การวัดปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลต (UVR) ในดวงตาของมนุษย์ขณะมีชีวิตโดยใช้เครื่องมือใหม่ และประโยชน์ที่เป็นไปได้ของคอนแทคเลนส์ไฮโดรเจลที่ป้องกันรังสี UVR - การออกแบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

ภูมิหลัง/วัตถุประสงค์: โรคตาเสื่อมบางชนิดส่วนใหญ่เกิดขึ้นบริเวณขอบจมูก ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเสียหายที่เกิดจากรังสีอัลตราไวโอเลต (UVR) จากแสงอาทิตย์
สัดส่วนการมีส่วนร่วมของการไหลเวียนของเลือดในดวงตาในร่างกาย (ก)
รังสีอัลตราไวโอเลตจากผิวหนังบริเวณจมูกไปยังขอบจมูก และ (ข)
มีการศึกษาการฉายรังสี UV ในบริเวณกระจกตาด้านขมับไปจนถึงขอบด้านจมูก
วิธีการศึกษา ใช้เซ็นเซอร์อาร์เรย์โฟโตไดโอดชนิดใหม่ในการวัดสนามรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงตามนุษย์
นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์สเปกโทรเมตรตัวใหม่ด้วย-
UP ใช้ในการวัดสเปกตรัมการแผ่รังสีของการหักเหของแสงที่กระจกตา
ได้มีการประเมินผลของคอนแทคเลนส์ไฮโดรเจลป้องกันรังสียูวีในการกรองรังสียูวีที่ตกกระทบในร่างกาย
ผลการวิจัย ข้อมูลเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณแสดงให้เห็นว่าจำนวนของแบคทีเรีย Staphylococcus nasalis เพิ่มขึ้น
ผลการวัดด้วยโฟโตไดโอดแสดงให้เห็นว่าปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตเพิ่มขึ้นสุทธิจากด้านขมับไปยังด้านจมูก
กราฟแสดงการส่งผ่านแสดงให้เห็นว่ารังสีอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่ถูกดูดซับโดยเนื้อเยื่อตาหรือส่งผ่านเนื้อเยื่อตาไป
คอนแทคเลนส์ชนิดนิ่มที่ป้องกันรังสียูวีสามารถกรองรังสีนี้ได้
สรุปผลการศึกษา ในการทดลองในร่างกายพบว่า ปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่เข้าสู่บริเวณด้านจมูกของดวงตาเพิ่มขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาตอบสนองของผิวหนังบริเวณจมูก
รังสีอัลตราไวโอเลตใดๆ ที่ผ่านกระจกตาจะถูกดูดซับโดยเยื่อบุตา หรือส่งผ่านไปยังส่วนตาขาวผ่านทางเยื่อบุตา
คอนแทคเลนส์ไฮโดรเจลป้องกันรังสียูวีสามารถกำจัดแหล่งกำเนิดแสงยูวีเหล่านี้ได้
วัสดุและวิธีการ: ทฤษฎีการสะท้อนแสงได้รับการทดสอบในร่างกายจริง และมีการสร้างชุดเซนเซอร์รังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อเก็บตัวอย่างสนามแสงตกกระทบที่พื้นผิวตาหรือบริเวณใกล้เคียงกับส่วนที่สัมผัสกับแสง
ตามทฤษฎีการหักเหของแสง เซ็นเซอร์ที่ใช้หลักการสเปกโทรโฟโตมิเตอร์แบบใยแก้วนำแสงจะถูกวางไว้บนขอบเยื่อบุตาด้านจมูกเพื่อตรวจจับแสงที่ผ่านกระจกตาและกำหนดสเปกตรัมของแสงนั้น
อุปกรณ์ทดลองพิเศษสองชิ้นนี้-
ต่อไปนี้คือคำแนะนำสำหรับ UPS ครับ
ส่วนประกอบหลักของชุดเซ็นเซอร์สะท้อนแสงประกอบด้วยโฟโตไดโอด Texas Instrument TSL250 จำนวน 5 ตัว
