Quantificação do campo de radiação ultravioleta (UV) no olho humano in vivo usando instrumentação inovadora e os potenciais benefícios de lentes de contato de hidrogel bloqueadoras de UV - projeto de postes de iluminação pública solar

CONTEXTO/OBJETIVO: Algumas oftalmopatias degenerativas ocorrem principalmente na margem nasal, estando relacionadas aos danos induzidos pela radiação ultravioleta solar (UV).
Contribuição relativa do fluxo ocular in vivo (a)
Radiação ultravioleta da pele do nariz até a borda do nariz, e (b)
O foco da radiação ultravioleta (UV) na córnea temporal e na margem nasal foi estudado.
Métodos: Um novo tipo de matriz de sensores de fotodiodos foi utilizado para medir o campo de radiação ultravioleta dos olhos humanos.
Além disso, um novo dispositivo espectrômetro-
A UP é utilizada para medir o espectro de radiação da refração da córnea.
O efeito das lentes de contato de hidrogel com proteção ultravioleta na filtragem dos raios ultravioleta incidentes foi avaliado in vivo.
Resultados: Os dados qualitativos e quantitativos mostraram que o número de Staphylococcus nasalis aumentou.
As leituras do fotodiodo mostraram um aumento líquido na radiação ultravioleta do lado temporal para o lado nasal.
As curvas de transmissão mostram que a maior parte da radiação ultravioleta é absorvida pelo tecido ocular ou transmitida através dele.
Lentes de contato gelatinosas com proteção ultravioleta podem filtrar essa radiação.
Conclusão: In vivo, constatou-se que o fluxo de radiação ultravioleta no lado nasal do olho aumenta devido ao reflexo cutâneo no nariz.
Qualquer receptor ultravioleta que passe pela córnea é absorvido pela conjuntiva ou transmitido para a esclera através da conjuntiva.
Lentes de contato de hidrogel com proteção ultravioleta podem eliminar essas fontes de raios ultravioleta.
Materiais e Métodos: A teoria da reflexão foi testada in vivo, e uma série de sensores de radiação ultravioleta foi estabelecida para amostrar o campo de luz incidente na superfície ocular exposta ou próximo a ela.
De acordo com a teoria da refração, um sensor baseado em espectrofotômetro de fibra óptica é colocado na borda conjuntival nasal para detectar qualquer luz que passe pela córnea e determinar seu espectro.
Esses dois dispositivos experimentais únicos-
Apresentamos agora a UPS.
Os principais componentes da matriz de sensores reflexivos são cinco fotodiodos TSL250 da Texas Instruments.
As curvas de resposta espectral desses fotodetectores estendem-se até 300 nm na região UVR do espectro, abrangendo todas as regiões UVA e parte das regiões UVB.
O ângulo entre o campo de visão e a direção normal é de cerca de 60 graus, portanto, fótons com uma ampla gama de ângulos de incidência podem ser detectados.
A alta sensibilidade e os amplificadores integrados proporcionam uma saída de sinal elevada, permitindo a detecção de baixos níveis de radiação ultravioleta.
Cada conjunto de sensores tem 5 milímetros quadrados, portanto, cinco deles são instalados lado a lado, cobrindo uma área de cerca de 25 milímetros, o que corresponde ao diâmetro horizontal médio do tecido ocular exposto.
Esses cinco sensores são montados em uma caixa de plástico, geralmente colocada sobre o olho para protegê-lo durante a cirurgia de pálpebras. Os sensores 1 e 2 estão localizados no lado temporal da pupila, o sensor 3 está diretamente acima da pupila e os sensores 4 e 5 estão localizados no lado nasal, conforme mostrado na Figura 1.
Faça o download do diagrama em uma nova aba, abra e baixe o PowerPoint. Figura 1: Conjunto de sensores de fotodiodos UVR, montado acima do olho esquerdo, sensor 1 no lado temporal, sensor 5 no lado nasal.
O sinal de tensão analógica do sensor é digitalizado pelo programa LabVIEW e armazenado em um computador portátil. Os cinco sensores são lidos em milissegundos, o que reduz significativamente a variação do sinal causada pelo movimento do sujeito.
Ao registrar os sinais de cada sensor em um campo de luz uniforme (sem a presença do sujeito) e dividir esses valores pelos seus respectivos sinais quando o sujeito está em posição, calculam-se as leituras relativas do sensor.
Para proporcionar um ambiente de teste estável, uma caixa de luz é iluminada por luz ultravioleta visível difusa e estável.
Foi construída uma fonte de luz de tungstênio próxima ao infravermelho.
Como a parede interna da caixa é branca, o objeto de teste fica em um campo de luz difusa relativamente uniforme, semelhante ao campo de luz solar difusa.
Um filtro passa-baixa é usado na frente da fonte de luz para limitar a luz à região espectral de interesse.
Componentes principais de um grupo de sensores de refração -
Olhe para cima, conforme mostrado na Figura 2.
A lâmpada de fenda aprimorada foi usada para implantar dois fibromas na córnea.
As imagens de entrada da fibra óptica emitem luz desde raios ultravioleta até luz visível.
Uma fonte de luz de tungstênio no infravermelho próximo foi irradiada na córnea em um ângulo de cerca de 30 graus atrás do plano coronal.
As fibras de saída detectam a luz emitida pela córnea ou refletida pela esclera, de acordo com a posição relativa dos olhos.
A luz detectada é direcionada para o espectrômetro de fibra óptica S2000 do sistema óptico marinho, onde é dispersa sobre a matriz de detectores. O sinal é então lido e digitalizado por um computador portátil.
O espectro de transmissão é calculado usando o espectro da fonte de luz como referência. Quando não há indivíduos presentes, o espectro é registrado.
Cada espectro pode ser registrado em cerca de 20 milissegundos, reduzindo significativamente quaisquer alterações desnecessárias no sinal causadas pelo movimento do objeto de teste.
Baixe a Figura (Abra em uma nova aba para baixar o PowerPoint). Figura 2: Diagrama do Grupo de Sensores de Índice de Refração.
A luz proveniente do fibroma ilumina temporariamente a córnea e refrata-se sobre a fibra sensora.
Para evitar que os raios ultravioleta se concentrem nos olhos, foram utilizados dois tipos diferentes de lentes de contato com bloqueio ultravioleta: Acuvue 2 (
Etafican, 58% de teor de água, Vistaken)
Radiação ultravioleta precisa (
Vasurfilcon, 74% de teor de água, Wesley Jessen).
A potência da lente quase plana é escolhida para reduzir o efeito refrativo da lente.
Resultado: A matriz de sensores reflexivos foi usada para testar a repetibilidade do dispositivo em um modelo de cabeça humana de poliestireno branco. -para cima.
Leia as leituras do sensor na caixa óptica, sem monitor, sem monitor, e calcule as mudanças relativas na intensidade.
A Figura 3A mostra a variação relativa da intensidade de cinco sensores na cabeça simulada, com base na média de vários experimentos separados.
Quando a cabeça está presente, todos os sensores mostram um aumento superior ao sinal de luz ambiente.
Em comparação com os outros quatro sensores, o sinal no quinto sensor, que utilizava a cabeça artificial (localizada na região do nariz), aumentou significativamente, indicando um aumento na dispersão e reflexão da luz proveniente da estrutura facial nessa região.
Medições semelhantes foram feitas em 12 indivíduos. Dez dos 12 indivíduos apresentaram sensores nasais mais sensíveis do que sensores laterais.
Cada indivíduo foi medido cinco vezes e a barra de erro foi calculada de acordo com o desvio padrão do valor médio das cinco amostras de cada sensor. (p