía de cataratas, ya que la cirugía en sí misma crea inhomogeneidades en la córnea, el asiento del implante dentro de la cápsula de la lente es imperfecto y muchos diseños de lentes, al abordar algunos problemas como la presbicia, crean otros como el spoking y los halos. Por ejemplo, Buckhurst et al. mostraron que la dispersión intraocular era la misma entre los diferentes diseños de lentes intraoculares claras (LIO), pero que las lentes multifocales crearon PDP¹⁰significativo.

El primer halómetro diseñado para medir con precisión halos/radios visuales fue descrito en 1924 por Robert Elliot. El dispositivo era esencialmente una lámpara en una caja con una pequeña apertura y una regla de deslizamiento (incluso las versiones anteriores usaban dibujos de los efectos visuales de las velas). Varias variaciones de ese tema siguieron⁹ hasta que un dispositivo llamado Aston Halometer finalmente llegó al mercado. Este dispositivo¹⁰^,¹¹ se basa en un LED blanco brillante en el centro de una tableta (los sujetos identifican las letras que rodean la tableta a medida que se mueven centrífugamente en pasos de 0.5 °). Como se señaló anteriormente, un desafío con este diseño es que los LED blancos no son una gran combinación para el sol. Otra es simplemente que la fuente (un solo LED) no es lo suficientemente brillante como para inducir halos significativos y radios de deslumbramiento. Los investigadores impusieron láminas de oclusión Bangeter (esencialmente un difusor) para aumentar la dispersión de la luz (y disminuir los reflejos especulares de la superficie de la tableta). Sin embargo, esto corre el riesgo de confundir la fuente (es decir, gran parte de la dispersión proviene del difusor y no de las inhomogeneidades dentro del ojo mismo, la misma variable que debe cuantificarse). El rediseño del halómetro tiene varias características destinadas a abordar estos problemas. En primer lugar, utiliza xenón de banda ancha como simulador solar¹² y utiliza el método de apertura original introducido por Elliot con pinzas centradas en la precisión.

El escudo de luz que forma la apertura central tiene la ventaja adicional de que se puede separar en dos aberturas más pequeñas que se pueden separar lentamente para medir la propagación de la luz (esencialmente, una función de dispersión de puntos derivada del comportamiento; consulte la Figura 4). Este diseño se ha utilizado en varios estudios recientes para evaluar las características ópticas de las lentes de contacto fotocromáticas¹³. En conjunto, la medición del diámetro de los halos y los radios, la distancia mínima entre dos fuentes puntuales de luz (propagación de la luz) y la agudeza del deslumbramiento, aborda no solo que un paciente sufre de deslumbramiento utilizando condiciones del mundo real, sino también cómo. Los efectos conductuales de la dispersión de la luz dentro del ojo no son un fenómeno unitario⁴^,¹⁴^,¹⁵. Cada una de estas variables explica un aspecto relativamente único de la varianza en la función visual. Los halos, por ejemplo, son el resultado de la dispersión de la luz hacia adelante que surge principalmente de la lente cristalina. Los radios (esencialmente corona ciliar) provienen de la difracción y las aberraciones que surgen de la dispersión de partículas pequeñas a lo largo de la ruta óptica¹⁴^,¹⁶.

