Jialing houa,b, Chunmei Zeng*a,b, Haomo yuc aLekòl nan Optoelectronic Syans ak Jeni, Soochow University, Suzhou 215006, Lachin;bLaboratwa kle nan teknoloji avanse manifakti optik nan pwovens Jiangsu & Laboratwa kle nan teknoloji modèn optik nan Ministè Edikasyon nan Lachin, Inivèsite Soochow, Suzhou 215006, Lachin;
cSuzhou Mason Optical Co., Ltd., Suzhou 215007, Lachin * Korespondan otè: Chunmei _ zeng@suda.edu.cn
Abstrè
Yo nan lòd yo plis entwitif jije relasyon ki genyen ant prevansyon myopya ak efè kontwòl nan prevansyon myopya ak kontwòl linèt ankadreman ak paramèt yo microstructure nan linèt yo, papye sa a desine yon sifas microstructure etalaj linèt ki baze sou prensip la kontras, epi li sèvi ak relasyon ki genyen ant valè a MTF ak paramèt yo mikwostruktur yo etabli yon quantit. Rezilta yo konsepsyon montre ke nan ranje a siyal akseptab D 'nan je imen an, lantiy la sifas aparèy mikrostruktur ka fè limyè a pase nan microstructure a kapab konvèje ak imaj, ki anpil diminye kontras nan D' nan retin la. Lè yon sèten frekans espasyal nan seri a nan {{0}} ~ 43lp/mm chwazi, wotè vektè maksimòm mikrolens yo se nan ranje 0 ~ 10μm, ak wotè vektè maksimòm mikrolens yo ak valè MTF la. Se poutèt sa, se fòmil la anpirik nan wotè a vektè maksimòm ak valè MTF nan mikrolens yo nan lantiy la spektak etabli, epi li se analiz la quantitative nan paramèt yo mikrostruktur ak siyal kontras nan lantiy la spektak fini. Travay sa a ede designer nan lantiy kontwole kontwòl la kontras nan prevansyon myopya ak kontwòl plis presizyon nan paramèt yo microstructure. An menm tan an, nan analiz, li te jwenn ke nan ka a nan relativman ti pèt limyè, konpare ak mikrostruktur la esferik, mikrostruktur la sifas aparèy gen yon pi bon efè sou diminye kontras la, ki se pi itil diminye bon jan kalite a vizyèl ak ralanti devlopman nan myopya.
Mo kle: linèt ankadreman, prevansyon myopya ak kontwòl, etalaj microstructured, rapò kontras
1. Entwodiksyon
Selon rapò World Vision ki te pibliye pa, ganizasyon Mondyal Lasante, prèske 2.6 milya dola nan 7 milya moun nan mond lan te devlope myopya kòm yon maladi nan je fonksyonèl pa 2020 [1]. Li estime ke pa 2050, apeprè 5 milya dola moun atravè mond lan ap devlope myopya [2]-[3]. Kounye a, gen sitou mezi prevansyon ak kontwòl myopya tankou aktivite deyò, tretman dwòg ak entèvansyon optik [4]. Konpare ak difikilte pou la nan aktivite deyò, risk pou yo tretman dwòg, ak pri a chè nan lantiy kontak kornin, mete prevansyon myopya ak kontwòl ankadreman linèt kòm yon entèvansyon optik ki ka korije myopya ak anpeche devlopman nan myopya an menm tan an gen karakteristik sa yo nan sekirite, konfò, konvenyans, ak ekonomi. Se poutèt sa, pou pasyan myopya nan etap sa a, mete prevansyon myopya ak kontwòl ankadreman linèt se pi fasil aksepte pa pi pasyan yo ak fanmi yo. Kounye a, ka lantiy yo mikwo estriktire itilize reta nan grandisan nan myopya nan adolesan ka peded nan lantiy ki baze sou prensip la nan defocus myop oswa lantiy ki baze sou prensip la nan pi wo-lòd aberasyon.Lwa a ki baze sou prensip la nan defokan myop ap piti piti febli efè a ajisteman ak ekstansyon an mete. Lantiy la ki baze sou prensip la nan pi wo-lòd aberasyon gen sèten endirèk nan evalye efè a nan prevansyon myopya ak kontwòl. Li difisil dirèkteman quantifier relasyon ki genyen ant endikatè yo nan pi wo-lòd aberasyon ak paramèt yo microstructure nan lantiy la ak akimilasyon done aktyèl la. Sepandan, gen kèk prevansyon myopya ak linèt kontwòl ki fèt ki baze sou prensip la kontras. Se poutèt sa, li nesesè yo sèvi ak desen diferan nan plis konplètman diminye siyal la kontras entèvni nan devlopman nan myopya. An menm tan an, se prevansyon myopya ak efè kontwòl nan linèt yo chiffres yo nan lòd yo jwenn siyal la kontwòl myopya matche ak pasyan yo myopya plis presizyon ak byen vit.
