Cuantificación del campo de radiación ultravioleta (UV) en el ojo humano in vivo mediante instrumentación novedosa y los beneficios potenciales de las lentes de contacto de hidrogel que bloquean la radiación UV - diseño de farolas solares

ANTECEDENTES/OBJETIVO: Algunas oftalmopatías degenerativas ocurren principalmente en el margen nasal, lo cual está relacionado con el daño inducido por la radiación ultravioleta solar (UV).
Contribución relativa del flujo ocular in vivo (a)
radiación ultravioleta desde la piel de la nariz hasta el borde de la nariz, y (b)
Se estudió el foco de la radiación ultravioleta en la córnea temporal hasta el margen nasal.
Métodos Se utilizó un nuevo tipo de matriz de sensores de fotodiodos para medir el campo de radiación ultravioleta de los ojos humanos.
Además, un nuevo dispositivo espectrómetro-
La UP se utiliza para medir el espectro de radiación de la refracción corneal.
Se evaluó in vivo el efecto de las lentes de contacto de hidrogel con protección ultravioleta sobre el filtrado de los rayos ultravioleta incidentes.
Resultados Los datos cualitativos y cuantitativos mostraron que el número de Staphylococcus nasalis aumentó.
Las lecturas del fotodiodo mostraron un aumento neto de la radiación ultravioleta desde el lado temporal hacia el lado nasal.
Las curvas de transmisión muestran que la mayor parte de la radiación ultravioleta es absorbida por el tejido ocular o se transmite a través de él.
Las lentes de contacto blandas con protección contra los rayos ultravioleta pueden filtrar esta radiación.
Conclusión: In vivo, se observa que el flujo de radiación ultravioleta en el lado nasal del ojo aumenta debido al reflejo cutáneo en la nariz.
Cualquier receptor de luz ultravioleta que atraviese la córnea es absorbido por la conjuntiva o transmitido a la esclerótica a través de la conjuntiva.
Las lentes de contacto de hidrogel con protección contra los rayos ultravioleta pueden eliminar estas fuentes de radiación ultravioleta.
Materiales y métodos: Se puso a prueba la teoría de la reflexión in vivo y se estableció una serie de sensores de radiación ultravioleta para muestrear el campo de luz incidente sobre o cerca de la superficie ocular expuesta.
Según la teoría de la refracción, se coloca un sensor basado en un espectrofotómetro de fibra óptica en el borde conjuntival nasal para detectar cualquier luz que pase a través de la córnea y determinar su espectro.
Estos dos dispositivos experimentales únicos-
Ahora les presentamos UPS.
Los componentes principales del conjunto de sensores reflectantes son cinco fotodiodos Texas Instruments TSL250.
Las curvas de respuesta espectral de estos fotodetectores se extienden hasta los 300 nm en la región UVR del espectro, cubriendo todas las regiones UVA y parte de las regiones UVB.
El ángulo entre el campo de visión y la dirección normal es de aproximadamente 60 grados, por lo que se pueden detectar fotones con un amplio rango de ángulos de incidencia.
La alta sensibilidad y los amplificadores integrados proporcionan una alta señal de salida, lo que permite detectar bajos niveles de radiación ultravioleta.
Cada conjunto de sensores mide 5 milímetros cuadrados, por lo que se instalan cinco de ellos uno al lado del otro, cubriendo un área de aproximadamente 25 milímetros, que cubre el diámetro horizontal promedio del tejido ocular expuesto.
Estos cinco sensores están montados en una carcasa de plástico, que generalmente se coloca sobre el ojo para protegerlo durante la cirugía de párpados. Los sensores 1 y 2 se ubican en el lado temporal de la pupila, el sensor 3 está directamente encima de la pupila y los sensores 4 y 5 se ubican en el lado nasal, como se muestra en la Figura 1.
Descargue el diagrama en la nueva pestaña, abra y descargue PowerPoint Figura 1 Matriz de sensores de fotodiodos UVR, montada sobre el ojo izquierdo, sensor 1 en el lado temporal, sensor 5 en el lado nasal.