Protocol

NOTA: Los procedimientos descritos en el siguiente protocolo se adhieren a todas las directrices institucionales relacionadas con la investigación del sujeto humano. Este estudio fue aprobado por la junta de revisión institucional de la Universidad de Georgia, y los procedimientos experimentales se llevaron a cabo de acuerdo con las Guías de Buenas Prácticas Clínicas y los principios éticos de la Declaración de Helsinki. 1. Construcción del aparato de agudeza de deslumbramiento NOTA: En la Figura 5se muestra un dibujo conceptual del sistema. Comience con una mesa óptica e instale una lámpara de arco de xenón de 1000 W con la fuente de alimentación asociada en el extremo posterior del banco (ver a de la Figura 5).NOTA: La mejor opción para una mesa óptica es una placa de pruebas con una rejilla de orificios de montaje, comúnmente, la rosca de tornillo M6 en una rejilla de 25 mm. El tamaño mínimo necesario es de ~91 cm x 122 cm. Una limitación con estos sistemas es que, si la salida de luz no es constante (dentro y entre sesiones), las pequeñas variaciones se interpretarían como variaciones en los umbrales de comportamiento. Por lo tanto, asegúrese de que la fuente de alimentación esté altamente regulada con sensores de retroalimentación óptica para garantizar una salida de luz constante en las sesiones experimentales y a lo largo del tiempo. Instale la primera lente en una posición que colime la luz de la fuente (ver b de la Figura 5),e introduzca un elemento óptico para eliminar el calor dentro de la óptica generado por la fuente de luz intensa(Figura 5C).NOTA: Todas las lentes dentro del sistema son acromatos plano-convexos con recubrimiento antirreflejo. La distancia focal efectiva es de ~ 100 mm y el diámetro es de ~ 5 cm (ligeramente mayor que la apertura de salida de la fuente de luz). Los filtros infrarrojos podrían usarse para eliminar el calor, pero a menudo se entrometen en lo visible. Un baño de agua es una buena alternativa. En el sistema actual, dos planos ópticos encerraban un tubo lleno de agua. Introducir la siguiente lente (ver d de la Figura 5)dentro del sistema óptico para enfocar la luz a un pequeño punto en el filtro circular de densidad neutra de 100 mm (ver e de la Figura 5),que atenúa la luz en un rango lineal de aproximadamente 2 unidades logarítricas de densidad óptica. Determinar la posición nominal del filtro mediante una lectura digital acoplada a un potenciómetro (ver j de la Figura 5). Utilice un radiómetro calibrado para determinar la cantidad real de luz transmitida que corresponde a la posición del filtro circular y para confirmar periódicamente que la energía total dentro del sistema permanece constante en el transcurso del experimento.NOTA: Como el filtrado se realiza sobre un gradiente, la luz debe enfocarse a un área bastante pequeña (4-9 mm2) al pasar a través del filtro circular (esta posición también es buena para desconcertar usando una pequeña apertura que solo pasa la luz enfocada). Utilice un obturador mecánico o simplemente un filtro de bloqueo y un soporte para ocluir el estímulo entre ensayos (ver f de la Figura 5). Agregue la siguiente lente al sistema, una lente colimadora (ver g de la Figura 5),colocada de tal manera que la luz se expanda para que coincida con el diámetro de cada apertura de letra (10.16 cm), iluminando completamente el optotipo (7.62 cm). Construya las aberturas de las letras o cómbrelas como plantillas de metal: P, L, D, U, Z, E, T y F (ver h de la Figura 5). Coloque las aberturas de las letras en un rotador circular (para permitir una fácil alternancia entre letras) con pestañas y divots con resorte para bloquear cada letra en su lugar para que no haya movimiento de la rueda durante el experimento.NOTA: Las aberturas de las letras eran de aproximadamente 15 mm x 6 mm x 25 mm (~ 0.17 °), y se eligieron porque son optotipos clásicos de Sloan y aproximadamente