เส้นโค้งการตอบสนองเชิงสเปกตรัมของโฟโตดีเทคเตอร์เหล่านี้ขยายไปถึง 300 นาโนเมตรในย่านรังสีอัลตราไวโอเลต (UVR) ซึ่งครอบคลุมทั้งย่าน UVA และส่วนหนึ่งของย่าน UVB
มุมระหว่างขอบเขตการมองเห็นและทิศทางตั้งฉากมีค่าประมาณ 60 องศา ดังนั้นจึงสามารถตรวจจับโฟตอนที่มีมุมตกกระทบหลากหลายได้
วงจรขยายสัญญาณที่มีความไวสูงและรวมอยู่ในตัว ให้สัญญาณเอาต์พุตสูง ช่วยให้ตรวจจับรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับต่ำได้
ชุดเซ็นเซอร์แต่ละชุดมีขนาด 5 ตารางมิลลิเมตร ดังนั้นจึงต้องติดตั้งห้าชุดเรียงกัน ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 25 มิลลิเมตร ซึ่งครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลางแนวนอนโดยเฉลี่ยของเนื้อเยื่อตาที่สัมผัสกับแสง
เซ็นเซอร์ทั้งห้าตัวนี้ติดตั้งอยู่บนกล่องพลาสติก ซึ่งโดยปกติจะวางไว้บนดวงตาเพื่อป้องกันระหว่างการผ่าตัดเปลือกตา เซ็นเซอร์ 1 และ 2 อยู่ทางด้านข้างของรูม่านตา เซ็นเซอร์ 3 อยู่เหนือรูม่านตาโดยตรง และเซ็นเซอร์ 4 และ 5 อยู่ทางด้านข้างของรูม่านตา ดังแสดงในรูปที่ 1
ดาวน์โหลดแผนภาพในแท็บใหม่ เปิดและดาวน์โหลดไฟล์ PowerPoint รูปที่ 1 แผงเซ็นเซอร์โฟโตไดโอด UVR ติดตั้งอยู่เหนือตาซ้าย เซ็นเซอร์ 1 อยู่ด้านขมับ เซ็นเซอร์ 5 อยู่ด้านจมูก
สัญญาณแรงดันไฟฟ้าแบบอนาล็อกที่ได้จากเซ็นเซอร์จะถูกแปลงเป็นดิจิทัลโดยโปรแกรม LabVIEW และจัดเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป เซ็นเซอร์ทั้งห้าตัวจะถูกอ่านค่าภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเซ็นเซอร์ที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของวัตถุได้อย่างมาก
โดยการบันทึกสัญญาณของเซ็นเซอร์แต่ละตัวในสภาพแวดล้อมที่มีแสงสม่ำเสมอ (โดยไม่มีวัตถุอยู่) และนำค่าเหล่านี้มาหารด้วยสัญญาณที่ได้เมื่อมีวัตถุอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม ก็จะสามารถคำนวณค่าการอ่านสัมพัทธ์ของเซ็นเซอร์ได้
เพื่อให้สภาพแวดล้อมการทดสอบมีความเสถียร กล่องไฟจึงถูกส่องสว่างด้วยแสงอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้และกระจายตัวอย่างคงที่ -
ได้มีการสร้างแหล่งกำเนิดแสงทังสเตนอินฟราเรดใกล้ขึ้นมา
เนื่องจากผนังด้านในของกล่องเป็นสีขาว วัตถุที่ทดสอบจึงอยู่ในสนามแสงแบบกระจายที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ ซึ่งคล้ายกับสนามแสงอาทิตย์แบบกระจาย
ตัวกรองความถี่ต่ำถูกใช้ติดตั้งด้านหน้าแหล่งกำเนิดแสงเพื่อจำกัดแสงให้อยู่ในช่วงสเปกตรัมที่ต้องการ
ส่วนประกอบหลักของเซ็นเซอร์วัดการหักเหของแสง กลุ่มของเซ็นเซอร์วัดการหักเหของแสง -
มองขึ้นไปตามที่แสดงในรูปที่ 2
มีการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบส่องไฟที่ได้รับการปรับปรุงแล้วในการติดตั้งเนื้องอกสองก้อนบนกระจกตา
ภาพจากใยแก้วนำแสงที่ป้อนเข้ามาจะปล่อยแสงตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงแสงที่มองเห็นได้