2. Prensip kontras
Pandan pwosesis la nan gade objè, je a toujou ap eseye konsantre sou retin a yo nan lòd yo reyalize kontras maksimòm. Sepandan, pwen nan fokal nan limyè a ensidan alantou retin a nan je a nòmal oswa je a myopya mete linèt konvansyonèl myopya se dèyè retin a. Se poutèt sa, yo nan lòd yo jwenn kontras la maksimòm, je yo pral fè retin a eseye apwoche pwen an fokal nan limyè a ensidan, sa ki lakòz ogmantasyon nan longè a aksyal, ki mennen nan devlopman nan gradyèl nan myopya oswa grandisan nan myopya. Eksperyans sou devlopman nan myopya yo te montre ke ensidan an ak devlopman nan myopya yo deklannche pa retin siyal flou [5]-[9]. Siyal la kontras nan selil bipolè timoun yo se yon siyal nan kwasans je, ak rediksyon nan siyal kontras pral ralanti to kwasans lan nan je [10]. Kounye a, lantiy yo ki baze sou prensip la kontras sou mache a sitou konsidere lè l sèvi avèk ki pa Peye-transparan microstructures yo bloke pasaj la nan kèk limyè, konsa tankou diminye kontras la alantou lantiy yo. Sa a kalite metòd se relativman difisil a kantitativman evalye relasyon ki genyen ant prevansyon myopya ak efè kontwòl nan lantiy yo ak paramèt yo microstructure. Si se mikrostruktur la ak altène kourbur pozitif ak negatif ajoute nan lantiy la spektak, plis chanjman iregilye tankou dirèksyon oswa pergence nan limyè nan mikrostruktur la pral rive, ak D 'a pa ka convergé nan seri a akseptab D' nan je a ap manje nan men yo pa t 'ap manje nan tout moun ki pa gen okenn, ki ka fè fas a, kidonk yo ka jwenn m' yo ki pa gen okenn. reyalize. Se poutèt sa, papye sa a desine yon lantiy etalaj sifas aparèy ki baze sou prensip la nan kontras. Microlens yo itilize pou gaye limyè ensidan an, konsa pou redwi eksitasyon limyè ensidan an sou periferik retin lan, redwi kontras retin lan, epi reyalize efè anpeche kwasans aks je a.
3. Eyeglass Lens Design
3.1 Layout nan microstructure ak detèminasyon nan paramèt konsepsyon
Yo nan lòd yo asire estabilite nan dinamik bon jan kalite vizyèl ak asire ke kantite microlenses nan elèv la pa pral chanje anpil ak chanjman nan pozisyon nan lantiy la spektak, papye sa a chwazi mòd nan etalaj nan aranjman fèmen nan mikrostruktur, ki se zòn nan mikrostruktur se frison ki fèmen nan frison regilye, ak Lè sa a, flèch yo microstructure. Ranje [11] .Sa etalaj mikrostruktur la distribiye deyò zòn santral la vid nan sifas devan an nan lantiy la manman, ak dyamèt la nan zòn nan vid santral la se 6mm. Yo nan lòd yo fasilite diskisyon an nan etablisman an nan yon sistèm kowòdone rektangilè, se sant la optik nan sifas la devan nan lantiy la manman pran kòm orijin nan. De direksyon yo sou direksyon an radial nan lantiy la manman yo se aks-x la ak aks y nan sistèm nan kowòdone ki genyen twa dimansyon, ak z aks la nan sistèm nan kowòdone ki genyen twa dimansyon se sou direksyon an aks optik. Se zòn nan kontwòl ki gen yon dyamèt sou 25 mm ajoute nan sifas la devan nan lantiy la manman. View nan devan jwenn nan lantiy la spektak yo montre nan figi. 1, ak yon kadriyaj egzagòn regilye nan zòn nan kontwòl yo montre nan figi. 1. Yo nan lòd yo fè maksimòm jaden an Off-aks de vi konplètman kouvri yon kadriyaj regilye egzagonal, epi fè dyamèt la elèv yo chwazi nan je imen an nan seri a nan 2 ~ 3mm ak kondisyon lumières relativman bon, se dyamèt la elèv nan modèl la myopik chwazi kòm 2.8mm, ak jaden an plen de vi se 33 ⁰. Twa jaden yo nan vi yo mete nan 0 ⁰, 8 ⁰ ak 16.5 ⁰ respektivman, ak longèdonn yo itilize nan sistèm nan lantiy-je se 550 nm.