del mismo tamaño. En este sistema, la luminancia medida en la apertura de la letra fue de 4000 lux; 40 lux cuando se mide en el plano del ojo. A continuación, desconcierta el sistema de tal manera que los sujetos solo puedan ver las aberturas de letras retroiluminadas (por ejemplo, la luz intensa que sale de una “E”). Por ejemplo, coloque la óptica del sistema en una habitación con el sujeto en una habitación contigua. Coloque un orificio dentro de la puerta contigua a las habitaciones y alinee para que los sujetos no puedan ver el experimentador o la luz perdida. Si el participante no puede escuchar las instrucciones del experimentador, agregue un sistema de intercomunicación. Para asegurarse de que la posición del ojo en relación con el sistema visual sea bastante precisa, cree alguna forma de ensamblaje de reposacabez y mentón: use una copa de goma montada en un tubo negro (ambas montadas en un carro móvil). Como se hace en este protocolo, agregue una montura detrás del tubo para permitir el uso de lentes de prueba para corregir el error de refracción utilizando lentes estandarizadas (es decir, sin tintado).NOTA: El uso de lentes de prueba también permitirá el uso de un vidrio “en blanco” para garantizar que los efectos ópticos de aquellos que no requirieron corrección refractiva coincidan con aquellos que requirieron óptica correctiva refractiva (ver i de la Figura 5). Además, asegúrese de que la estación de visualización esté asegurada para que no se mueva entre los sujetos. Utilice un nivel láser para asegurar la alineación del ocular con la óptica (a 7 m del plano del ojo). 2. Medición de la agudeza de reconocimiento del deslumbramiento NOTA: Al comienzo de una sesión experimental, se confirma que todos los elementos ópticos dentro del sistema están alineados, la intensidad de la luz (sin atenuación) es correcta y el ojo del sujeto está en la posición adecuada. La tarea se explica al sujeto (identificación de letras), y los estímulos se presentan en orden aleatorio a diferentes niveles de intensidad. El objetivo es encontrar la intensidad más alta a la que un sujeto aún puede identificar correctamente las letras individuales (con el umbral real definido probabilísticamente al 75% de detección correcta, 6 correctas de 8). Utilice el método de límites (para acercarse al umbral) y luego estímulos constantes para obtener un valor preciso del umbral de agudeza de reconocimiento de deslumbramiento del sujeto.NOTA: Hay métodos psicofísicos más precisos disponibles (detección de señales, elección forzada), pero este método se utilizó en función del número de medidas y las limitaciones de tiempo. Utilice un generador de letras aleatorias para organizar las letras de la rueda en un orden único y aleatorio. Use letras para las aberturas que se encuentran comúnmente en otras tareas de reconocimiento (por ejemplo, gráfico de Snellen, letras de Sloan).NOTA: Las letras utilizadas en el presente método fueron P, L, D, U, Z, E, T y F. Antes de comenzar el protocolo, explique la naturaleza de la tarea experimental mostrando al sujeto estímulos suprarrestimentales. Asegúrese de que el sujeto sea consciente de que la tarea es bastante simple: ¿se puede ver la letra o no? Realizar suficientes ensayos para generar una función psicométrica que permita la derivación de un umbral probabilístico preciso. 