Количественная оценка поля ультрафиолетового излучения (УФ-излучения) в человеческом глазу in vivo с использованием новых приборов и потенциальные преимущества контактных линз из гидрогеля, блокирующих УФ-излучение, — конструкция солнечного уличного фонаря

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ/ЦЕЛЬ: Некоторые виды дегенеративной офтальмопатии в основном поражают край носовой полости и связаны с повреждениями, вызванными солнечным ультрафиолетовым излучением (УФИ).
Относительный вклад глазного кровотока in vivo (а)
Ультрафиолетовое излучение от кожи носа до края носа, и (б)
Было проведено исследование направленности УФ-излучения на височную область роговицы и край носовой полости.
Методы. Для измерения поля ультрафиолетового излучения в глазах человека был использован новый тип массива фотодиодных датчиков.
Кроме того, был разработан новый спектрометр.
UP используется для измерения спектра излучения при рефракции роговицы.
Влияние гидрогелевых контактных линз с защитой от ультрафиолетового излучения на фильтрацию падающих ультрафиолетовых лучей было оценено in vivo.
Результаты. Качественные и количественные данные показали, что количество Staphylococcus nasalis увеличилось.
Показания фотодиода продемонстрировали чистое увеличение ультрафиолетового излучения от височной стороны к носовой.
Кривые пропускания показывают, что большая часть ультрафиолетового излучения поглощается тканями глаза или проходит сквозь них.
Мягкие контактные линзы с защитой от ультрафиолетового излучения способны фильтровать это излучение.
В заключение, в условиях in vivo установлено, что поток ультрафиолетового излучения со стороны носовой части глаза увеличивается из-за кожного рефлекса в носу.
Любой ультрафиолетовый рецептор, проходящий через роговицу, либо поглощается конъюнктивой, либо передается на склеру через конъюнктиву.
Гидрогелевые контактные линзы с защитой от ультрафиолетового излучения могут устранить эти источники ультрафиолета.
Материалы и методы: Теория отражения была проверена in vivo, и была создана серия датчиков ультрафиолетового излучения для регистрации поля падающего света на поверхности глаза или вблизи нее.
Согласно теории преломления, датчик на основе оптоволоконного спектрофотометра размещается на краю носовой конъюнктивы для обнаружения любого света, проходящего через роговицу, и определения его спектра.
Эти два уникальных экспериментальных устройства:
Теперь представляем вам источник бесперебойного питания (ИБП).
Основными компонентами массива отражательных датчиков являются пять фотодиодов Texas Instruments TSL250.
Спектральные характеристики этих фотодетекторов простираются до 300 нм в УФ-диапазоне спектра, охватывая все области UVA и часть областей UVB.
Угол между полем зрения и нормалью составляет около 60 градусов, поэтому можно регистрировать фотоны с широким диапазоном углов падения.
Высокая чувствительность и встроенные усилители обеспечивают высокую выходную мощность сигнала, что позволяет обнаруживать низкие уровни ультрафиолетового излучения.
Каждый сенсорный блок имеет площадь 5 квадратных миллиметров, поэтому пять из них устанавливаются рядом, покрывая площадь около 25 миллиметров, что соответствует среднему горизонтальному диаметру открытой ткани глаза.
Эти пять датчиков установлены на пластиковом корпусе, который обычно размещается на глазу для его защиты во время операции на веках. Датчики 1 и 2 расположены с височной стороны зрачка, датчик 3 — непосредственно над зрачком, а датчики 4 и 5 — с носовой стороны, как показано на рисунке 1.
Загрузите диаграмму в новой вкладке, откройте и загрузите PowerPoint. Рисунок 1. Массив фотодиодных датчиков УФ-излучения, установленный над левым глазом, датчик 1 — с височной стороны, датчик 5 — с носовой стороны.
Аналоговый выходной сигнал датчика оцифровывается программой LabVIEW и сохраняется в памяти ноутбука. Считывание показаний всех пяти датчиков происходит за миллисекунды, что значительно уменьшает изменение сигнала датчиков, вызванное движением объекта.
Путем записи сигналов каждого датчика в однородном световом поле (без присутствия объекта) и деления этих значений на соответствующие сигналы, когда объект находится в нужном положении, рассчитываются относительные показания датчика.
Для обеспечения стабильных условий тестирования световой бокс освещается стабильным рассеянным видимым ультрафиолетовым светом.
Был создан источник света на основе вольфрамовой лампы ближнего инфракрасного диапазона.
Поскольку внутренняя стенка коробки белая, исследуемый объект находится в относительно равномерном рассеянном световом поле, подобном рассеянному солнечному свету.
Для ограничения светового потока интересующим спектральным диапазоном перед источником света используется фильтр нижних частот.
Основные компоненты группы датчиков преломления.
Посмотрите вверх, как показано на рисунке 2.
Усовершенствованная щелевая лампа была использована для имплантации двух фибром на роговицу.
Изображения, полученные с помощью оптического волокна, излучают свет из ультрафиолетовых и видимых лучей.
Источник ближнего инфракрасного излучения на основе вольфрамовой лампы облучал роговицу под углом примерно 30 градусов позади корональной плоскости.
Выходные волокна улавливают свет, излучаемый роговицей или отражаемый склерой, в зависимости от относительного положения глаз.
Обнаруженный свет поступает в морской оптический спектрометр S2000, где рассеивается на матрице детекторов, после чего сигнал считывается и оцифровывается портативным компьютером.
Спектр пропускания рассчитывается с использованием спектра источника света в качестве эталонного. При отсутствии испытуемых регистрируется спектр.
Каждый спектр можно записать примерно за 20 миллисекунд, что значительно уменьшает любые ненужные изменения сигнала, вызванные движением тестируемого объекта.
Скачать рисунок. Откройте в новой вкладке, чтобы скачать презентацию PowerPoint. Рисунок 2. Схема группы датчиков показателя преломления.
Свет от фибромы временно освещает роговицу и преломляется, попадая на чувствительное волокно.
Для предотвращения фокусировки ультрафиолетовых лучей в глазах использовались два разных типа контактных линз, блокирующих ультрафиолетовое излучение: Acuvue 2 (
Этафикан, содержание воды 58%, Vistaken)
Точное ультрафиолетовое излучение (
Васурфилкон, содержание воды 74%, Уэсли Джессен).
Оптическая сила линзы, расположенной в ближней плоскости, выбирается таким образом, чтобы уменьшить преломляющий эффект линзы.
Результат. Для проверки повторяемости работы устройства на белой полистироловой модели головы человека использовалась отражающая сенсорная матрица. -вверх.
Считайте показания датчиков в оптическом блоке, в безголовом режиме, рассчитайте относительные изменения интенсивности.
На рис. 3А показано относительное изменение мощности пяти датчиков на имитированной голове, усредненное по результатам нескольких отдельных экспериментов.
Когда голова находится в определенном положении, все датчики показывают увеличение сигнала, превышающее сигнал окружающего освещения.
По сравнению с четырьмя другими датчиками, сигнал от пятого датчика, использующего манекен головы (расположенный со стороны носа), значительно увеличился, что указывает на увеличение рассеянного и отраженного света от лицевых структур со стороны носа.
Аналогичные измерения были проведены на 12 испытуемых. У десяти из 12 испытуемых носовые датчики оказались сильнее боковых.
Каждый испытуемый измерялся пять раз, а погрешность рассчитывалась на основе стандартного отклонения среднего значения пяти измерений каждого датчика. (p)