Figi 1. View devan nan lantiy linèt.
3.2 Kalkil paramèt lantiy manman ak konstriksyon nan je modèl myopya
Dapre kondisyon ki nan teknoloji a pwosesis, dyamèt la lantiy D mete a 60 mm, epesè nan sant nan lantiy la se 1.3 mm, ak fòm nan se yon lantiy menisk esferik, ki se pita yo rele lantiy la manman. Endèks la refraktif nan lantiy la résine chwazi se 1.56, ak nimewo a Abbe se 32. Dapre degre nan myopya - 3 d, se pouvwa a fokal nan sifas la devan nan lantiy la manman mete nan 2d, ak pouvwa a fokal nan sifas la tounen se - 5 d. Kidonk, yo ka kalkile reyon koub la nan devan ak dèyè sifas yo nan lantiy la manman dwe kalkile.
Yo te itilize je modèl estanda Liou a kòm estrikti inisyal la nan je modèl myop la. Lantiy manman an ki koresponn a koreksyon an nan ametropi myop te eleman nan devan je a modèl estanda Liou. Distans ki soti nan APEX nan sifas la posterior nan lantiy la nan APEX nan sifas la antérieure nan korn a te 12 mm. Dyamèt elèv la, longèdonn ak jaden de vi nan sistèm lan te mete dapre paramèt yo sistèm detèmine. Epesè vitreèn nan je modèl estanda Liou te itilize kòm yon varyab pou optimize je modèl ki koresponn a fòm myop la.
3.3 Modeling nan lantiy Eyeglass
Yo nan lòd yo kalkile paramèt yo estrikti optik nan sifas la aparèy, se wotè nan vektè somè nan parabòl la ak ouvèti anba mete nan 1μm (se wotè a vektè vektè nan parabòl la defini kòm distans ki genyen ant somè li yo ak pwen an entèseksyon nan somè a. Respektivman (wotè vektè maksimòm parabòl la defini kòm distans maksimòm ant tout pwen sou parabòl la ak pwen entèseksyon an nan somè liy nòmal la ak sifas la devan nan lantiy la manman), ak Lè sa a, se reyon an koub nan de parabòl la kalkile lè konbine nan ransèyman nan fri nan devan an nan sifas la nan fri. Paramèt yo estrikti optik nan microlens yo aparèy yo montre nan tablo 1. Pozisyon nan chak microlens ka kalkile dapre paramèt yo estrikti optik ak Layout nan etalaj la mikrostruktur, kòm byen ke kondisyon sa yo espesifik ki somè a nòmal nan mikrolens yo pwen nan sant la koub nan sifas la devan nan manman an lantiy. Mikrolens yo te ajoute nan sifas devan an lantiy manman an nan Zemax ranpli modèl la nan lantiy la.