3. Construcción del dispositivo halómetro Utilice los mismos pasos 1.1-1.2 en la configuración de la tabla de óptica para estas medidas. Asegúrese de que la luz de la fuente ilumine la parte posterior del escudo de luz sobre un espacio suficiente (13-14 cm) para permitir una separación de los dos puntos. Instale el protector de luz y asegúrese de que sirva como deflector bloqueando la mayor parte de la luz proveniente de la fuente de luz para que el sujeto solo vea la luz proveniente de la apertura y contenga una pequeña apertura (~ 4 mm) para las medidas de halo / radios. Coloque un micrómetro digital en la parte posterior del escudo de luz que se utilizará para medir la separación física de los dos puntos de luz.NOTA: La apertura debe ser producida por dos aberturas contiguas y móviles (2 mm cada una), y el escudo debe contener un deflector plegable tal que, a medida que las aberturas se separan, el deflector ocluye la luz que pasa entre ellas. Para mantener la coherencia con este protocolo, asegúrese de que la salida de luz medida en el escudo de luz sea de 10 cd/m2. De acuerdo con el esquema(Figura 2)13,coloque las pinzas de centrado en el espacio entre el escudo de luz y la posición de la cabeza estabilizada del sujeto (una barbilla simple y un reposacabezas). Asegúrese de que las mandíbulas de la pinza estén alineadas con la apertura de 4 mm y ~ 13-14 cm de altura.NOTA: Es útil poner un poco de material reflectante en el lado del sujeto para que se puedan ver claramente. Las mandíbulas se mueven igualmente desde el centro, y su posición está indicada por una escala de Vernier. Para mantener la coherencia con la configuración utilizada en este protocolo, verifique que el escudo de luz sea de ~ 100 cm y que las pinzas estén a ~ 60 cm del plano del ojo del sujeto. Al hacer las medidas de dos puntos, use una lente de distancia focal larga. Determine la ubicación exacta de esta lente final en función de la distancia focal y la distancia del escudo de luz y el plano del ojo del sujeto. Retire esta lente cuando haga las medidas de halo/radios.NOTA: En esta configuración se utilizó una lente plano-convexa acromática de 200 mm a 18 cm del plano del ojo (esto coloca el ojo en el haz de enfoque, pero no en el plano de enfoque, el ojo es anterior al punto focal final). Esto se usa porque las personas con muy buena agudeza y baja dispersión a menudo pueden ver dos pequeños puntos de luz contiguos, incluso cuando están muy cerca. La lente de enfoque hará que los puntos se superpongan y amplíen la distancia necesaria para distinguir dos puntos. Utilice un estándar de reflectancia blanca colocado en el ojo y un radiómetro espectral telescópico para medir la salida de luz espectral, tanto radiométrica como fotométricamente, para garantizar que el espectro visible tenga las características deseadas (en este caso, luz solar simulada, Figura 2). Para monitorear la salida de energía con más frecuencia y con un detector altamente sensible, use un radiómetro regular con un cabezal fotográfico basado en silicio.NOTA: Tales dispositivos de medición de salida de luz producirán tanto la forma espectral de la curva como los valores fotométricos (medidos en la misma posición en el propio ojo). 4. Geometría del deslumbramiento NOTA: Antes de las pruebas, a los sujetos se les proporcionaron ejemplos de la aparición de halos y estallidos estelares en escenas naturales (ver Figura 3). Una vez que el sujeto esté alineado, mueva las mandíbulas de la pinza hasta que simplemente rodee el halo, y luego hasta que esté justo en la circunferencia exterior de los estallidos estelares o radios. Obtenga el umbral promediando el spread desde ambas direcciones (de adentro hacia afuera y de afuera hacia adentro). Al comenzar las medidas de dos puntos, asegúrese de la máxima proximidad de las dos aberturas de 2 mm; tenga en cuenta que el estímulo aparecerá como un único y brillante punto de luz. Mueva lentamente las dos aberturas separadas, cuantificando la distancia por el micrómetro digital orientado hacia atrás, centrado en las aperturas. Desde el “punto cero” (aberturas contiguas) pida a los sujetos que indiquen cuándo la propagación desde cada punto de luz no se superpone (generalmente una dirección funciona bien aquí). Como se puede encontrar algún error si el sujeto se desalinea con el sistema, utilice una cámara de pequeño diámetro (con infrarrojos) para asegurarse de que el ojo siempre permanezca en la posición correcta.