แหล่งกำเนิดแสงทังสเตนอินฟราเรดใกล้ถูกฉายไปที่กระจกตาในมุมประมาณ 30 องศาด้านหลังระนาบโคโรนัล
เส้นใยนำแสงขาออกจะตรวจจับแสงที่ปล่อยออกมาจากกระจกตาหรือสะท้อนจากส่วนตาขาวตามตำแหน่งสัมพัทธ์ของดวงตา
แสงที่ตรวจจับได้จะถูกส่งเข้าไปในระบบออปติคอลทางทะเล S2000 ซึ่งเป็นเครื่องสเปกโทรเมตรใยแก้วนำแสง โดยแสงจะกระจายไปทั่วอาร์เรย์ตัวตรวจจับ จากนั้นสัญญาณจะถูกอ่านและแปลงเป็นดิจิทัลโดยคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป
สเปกตรัมการส่งผ่านคำนวณโดยใช้สเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงเป็นตัวอ้างอิง เมื่อไม่มีวัตถุอยู่ สเปกตรัมจะถูกบันทึกไว้
แต่ละสเปกตรัมสามารถบันทึกได้ในเวลาประมาณ 20 มิลลิวินาที ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่ไม่จำเป็นซึ่งเกิดจากการเคลื่อนไหวของวัตถุทดสอบได้อย่างมาก
ดาวน์โหลดรูปภาพ (เปิดในแท็บใหม่เพื่อดาวน์โหลด PowerPoint รูปที่ 2 แผนภาพกลุ่มเซ็นเซอร์ดัชนีหักเห)
แสงจากเนื้องอกไฟโบรมาจะส่องสว่างกระจกตาชั่วคราวและหักเหไปยังเส้นใยรับแสง
เพื่อป้องกันไม่ให้รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านเข้าสู่ดวงตา จึงได้ใช้คอนแทคเลนส์ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตสองชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ Acuvue 2 (
เอตาฟิกัน (มีปริมาณน้ำ 58% ผลิตโดยวิสตาเคน)
รังสีอัลตราไวโอเลตที่แม่นยำ (
วาซูร์ฟิลคอน (มีปริมาณน้ำ 74%) (เวสลีย์ เจสเซน)
กำลังของเลนส์ใกล้ระนาบถูกเลือกเพื่อลดผลกระทบจากการหักเหของแสงของเลนส์
ผลการทดสอบพบว่า ชุดเซ็นเซอร์สะท้อนแสงถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบความสามารถในการทำงานซ้ำของอุปกรณ์บนแบบจำลองศีรษะมนุษย์ที่ทำจากโพลีสไตรีนสีขาว
อ่านค่าจากเซ็นเซอร์ในกล่องออปติคอลแบบไม่มีหัว และคำนวณการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความเข้มแสง
รูปที่ 3A แสดงการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความแรงของเซ็นเซอร์ทั้งห้าตัวบนหัวจำลอง โดยเฉลี่ยจากการทดลองหลายครั้งแยกกัน
เมื่อศีรษะปรากฏอยู่ เซ็นเซอร์ทั้งหมดจะแสดงค่าที่เพิ่มขึ้นสูงกว่าสัญญาณแสงโดยรอบ
เมื่อเปรียบเทียบกับเซนเซอร์อีกสี่ตัว สัญญาณจากเซนเซอร์ตัวที่ห้าซึ่งใช้หัวหุ่นจำลอง (ที่อยู่ด้านจมูก) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการกระเจิงและสะท้อนของแสงจากโครงสร้างใบหน้าด้านจมูกเพิ่มขึ้น
มีการวัดค่าที่คล้ายกันนี้ในกลุ่มตัวอย่าง 12 คน โดยในจำนวนนี้ 10 คนมีเซนเซอร์รับเสียงบริเวณจมูกที่ไวกว่าเซนเซอร์รับเสียงบริเวณด้านข้างลำตัว
แต่ละตัวอย่างได้รับการวัด 5 ครั้ง และค่าความคลาดเคลื่อนคำนวณจากค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ยของตัวอย่างทั้ง 5 ตัวอย่างจากแต่ละเซ็นเซอร์ (p)