새로운 측정 장비를 이용한 인체 눈의 자외선(UVR)장 정량화 및 UVR 차단 하이드로겔 콘택트렌즈의 잠재적 이점 - 태양광 가로등 설계

배경/목적: 일부 퇴행성 안질환은 주로 코쪽 가장자리에서 발생하며, 이는 태양 자외선(UVR)에 의한 손상과 관련이 있습니다.
생체 내 안구 혈류의 상대적 기여도(a)
(a) 코 피부에서 코끝까지 도달하는 자외선, 그리고 (b)
자외선이 각막 측면부에서 코쪽 가장자리까지 집중되는 양상을 연구하였다.
방법 본 연구에서는 새로운 유형의 포토다이오드 센서 어레이를 사용하여 사람 눈의 자외선 복사장을 측정하였다.
또한, 새로운 분광계 장치가 개발되었습니다.
UP는 각막 굴절의 방사선 스펙트럼을 측정하는 데 사용됩니다.
자외선 차단 하이드로겔 콘택트렌즈가 입사 자외선을 차단하는 효과를 생체 내에서 평가하였다.
결과 정성적 및 정량적 데이터 모두에서 코에 서식하는 포도상구균의 수가 증가한 것으로 나타났습니다.
광다이오드 측정 결과, 자외선 복사량은 관자놀이 쪽에서 코 쪽으로 갈수록 순증가하는 것으로 나타났다.
투과 곡선은 자외선 대부분이 눈 조직에 흡수되거나 눈 조직을 통과한다는 것을 보여줍니다.
자외선 차단 소프트 콘택트렌즈는 이러한 자외선을 차단할 수 있습니다.
결론적으로, 생체 내 실험에서 코의 피부 반사로 인해 눈의 코쪽 부위로 들어오는 자외선량이 증가하는 것으로 나타났다.
각막을 통과하는 자외선은 결막에 흡수되거나 결막을 통해 공막으로 전달됩니다.
자외선 차단 기능이 있는 하이드로겔 콘택트렌즈는 이러한 자외선 발생원을 차단할 수 있습니다.
재료 및 방법: 반사 이론을 생체 내에서 검증하였고, 노출된 눈 표면 또는 그 근처의 입사광장을 측정하기 위해 일련의 자외선 센서를 설치하였다.
굴절 이론에 따르면 광섬유 분광광도계를 기반으로 하는 센서를 코쪽 결막 가장자리에 배치하여 각막을 통과하는 빛을 감지하고 그 스펙트럼을 측정합니다.
이 두 가지 독특한 실험 장치-
이제 UPS를 소개합니다.
반사형 센서 어레이의 주요 구성 요소는 5개의 텍사스 인스트루먼트 TSL250 포토다이오드입니다.
이러한 광검출기의 스펙트럼 응답 곡선은 자외선 영역에서 300nm까지 확장되어 UVA 영역 전체와 UVB 영역의 일부를 포함합니다.
시야각과 법선 방향 사이의 각도는 약 60도이므로 다양한 입사각을 가진 광자를 감지할 수 있습니다.
높은 감도와 내장형 증폭기는 높은 신호 출력을 제공하여 낮은 수준의 자외선도 감지할 수 있도록 합니다.
각 센서 어셈블리의 크기는 5제곱밀리미터이므로, 5개를 나란히 설치하여 약 25밀리미터 면적을 덮는데, 이는 노출된 눈 조직의 평균 수평 직경을 나타냅니다.
이 다섯 개의 센서는 플라스틱 케이스에 장착되어 있으며, 일반적으로 눈꺼풀 수술 중 눈을 보호하기 위해 눈에 부착됩니다. 센서 1과 2는 동공의 관자놀이 쪽에 위치하고, 센서 3은 동공 바로 위에 있으며, 센서 4와 5는 코 쪽에 위치합니다(그림 1 참조).
새 탭에서 다이어그램을 다운로드하고 PowerPoint 파일을 열어 다운로드하십시오. 그림 1. 왼쪽 눈 위에 장착된 UVR 광다이오드 센서 어레이. 센서 1은 관자놀이 쪽에, 센서 5는 코 쪽에 있습니다.