Representative Results

Para las medidas de agudeza de deslumbramiento, se probaron 20 sujetos jóvenes (edad promedio = 19 años, desviación estándar (DE) = 1 año) con buena agudeza. Los resultados mostrados en la Figura 6 indican la variación en el número de letras observadas en un nivel de intensidad relativamente brillante. Otro enfoque para analizar los datos sería utilizar la identificación correcta para generar una función psicométrica con umbral definido como 6 identificaciones sobre 8 (la energía al 75% de identificación correcta). Como se muestra en la Figura 6,hay una amplia variación presente incluso cuando se prueban sujetos jóvenes sanos. Los datos de las medidas de halos y radios se muestran en la Figura 7A,B y son de una muestra diferente de 23 sujetos jóvenes (edad promedio = 20 años, SD = 4 años). Ambas muestras fueron reclutadas de la población estudiantil de la Universidad de Georgia. Todos estos sujetos tenían buena agudeza (20/20) y/o fueron corregidos con lentes de contacto transparentes. También se midió la distancia mínima (mm) requerida para resolver dos puntos de luz como distintos (los umbrales de dos puntos aquí). Estos datos se muestran en la Figura 8. Como se ve en la Figura 6, la Figura 7y la Figura 8,a pesar de que la muestra es tan homogénea (compuesta por observadores relativamente jóvenes sanos con buena visión), hubo una amplia variación en las medidas conductuales de dispersión. Esto sugiere que las medidas clínicas estándar de la función visual (por ejemplo, la agudeza) no cuantifican muchos atributos visuales que probablemente afectan el rendimiento visual en condiciones del mundo real. Figura 1: Dos escenarios de conducción nocturna. (A) Dispersión intraocular mínima de los faros del automóvil con el peatón en la carretera claramente visible. (B)Alta dispersión intraocular de los faros del automóvil, oscureciendo al peatón en la carretera. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 2: Gráfico que representa la distribución espectral de la luz solar del mediodía (rojo), la fuente de luz de la lámpara de arco de xenón (negro) y una fuente de LED blanca de alto brillo (azul). Abreviatura: LED = diodo emisor de luz. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 3: Ejemplos de síntomas de PDP: radios (extremo izquierdo), halos (izquierda) y estallidos estelares (derecha) y de dispersión de luz de 2 puntos (extremo derecho). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 4: Representación semántica de la función de dispersión de puntos e ilustración visual de los faros de los automóviles. Energía relativa en el eje y y ángulo visual en el eje x; ilustración visual de cómo la separación entre dos puntos brillantes de luz (faros) es una medida de comportamiento de su ancho. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 5: Un dibujo conceptual del sistema de agudeza de deslumbramiento. Los componentes incluyen (a) una fuente de luz de xenón, (b) lente colimadora, (c) baño de agua, (d) lente de enfoque, (e) filtro circular (filtro de densidad neutra de 100 mm), (f) soporte de filtro, (g) lente, (h) aperturas de letras en rueda giratoria circular, (i) corrección de refracción (lentes de prueba), (j) lectura digital del potenciómetro de filtro circular. Abreviaturas: CL = lente colimadora; FL = lente de enfoque; L = lente; TL = lentes de prueba. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 6: Un gráfico de columnas que muestra el número de letras que cada sujeto pudo identificar cuando la luminancia del estímulo se mantuvo en una constante brillante (energía absoluta, 16,392 cd / m2). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 7: Un gráfico de columnas que muestra las diferencias individuales en una muestra de 23 observadores jóvenes y sanos. (A) Diferencias individuales en el gráfico de diámetro de Halo. (B) Diferencias individuales en el grafo de diamater de Starburst. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 8: Un gráfico de columnas que muestra la distancia mínima donde dos pequeños puntos de luz no se superponen (umbrales de dos puntos). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Las consecuencias visuales de la dispersión intraocular a menudo se evalúan como discapacidad del deslumbramiento y malestar¹⁷^,¹⁸. Estos métodos se centran directamente en la disfunción y el ligero dolor que acompaña a la luz intensa, pero no directamente en cómo está incapacitando la visión. El cómo también es importante, sin embargo, porque la dispersión intraocular no solo afecta a la visión cuando es intensa. Incluso una imagen visual de baja intensidad (por ejemplo, baja luminancia, objetivos de bajo contraste) puede degradarse por la dispersión de la luz. La óptica subyacente¹⁵ se puede describir mediante la relación de Strehl, la función de dispersión puntual o el índice de difusión (en gran medida independiente de la luminancia). Otro método, eficaz incluso a menor luminancia (10 cd/m² en esta configuración), implica la medición de la separación de dos fuentes puntuales de luz. Los individuos con una función de dispersión de puntos más amplia requerirán más separación antes de que dos pequeños puntos de luz parezcan distintos. El método del criterio de Rayleigh para cuantificar la propagación de dos pequeñas fuentes de luz puntuales tiene una larga historia¹⁹. En el presente caso, este método se adaptó para aumentar su validez ecológica (por ejemplo, mediante el uso de xenón blanco que simulaba la luz solar del mediodía).

La Figura 5 muestra un dibujo conceptual del sistema de agudeza de deslumbramiento. En esencia, comienza con una fuente de luz blanca brillante que simula la luz solar (las bombillas de xenón suelen ser una buena opción, 1000 vatios proporcionan suficiente intensidad). La luz de la fuente se enfría con un baño de agua (transparente a la luz visible) y luego se manipula mediante una serie de lentes que transportan la luz en haces enfocados y colimados. Un filtro circular de densidad neutra atenúa la luz que luego se pasa a través de aberturas en forma de letra. El sujeto se sienta a una distancia fija del estímulo aislado (~ 7 m) y ve el estímulo con un ojo a la vez (posición del ojo fijada por una copa del ojo). Lo que el sujeto ve es una serie de letras que son en sí mismas la fuente del resplandor. Cuando la luz es demasiado intensa para un sujeto determinado, no es posible una identificación correcta y consistente. Los umbrales de agudeza de deslumbramiento se pueden definir utilizando cualquier número de técnicas psicofísicas clásicas.

