नवीन उपकरणों का उपयोग करके मानव आंख में पराबैंगनी विकिरण (यूवीआर) क्षेत्र का प्रत्यक्ष मात्रात्मक विश्लेषण और यूवीआर अवरोधक हाइड्रोजेल कॉन्टैक्ट लेंस के संभावित लाभ - सौर स्ट्रीट लाइट डिजाइन

पृष्ठभूमि/उद्देश्य: कुछ अपक्षयी नेत्र रोग मुख्य रूप से नाक के किनारे पर होते हैं, जो सौर पराबैंगनी विकिरण (यूवीआर) से होने वाली क्षति से संबंधित हैं।
जीवित अवस्था में नेत्र प्रवाह का सापेक्ष योगदान (ए)
नाक की त्वचा से नाक के किनारे तक पराबैंगनी विकिरण, और (ख)
कनपटी के कॉर्निया से लेकर नाक के किनारे तक यूवीआर के फोकस का अध्ययन किया गया।
विधि: मानव आंखों के पराबैंगनी विकिरण क्षेत्र को मापने के लिए एक नए प्रकार के फोटोडायोड सेंसर सरणी का उपयोग किया गया था।
इसके अलावा, एक नया स्पेक्ट्रोमीटर उपकरण-
यूपी का उपयोग कॉर्नियल अपवर्तन के विकिरण स्पेक्ट्रम को मापने के लिए किया जाता है।
पराबैंगनी किरणों से बचाव करने वाले हाइड्रोजेल कॉन्टैक्ट लेंस द्वारा आपतित पराबैंगनी किरणों को फ़िल्टर करने के प्रभाव का मूल्यांकन जीवित प्राणियों में किया गया।
परिणामों से पता चला कि गुणात्मक और मात्रात्मक आंकड़ों के आधार पर स्टैफिलोकोकस नासालिस की संख्या में वृद्धि हुई है।
फोटोडायोड रीडिंग से पता चला कि कनपटी की तरफ से नाक की तरफ पराबैंगनी विकिरण में कुल मिलाकर वृद्धि हुई है।
संचरण वक्र दर्शाते हैं कि अधिकांश पराबैंगनी विकिरण या तो आंख के ऊतकों द्वारा अवशोषित हो जाता है या आंख के ऊतकों से होकर गुजरता है।
पराबैंगनी किरणों से सुरक्षा प्रदान करने वाले सॉफ्ट कॉन्टैक्ट लेंस इस विकिरण को फ़िल्टर कर सकते हैं।
निष्कर्षतः, जीवित प्राणियों में यह पाया गया है कि नाक में त्वचा की प्रतिवर्त क्रिया के कारण आंख के नाक वाले हिस्से में पराबैंगनी विकिरण का प्रवाह बढ़ जाता है।
कॉर्निया से गुजरने वाला कोई भी पराबैंगनी रिसेप्टर या तो कंजंक्टिवा द्वारा अवशोषित हो जाता है या कंजंक्टिवा के माध्यम से स्क्लेरा तक प्रेषित हो जाता है।
अल्ट्रावायलेट शील्डेड हाइड्रोजेल कॉन्टैक्ट लेंस इन अल्ट्रावायलेट स्रोतों को खत्म कर सकते हैं।
सामग्री और विधियाँ: परावर्तन सिद्धांत का जीवित अवस्था में परीक्षण किया गया, और आँखों की उजागर सतह पर या उसके निकट आपतित प्रकाश क्षेत्र का नमूना लेने के लिए पराबैंगनी विकिरण सेंसरों की एक श्रृंखला स्थापित की गई।
अपवर्तन सिद्धांत के अनुसार, कॉर्निया से गुजरने वाले किसी भी प्रकाश का पता लगाने और उसके स्पेक्ट्रम को निर्धारित करने के लिए नाक के भीतरी नेत्रगोलक पर ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर आधारित एक सेंसर लगाया जाता है।
ये दो अद्वितीय प्रायोगिक उपकरण-
अब हम आपको यूपीएस से परिचित कराते हैं।
परावर्तक सेंसर सरणी के मुख्य घटक पांच टेक्सास इंस्ट्रूमेंट टीएसएल250 फोटोडायोड हैं।