센서의 아날로그 전압 출력은 LabVIEW 프로그램을 통해 디지털화되어 노트북 컴퓨터에 저장됩니다. 다섯 개의 센서 모두 밀리초 단위로 판독되므로 피사체의 움직임으로 인한 센서 신호 변화를 크게 줄일 수 있습니다.
균일한 광장(피사체가 없는 상태)에서 각 센서의 신호를 기록하고, 이 값들을 피사체가 있을 때의 해당 신호 값으로 나누면 센서의 상대적인 판독값을 계산할 수 있습니다.
안정적인 테스트 환경을 제공하기 위해, 라이트 박스는 안정적인 확산 가시광선 자외선으로 조명됩니다.
근적외선 텅스텐 광원을 제작했다.
상자의 내부 벽이 흰색이기 때문에, 실험 대상은 태양광의 확산광장과 유사한 비교적 균일한 확산광장 내에 있게 됩니다.
저역 통과 필터는 광원 앞에 사용되어 빛이 관심 있는 스펙트럼 영역으로 제한되도록 합니다.
굴절 센서 그룹의 주요 구성 요소 -
그림 2에 표시된 것처럼 위를 보세요.
개량된 세극등 현미경을 사용하여 각막에 두 개의 섬유종을 이식했습니다.
입력 광섬유 이미지는 자외선부터 가시광선까지 다양한 영역의 빛을 방출합니다.
근적외선 텅스텐 광원을 관상면 뒤쪽 약 30도 각도로 각막에 조사하였다.
출력 광섬유는 눈의 상대적 위치에 따라 각막에서 방출되는 빛이나 공막에서 반사되는 빛을 감지합니다.
감지된 빛은 해양 광학 시스템 S2000 광섬유 분광기로 입력되어 검출기 어레이에 걸쳐 산란되고, 여기서 신호는 노트북 컴퓨터로 판독 및 디지털화됩니다.
투과 스펙트럼은 광원의 스펙트럼을 기준으로 계산됩니다. 피사체가 없을 때 스펙트럼을 기록합니다.
각 스펙트럼은 약 20밀리초 만에 기록될 수 있으므로, 테스트 대상의 움직임으로 인한 불필요한 신호 변화를 크게 줄일 수 있습니다.
그림 2 굴절률 센서 그룹 다이어그램을 PowerPoint 파일로 다운로드하려면 새 탭에서 그림을 여세요.
섬유종에서 나오는 빛이 일시적으로 각막을 비추고 감지 섬유에 굴절됩니다.
자외선이 눈에 직접 닿는 것을 막기 위해 두 종류의 자외선 차단 콘택트렌즈를 사용했습니다. 아큐뷰 2(
에타피칸(수분 함량 58%, 비스타켄)
정확한 자외선
바수르필콘(Vasurfilcon), 수분 함량 74%, 웨슬리 제센(Wesley Jessen).
근접면 렌즈의 굴절률은 렌즈의 굴절 효과를 줄이도록 선택됩니다.
결과 반사형 센서 어레이를 사용하여 흰색 폴리스티렌 인체 모형 머리에서 장치의 반복성을 테스트했습니다. -위.
광학 박스의 센서 판독값을 헤드리스 모드로 읽고, 상대적인 강도 변화량을 계산합니다.
그림 3A는 여러 번의 개별 실험에서 얻은 평균값을 이용하여 시뮬레이션된 머리에 있는 5개 센서의 강도 변화를 상대적으로 나타낸 것이다.
머리가 존재할 경우, 모든 센서는 주변광 신호보다 높은 증가를 나타냅니다.
다른 네 개의 센서와 비교했을 때, 더미 헤드(코 쪽에 위치)를 사용한 다섯 번째 센서의 신호가 크게 증가했는데, 이는 코 쪽 얼굴 구조에서 산란되고 반사되는 빛이 증가했음을 나타냅니다.
12명의 피험자를 대상으로 유사한 측정을 실시한 결과, 12명 중 10명은 측면 감각기관보다 비강 감각기관의 반응이 더 강했다.
각 대상에 대해 5회 측정하였고, 오차 막대는 각 센서의 5개 샘플 평균값의 표준 편차에 따라 계산하였다. (p)