La señal de voltaje analógica del sensor se digitaliza mediante el programa LabVIEW y se almacena en una computadora portátil. Los cinco sensores se leen en milisegundos, lo que reduce considerablemente la variación de la señal causada por el movimiento del sujeto.
Registrando las señales de cada sensor en un campo de luz uniforme (sin la presencia del sujeto) y dividiendo estos valores entre sus respectivas señales cuando el sujeto está en posición, se calculan las lecturas relativas del sensor.
Para proporcionar un entorno de prueba estable, la caja de luz se ilumina con luz ultravioleta visible difusa y estable.
Se construyó una fuente de luz de tungsteno en el infrarrojo cercano.
Debido a que la pared interior de la caja es blanca, el objeto de prueba se encuentra en un campo de luz difusa relativamente uniforme, similar al campo de luz solar difusa.
Se utiliza un filtro de paso bajo delante de la fuente de luz para limitar la luz a la región espectral de interés.
Componentes principales del grupo de sensores de refracción
Mira hacia arriba como se muestra en la Figura 2.
Se utilizó la lámpara de hendidura mejorada para implantar dos fibromas en la córnea.
Las imágenes de la fibra óptica de entrada emiten luz desde rayos ultravioleta-visible-
Se irradió la córnea con una fuente de luz de tungsteno de infrarrojo cercano en un ángulo de aproximadamente 30 grados por detrás del plano coronal.
Las fibras de salida detectan la luz emitida por la córnea o reflejada por la esclerótica, según la posición relativa de los ojos.
La luz detectada se introduce en el espectrómetro de fibra óptica S2000 del sistema óptico marino, donde se dispersa sobre el conjunto de detectores, y la señal es leída y digitalizada por un ordenador portátil.
El espectro de transmisión se calcula utilizando el espectro de la fuente de luz como referencia. Cuando no hay sujetos presentes, se registra el espectro.
Cada espectro se puede registrar en aproximadamente 20 milisegundos, lo que reduce considerablemente cualquier cambio innecesario en la señal causado por el movimiento del objeto de prueba.
Descargar FiguraAbrir en una nueva pestaña para descargar PowerPoint Figura 2 Diagrama del grupo de sensores de índice de refracción-arriba.
La luz procedente del fibroma ilumina temporalmente la córnea y se refracta sobre la fibra sensora.
Para evitar que los rayos ultravioleta se enfoquen a través de los ojos, se utilizaron dos tipos diferentes de lentes de contacto que bloquean los rayos ultravioleta. Las Acuvue 2 (
Etafánica, 58% de contenido de agua, Vistaken)
Radiación ultravioleta precisa (
Vasurfilcon, 74% de contenido de agua, Wesley Jessen).
La potencia de la lente de plano cercano se elige para reducir el efecto refractivo de la lente.
Resultado Se utilizó una matriz de sensores reflectantes para probar la repetibilidad del dispositivo en la cabeza de modelo humano de poliestireno blanco. -arriba.
Lee las lecturas del sensor en la caja óptica, sin cabezal, sin cabezal, calcula los cambios relativos en la intensidad.
La figura 3A muestra la variación relativa de la intensidad de cinco sensores en la cabeza simulada, promediando los resultados de varios experimentos independientes.
Cuando la cabeza está presente, todos los sensores muestran un aumento superior a la señal de luz ambiental.
En comparación con los otros cuatro sensores, la señal en el quinto sensor, que utiliza la cabeza artificial (ubicada en el lado de la nariz), aumentó significativamente, lo que indica un aumento de la luz dispersada y reflejada por la estructura facial en el lado de la nariz.
Se realizaron mediciones similares en 12 sujetos. Diez de los 12 sujetos tenían sensores nasales más fuertes que los sensores laterales.
Cada sujeto fue medido cinco veces y la barra de error se calculó de acuerdo con la desviación estándar del valor promedio de las cinco muestras de cada sensor. (p