इन फोटोडिटेक्टरों के स्पेक्ट्रल रिस्पांस कर्व स्पेक्ट्रम के यूवीआर क्षेत्र में 300 एनएम तक फैले हुए हैं, जो यूवीए क्षेत्रों के सभी भागों और यूवीबी क्षेत्रों के कुछ हिस्सों को कवर करते हैं।
दृश्य क्षेत्र और अभिलंब दिशा के बीच का कोण लगभग 60 डिग्री है, इसलिए आपतन कोणों की एक विस्तृत श्रृंखला वाले फोटॉनों का पता लगाया जा सकता है।
उच्च संवेदनशीलता और इंटीग्रल एम्पलीफायर उच्च सिग्नल आउटपुट प्रदान करते हैं, जिससे पराबैंगनी विकिरण के निम्न स्तरों का पता लगाना संभव हो जाता है।
प्रत्येक सेंसर असेंबली 5 वर्ग मिलीमीटर की होती है, इसलिए उनमें से पांच को अगल-बगल स्थापित किया जाता है, जो लगभग 25 मिलीमीटर के क्षेत्र को कवर करती हैं, जो कि आंखों के ऊतकों के औसत क्षैतिज व्यास को कवर करता है।
ये पाँचों सेंसर एक प्लास्टिक के आवरण में लगे होते हैं, जिसे आमतौर पर पलक की सर्जरी के दौरान आँख की सुरक्षा के लिए आँख पर रखा जाता है। सेंसर 1 और 2 पुतली के कनपटी वाले हिस्से पर स्थित होते हैं, सेंसर 3 पुतली के ठीक ऊपर होता है, और सेंसर 4 और 5 नाक वाले हिस्से पर स्थित होते हैं, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।
आरेख को नए टैब में डाउनलोड करें, खोलें और पॉवरपॉइंट डाउनलोड करें। चित्र 1 यूवीआर फोटोडायोड सेंसर सरणी, बाईं आंख के ऊपर लगी हुई है, सेंसर 1 कनपटी की तरफ और सेंसर 5 नाक की तरफ है।
सेंसर के एनालॉग वोल्टेज आउटपुट को लैबव्यू प्रोग्राम द्वारा डिजिटाइज़ किया जाता है और लैपटॉप कंप्यूटर में संग्रहीत किया जाता है। सभी पांच सेंसरों से मिलीसेकंड में डेटा प्राप्त किया जाता है, जिससे वस्तु की गति के कारण सेंसर सिग्नल में होने वाले परिवर्तन में काफी कमी आती है।
एक समान प्रकाश क्षेत्र में (विषय की अनुपस्थिति में) प्रत्येक सेंसर के संकेतों को रिकॉर्ड करके, और विषय की उपस्थिति में इन मानों को उनके संबंधित संकेतों से विभाजित करके, सेंसर के सापेक्ष रीडिंग की गणना की जाती है।
स्थिर परीक्षण वातावरण प्रदान करने के लिए, लाइट बॉक्स को स्थिर विसरित दृश्य पराबैंगनी प्रकाश से प्रकाशित किया जाता है।
निकट अवरक्त टंगस्टन प्रकाश स्रोत का निर्माण किया गया।
क्योंकि बॉक्स की भीतरी दीवार सफेद है, इसलिए परीक्षण वस्तु अपेक्षाकृत एकसमान विसरित प्रकाश क्षेत्र में होती है, जो विसरित सौर प्रकाश क्षेत्र के समान है।
प्रकाश स्रोत के सामने एक लो-पास फिल्टर का उपयोग किया जाता है ताकि प्रकाश को वांछित वर्णक्रमीय क्षेत्र तक सीमित किया जा सके।
अपवर्तन सेंसर समूह के मुख्य घटक-
चित्र 2 में दिखाए अनुसार ऊपर की ओर देखें।
उन्नत स्लिट लैंप का उपयोग करके कॉर्निया पर दो फाइब्रोमा स्थापित किए गए।
