Зменшення фотичних феноменів і фонового засвічення сітківки при використанні інтраокулярної лінзи

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПоліщук, О. С.
dc.contributor.authorКозяр, В. В.
dc.contributor.authorЖабоєдов, Д. Г.
dc.date.accessioned2021-04-19T20:15:05Z
dc.date.available2021-04-19T20:15:05Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. After implantation of monofocal intraocular lenses (IOLs), the risk of developing light phenomena is 9%, and after implantation of multifocal IOLs the one is 41%. These effects not only cause discomfort, but also poor image quality. The existing IOLs have a number of deficiencies that cause different types of photic phenomena. Objective. The aim of the work is optical calculation and simulation of the parameters that an IOL should have in order to reduce photic phenomena and retinal background illumination while increasing the transmission contrast. We also are aimed to design a new IOL on the basis of the results obtained. Methods. To calculate the reflected rays, we used the Snell–Descartes law, according to which we obtained the value of the critical angle for a hydrophobic acrylic IOL with the refractive index of 1.55 at the wavelength of λ = 0.55 μm. This is consistent with aqueous humor, the refractive index of which is 1.33. The calculation of the transmitted light loss was determined by Fresnel reflection coefficient. We handled with optical system in which the aperture diaphragm fulfilled the role of a pupil. Using the Zemax 13 software environment, we simulated ray path for a human eye, the sagittal axis of which is 28 mm at different height of IOL placement. We applied the results obtained to design a new IOL in the SolidWorks environment. Results. The calculations made it possible to identify the shortcomings of modern IOLs and methods for their elimination. It was found that in order to reduce the risk of photic phenomena and, as a result, of increasing luminous transmission, an IOL should be placed at a distance of at least 4 mm from the iris. It should contain two or more optical layers, the refractive index of which changes towards the center of the lens, and have the surface roughness of 35 nm. Based on the calculations, we carried out simulation in the Zemax 13 environment, which confirmed their veracity. When simulated with these parameters, the standard deviation of an image fell completely within the Airy disk, which has a size of 3.598 μm with an image size of 2.972 μm. Thus, the optical system is considered diffraction limited and no further optical optimizations are possible. Using the Solidworks software and the results obtained, we proposed the proprietary IOL model called "NVision OP". This IOL has an optical part thickness of 1 mm with a diameter of 5 mm. In general, the hollow, volume-replacing IOL with a coating has a diameter of 10 mm and a thickness of 5 mm, the thickness of the coating is 150 μm. Conclusions. The study revealed a number of factors that require improvement and elimination to prevent the occurrence of various types of photic effects. These include: lens surface roughness, IOL refractive power, shape, lens edge thickness, depth of IOL implantation into an eye, phacodonesis and lens displacement, aperture diaphragm diameter. After data optimization, according to the calculated results, we carried out the simulation in the Zemax 13 and Solidworks environments. On the basis of this simulation we proposed the model of an intraocular lens "NVision OP"; the photic effects namely arcs, flare, flashes, glare and halo are eliminated as much as possible. The hollow, volume-replacing IOL "NVision OP" has elements on its coat that allow to use the suture fixation, which prevents the dislocation of the IOL. For the implantation of the proposed IOL "NVision OP", it is recommended to use a viscoelastic and the Alcon injector with the cartridge B. Due to the fact that the shape of the IOL corresponds to the native human lens, the lens is located in the place of the phacoemulsified substance, and the implantation does not take much time.uk