El diseño básico del halómetro es similar al dispositivo de agudeza de deslumbramiento descrito anteriormente y puede utilizar la misma fuente de luz (un xenón intenso) y la tabla óptica^13. Los dos elementos que difieren son la introducción de un escudo de luz que contiene pequeñas aberturas móviles y pinzas de precisión de centrado. La apertura en el escudo de luz es de 4 mm de diámetro y está retroiluminada por la fuente de luz. La luz de banda ancha que pasa a través de este pequeño agujero crea una fuente puntual brillante que se extiende (el patrón determinado por las características ópticas del observador, por lo que para algunos, habla más, otros tienen haloing más difuso), y las pinzas se utilizan para medir esta geometría. La apertura de 4 mm en el escudo de luz se puede dividir en dos aberturas más pequeñas (2 mm cada una) que se pueden separar lentamente hasta que la propagación de cada una no se superponga. Esa distancia (rastreada por un micrómetro en el escudo de luz) se utiliza como la función de dispersión de puntos derivada del comportamiento (umbrales de dos puntos).

Los diámetros del halo (luz difusa alrededor de la fuente puntual) y el estallido estelar (rayos concéntricos que irradian hacia afuera desde la fuente puntual) se determinaron utilizando el método de los límites (en modos ascendente y descendente). El investigador movió las mandíbulas de la pinza (hacia afuera desde el centro) hasta que el sujeto indicó que los guías simplemente rodeaban el halo o el estallido estelar. Al hacer las medidas de dos puntos, las dos pequeñas aberturas colindantes se separan lentamente (horizontalmente), y los sujetos indican cuándo la propagación desde cada punto de luz no se superpone (por ejemplo, cuando perciben por primera vez un pequeño espacio negro entre los dos puntos). Un esquema técnico del sistema ha sido descrito por Hammond et al.¹³.

Medir la forma en que la luz se dispersa instruye la naturaleza (y la corrección) del problema. Los estallidos estelares (radios periféricos), los halos y la discapacidad y la incomodidad del deslumbramiento tienen características individuales. Cuando el ojo se ve comprometido por el envejecimiento, la enfermedad⁹o la cirugía^8,estos fenómenos ópticos también cambian de distintas maneras. Los halos, por ejemplo, a menudo se ven como un velo relativamente homogéneo, mientras que los estallidos estelares tienden a no ser homogéneos y se extienden hacia la periferia. Este patrón es demostrado claramente por Hammond et al.¹³.

Estos diferentes patrones implican la necesidad de diferentes tipos de corrección⁷. Por ejemplo, los pigmentos maculares (pigmentos amarillos concentrados en la mácula) han demostrado ser útiles para corregir el deslumbramiento central (velo ligero en la línea de visión)²⁰. Sin embargo, como estos pigmentos están solo dentro y alrededor de la fóvea retiniana, no influyen en la dispersión de la luz fuera de esa área²¹. Para ello, es deseable el filtrado en la porción más anterior del ojo como con el uso de gafas tintadas^22,lentes de contacto^13,o implantes intraoculares^23. En igualdad de condiciones, las personas con una agudeza óptima para el deslumbramiento pueden discernir letras a intensidades mucho más altas que aquellos con una agudeza de deslumbramiento deficiente.

Estudios anteriores también han demostrado que las medidas de dispersión de la luz no se correlacionan bien con métricas más comúnmente medidas, como la agudeza visual⁴. Esto motivó el desarrollo de un método de dispersión de luz que se contornó directamente con juicios de agudeza (análogo a un gráfico de Snellen). Los métodos anteriores se basaban en la detección o resolución (por ejemplo, ver barras individuales dentro de rejillas de frecuencia variable) en lugar de reconocimiento. Sin embargo, la agudeza de reconocimiento, al igual que otras formas, depende del contraste entre dos elementos dentro de una imagen. La dispersión de la luz puede degradar esa diferencia y fue la medida dependiente en las evaluaciones actuales de la agudeza al deslumbramiento. Como lo demuestran los resultados empíricos de esta muestra joven, en gran parte homogénea, todas las cosas iguales, hay grandes diferencias individuales en la forma en que la dispersión de la luz afecta la función visual en condiciones del mundo real.

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean agradecer a la Dra. Sarah Saint por su ayuda en la recopilación de los datos del halómetro.

Materials

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