इनपुट ऑप्टिकल फाइबर छवियां पराबैंगनी किरणों से प्रकाश उत्सर्जित करती हैं - दृश्य प्रकाश -
कॉर्निया पर निकट अवरक्त टंगस्टन प्रकाश स्रोत को कोरोनल तल के पीछे लगभग 30 डिग्री के कोण पर विकिरणित किया गया था।
आउटपुट फाइबर आंखों की सापेक्ष स्थिति के अनुसार कॉर्निया से उत्सर्जित प्रकाश या स्क्लेरा से परावर्तित प्रकाश का पता लगाते हैं।
पता लगाए गए प्रकाश को समुद्री ऑप्टिकल सिस्टम S2000 ऑप्टिकल फाइबर स्पेक्ट्रोमीटर में भेजा जाता है, जहां यह डिटेक्टर सरणी पर बिखर जाता है, जहां सिग्नल को एक लैपटॉप कंप्यूटर द्वारा पढ़ा और डिजिटाइज़ किया जाता है।
प्रकाश स्रोत के स्पेक्ट्रम को संदर्भ मानकर संचरण स्पेक्ट्रम की गणना की जाती है। जब कोई व्यक्ति उपस्थित न हो, तो स्पेक्ट्रम को रिकॉर्ड किया जाता है।
प्रत्येक स्पेक्ट्रम को लगभग 20 मिलीसेकंड में रिकॉर्ड किया जा सकता है, जिससे परीक्षण वस्तु की गति के कारण होने वाले किसी भी अनावश्यक सिग्नल परिवर्तन को काफी हद तक कम किया जा सकता है।
चित्र डाउनलोड करें (नए टैब में खोलें) पॉवरपॉइंट चित्र 2 अपवर्तक सूचकांक सेंसर समूह आरेख डाउनलोड करने के लिए।
फाइब्रोमा से निकलने वाली रोशनी अस्थायी रूप से कॉर्निया को रोशन करती है और संवेदी तंतु पर अपवर्तित होती है।
पराबैंगनी किरणों को आंखों के माध्यम से केंद्रित होने से रोकने के लिए, दो अलग-अलग प्रकार के पराबैंगनी अवरोधक कॉन्टैक्ट लेंस का उपयोग किया गया। एक्यूव्यू 2 (
एटाफिकन, 58% जल सामग्री, विस्टाकेन)
सटीक पराबैंगनी विकिरण（
वासुरफिलकॉन, 74% जल सामग्री, वेस्ली जेसेन)।
निकट-समतल लेंस की शक्ति को इस प्रकार चुना जाता है कि लेंस का अपवर्तक प्रभाव कम हो जाए।
परिणाम: सफेद पॉलीस्टायरीन मानव मॉडल सिर पर उपकरण की पुनरावृति क्षमता का परीक्षण करने के लिए परावर्तक सेंसर सरणी का उपयोग किया गया था।
ऑप्टिकल बॉक्स में सेंसर रीडिंग को हेडलेस मोड में पढ़ें और तीव्रता में सापेक्षिक परिवर्तनों की गणना करें।
चित्र 3ए में सिम्युलेटेड सिर पर लगे पांच सेंसरों की शक्ति में सापेक्षिक भिन्नता को दर्शाया गया है, जो कई अलग-अलग प्रयोगों में औसत के आधार पर प्राप्त की गई है।
जब सिर मौजूद होता है, तो सभी सेंसर परिवेशी प्रकाश संकेत से अधिक वृद्धि दिखाते हैं।
अन्य चार सेंसरों की तुलना में, डमी हेड (नाक की तरफ स्थित) का उपयोग करने वाले पांचवें सेंसर में सिग्नल में उल्लेखनीय वृद्धि हुई, जो नाक की तरफ चेहरे की संरचना से बिखरे और परावर्तित प्रकाश में वृद्धि का संकेत देता है।
इसी तरह के माप 12 व्यक्तियों पर किए गए। इन 12 व्यक्तियों में से 10 में पार्श्व संवेदकों की तुलना में नासिका संवेदक अधिक मजबूत थे।
प्रत्येक विषय को पाँच बार मापा गया और प्रत्येक सेंसर के पाँच नमूनों के औसत मान के मानक विचलन के अनुसार त्रुटि सीमा की गणना की गई। (p