dc.description.abstractruПроблематика. После имплантации монофокальных интраокулярных линз (ИОЛ) риск развития световых явлений составляет 9 %, после имплантации мультифокальных ИОЛ – 41 %. Эти эффекты не только создают дискомфорт, но и ухудшают качество получаемого изображения. Существующие ИОЛ имеют ряд недостатков, которые вызывают разного типа фотические феномены. Цель. Оптический расчет и моделирование параметров, которыми должна обладать ИОЛ, для уменьшения фотических феноменов и фоновой засветки сетчатки с повышением контрастности передачи. Создание на основе полученных результатов ИОЛ новой конструкции. Методика реализации. Для расчета отраженных лучей применен закон Снеллиуса–Декарта, согласно которому получено значение критического угла для гидрофобной акриловой ИОЛ с показателем преломления 1,55 при длине волны λ = 0,55 мкм, что граничит с водянистой влагой, показатель преломления которой составляет 1,33. Расчет потерь передаваемого света определялся на основе коэффициента френелевского отражения. Принята оптическая система, в которой апертурная диафрагма играла роль зрачка. С помощью программной среды Zemax 13 смоделирован ход лучей для глаза человека, сагиттальная ось которого составляет 28 мм, при разной глубине размещения ИОЛ. Полученные результаты применены для разработки новой ИОЛ в среде SolidWorks. Результаты. Проведенные расчеты позволили выявить недостатки современных ИОЛ и методы их устранения. Установлено, что для уменьшения риска появления фотических феноменов и, как следствие, повышения светопередачи ИОЛ должна размещаться на расстоянии от радужной оболочки не менее 4 мм, иметь в себе два и более оптических слоя, показатель преломления которых изменяется в направлении к центру линзы, и шероховатость поверхности 35 нм. На основе расчетов осуществлено моделирование в среде Zemax 13, что подтвердило их достовреность. При моделировании с этими параметрами среднее квадратическое отклонение изображения полностью попало в пределы диска Эйри, имеющего размер 3,598 мкм при величине изображения 2,972 мкм. Таким образом, оптическая система считается дифракционно ограниченной, и дальнейшие оптические оптимизации невозможны. С применением программного пакета Solidworks и полученных результатов предложена собственная модель ИОЛ под названием “NVision OP”, которая имеет толщину оптической части 1 мм с диаметром 5 мм. В целом полая, объемозамещающая ИОЛ с оболочкой имеет диаметр 10 мм и толщину 5 мм, толщина оболочки составляет 150 мкм. Выводы. Исследование выявило ряд факторов, которые требуют совершенствования и устранения для предупреждения возникновения фотических эффектов различного типа. К ним относятся: шероховатость поверхности линзы, величина преломляющей силы ИОЛ, форма, толщина края линзы, глубина имплантации ИОЛ в глазу, факодонез и смещение линзы, диаметр апертурной диафрагмы. После оптимизации данных, согласно расчетных результатов, проведено моделирование в средах Zemax 13 и Solidworks. На основе этого предложена модель ИОЛ “NVision OP”; фотические эффекты, а именно arcs, flare, flashes, glare и halo, максимально устранены. Полая, объемозамещающая ИОЛ "NVision OP" имеет на оболочке элементы, позволяющие использовать шовную фиксацию, которая предупреждает ее дислокацию. Для имплантации предложенной ИОЛ “NVision OP” рекомендуется использовать вискоэластик и инжектор фирмы Alcon с картриджем В. Благодаря форме ИОЛ, которая соответствует нативному хрусталику человека, линза располагается на место факоэмульсифицированого вещества, при этом имплантация не занимает много времени.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Після імплантації монофокальних інтраокулярних лінз (ІОЛ) ризик розвитку світлових явищ становить 9 %, після імплантації мультифокальних ІОЛ – 41 %. Ці ефекти не тільки створюють дискомфорт, а й погіршують якість отриманого зображення. Існуючі ІОЛ мають низку недоліків, які викликають різного типу фотичні феномени. Мета. Оптичний розрахунок і моделювання параметрів, які повинна мати ІОЛ, задля зменшення фотичних феноменів і фонового засвічення сітківки з підвищенням контрастності передачі. Створення на основі отриманих результатів ІОЛ нової конструкції. Методика реалізації. Для розрахунку відбитих променів використано закон Снеліуса–Декарта, згідно з яким отримано значення критичного кута для гідрофобної акрилової ІОЛ із показником заломлення 1,55 за довжини хвилі λ = 0,55 мкм, що межує з водянистою вологою, показник заломлення якої 1,33. Розрахунок втрат переданого світла визначався на основі коефіцієнта френелівського відбиття. Взято оптичну систему, в якій апертурна діафрагма відігравала роль зіниці. За допомогою програмного середовища Zemax 13 змодельовано хід променів для ока людини, сагітальна вісь якого становить28 мм, за різної глибини розміщення ІОЛ. Отримані результати застосовано для розробки нової ІОЛ в середовищі SolidWorks. Результати. Проведені розрахунки дали змогу виявити недоліки сучасних ІОЛ і методи їх усунення. Встановлено, що для зменшення ризику появи фотичних феноменів і, як наслідок, підвищення світлопередачі ІОЛ повинна розміщуватись на відстані від райдужної оболонки не менше ніж 4 мм, мати в собі два і більше оптичних шари, показник заломлення яких змінюється в напрямку до центра лінзи, та шорсткість поверхні 35 нм. На основі розрахунків здійснено моделювання в середовищі Zemax 13, що підтвердило їх достовірність. При моделюванні з цими параметрами середнє квадратичне відхилення зображення повністю потрапило в межі диска Ейрі, що має розмір 3,598 мкм за величини зображення 2,972 мкм. Таким чином, оптична система вважається дифракційно обмеженою, і подальші оптичні оптимізації неможливі. Із застосуванням програмного пакета Solidworks й отриманих результатів запропоновано власну модель ІОЛ під назвою “NVision OP”, розміри якої відповідають розмірам нативного кришталика. ІОЛ має товщину оптичної частини 1 мм з діаметром 5 мм. У цілому пустотіла, об’ємозамінна ІОЛ з оболонкою має діаметр 10 мм і товщину 5 мм, товщина оболонки становить 150 мкм. Висновки. Дослідження виявило низку чинників, які потребують удосконалення та усунення для попередження виникнення фотичних ефектів різного типу. До них відносяться: шорсткість поверхні лінзи, величина заломлюючої сили ІОЛ, форма, товщина краю лінзи, глибина імплантації ІОЛ в оці, факодонез та зміщення лінзи, діаметр апертурної діафрагми. Після оптимізації даних, згідно з розрахунковими результатами, проведено моделювання в середовищах Zemax 13 та Solidworks. На основі цього запропоновано модель ІОЛ NVision OP; фотичні ефекти, а саме, arcs, flare, flashes, glare і halo, максимально усунені. Пустотіла, об’ємозамінна ІОЛ NVision OP має на оболонці елементи, що уможливлюють шовну фіксацію, яка попереджує її дислокацію. Для імплантації запропонованої ІОЛ NVision OP рекомендується використовувати віскоеластик та інжектор фірми Alcon із картриджем В. Завдяки формі ІОЛ, яка відповідає нативному кришталику людини, лінза розміщується на місці факоемульсифікованої речовини, а сама імплантація не займає багато часу.uk
dc.format.pagerangeС. 199-210uk
dc.identifier.citationПоліщук, О. С. Зменшення фотичних феноменів і фонового засвічення сітківки при використанні інтраокулярної лінзи / О. С. Поліщук, В. В. Козяр, Д. Г. Жабоєдов // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2020. – Vol. 4, No. 4. – Pp. 199–210. – Bibliogr.: 27 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.4.214806
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40683
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.sourceInnovative Biosystems and Bioengineering : international scientific e-journal, 2020, Vol. 4, No. 4uk
dc.subjectінтраокулярна лінзаuk
dc.subjectкришталик окаuk
dc.subjectградієнтна оптикаuk
dc.subjectZemaxuk
dc.subjectSolidWorksuk
dc.subjectфренелівське відбиттяuk
dc.subjectintraocular lensuk
dc.subjectcrystalline lensuk
dc.subjectgradient opticsuk
dc.subjectFresnel reflectionsuk
dc.subjectинтраокулярная линзаuk
dc.subjectхрусталик глазаuk
dc.subjectградиентная оптикаuk
dc.subjectфренелевское отражениеuk
dc.subject.udc617.741:617.7-76:617.7-77:681.7.066.224uk
dc.titleЗменшення фотичних феноменів і фонового засвічення сітківки при використанні інтраокулярної лінзиuk
dc.title.alternativeReducing Photic Phenomena and Retinal Background Illumination by Using an Intraocular Lensuk
dc.title.alternativeУменьшение фотических феноменов и фоновой засветки сетчатки при использовании интраокулярной линзыuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
IBB2020.4.4_04.pdf
Розмір:
1.51 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 4, No. 4