Tablo 1. Wotè vektè maksimòm lan se 2μm paramèt estriktirèl optik
3.4 Simulation Imaging
Done yo nan je a modèl myop ajoute nan mòd nan sekans Zemax, epi li se eleman nan ki pa sekans eleman nan devan je a modèl. Se lantiy la etalaj mikrostruktur ki fèt nan eleman nan ki pa sekans pou simulation optik nan sistèm nan lantiy-je. Dyagram nan plas nan retin imen an ak devan li yo ak dèyè 1000μm ranje defocus yo montre nan Figi.2. Since only all the light of the maximum out-of-axis field of view passes through the microlens in the three fields of view of the microlens array glasses, the data of the radius of the diffuse spot with the above five maximum vector heights in the field of view are extracted and summarized in Table 2. At the same time, the average MTF value of the microstructure lens and the mother lens retina under the maximum out-of-axis field of view is Ranje soti, jan yo montre nan figi.3.
Tablo 2. Difize reyon tach nan linèt microstructure sifas aparèy anba maksimòm Off-aks jaden de vi.
e. H=10μm
Figi 2. Off Dyagram Kolòn Konsantre nan sistèm nan je lantiy ki koresponn a mikrostruktur la nan sifas la aparèy.
Figi 3. vle di valè MTF nan de direksyon.
4. Diskite
Li ka wè nan figi.2 ki limyè a nan etalaj la mikrolens fòme yon plas dispèsyon twoub nan ranje a siyal akseptab D 'nan je imen an, epi yo pa ka konvèje nan seri a defocus nan 1000μm anvan ak apre retin a, se konsa ke limyè a nan mikrostruktur la pa estimile ajisteman nan je imen oswa fonksyon adaptasyon nan fòm nan. An menm tan an, li kapab tou obsève nan Figi 3 ke koub la MTF nan jaden an maksimòm soti-of-aks nan vi diminye rapidman, ki tou verifye ke etalaj la mikrolens ap diminye kontras la nan D 'retin, se konsa ke grenn je pa pral grandi yo nan lòd yo jwenn kontras maksimòm, epi reyalize efè a nan inhibite kwasans lan nan aks nan je. Pa analize Tablo 2, li ka wè ke lè wotè vektè somè a nan microlens yo aparèy se konstan ak wotè a vektè maksimòm piti piti ogmante, plas la dispèsyon nan jaden an maksimòm Off-aks de vi ap ogmante, ak kontras ki koresponn lan ap tou diminye.
Li kapab tou obsève nan figi.3 ki nan jaden an maksimòm Off-aks de vi, lè frekans lan espasyal se nan seri a nan 0 ~ 43lp/mm, wotè a vektè maksimòm nan microlens yo sele piti piti ogmante, MTF an mwayèn nan lantiy-frekante a ap pi gwo a nan yon sèl nan yon sèl la nan ranje a nan yon sèl nan MTF la nan ranje a antiy la ap pi piti nan OREYE a. 0. Mwayèn MTF done yo ak wotè vektè maksimòm 2,4,6,8 ak 10μm yo ki nan lis nan tablo 3.
Tablo 3. vle di done MTF nan microlenses sifas aparèy ak wotè vektè diferan ak frekans.
Pou reprezante enpak la nan varyasyon nan maksimòm wotè vektè nan mikrolens yo sou kontras retin, yo te plizyè retou annaryè linear fèt sou done yo nan tablo 3 lè l sèvi avèk SPSS lojisyèl. Nan seri a frekans espasyal nan 0 ~ 43lp/mm, wotè vektè maksimòm H ak frekans espasyal f nan mikro yo sifas aparèy yo te itilize kòm varyab endepandan, ak valè an mwayèn MTF anba chak valè wotè vektè yo itilize kòm varyab la depandan etabli ekwasyon an. Rezilta yo nan plizyè analiz retou annaryè linear yo montre nan tablo 4.
Tablo 1. Rezilta nan plizyè analiz retou annaryè linear.
Baze sou done yo nan tablo 4, fòmil la anpirik nan wotè a vektè maksimòm nan microlens yo aparèy ak MTF an mwayèn nan frekans lan espesifye espasyal etabli:
Dapre tablo 4 ak fòmil (1), li ka wè ke koyefisyan korelasyon nan koub la Fitting pou done aktyèl la se 0. 939, ak valè a se pi gran pase 0. An menm tan an, ki soti nan fòmil la anpirik (1), li ka wè ke lè yon frekans espasyal nan seri a nan 0 ~ 43lp / mm se chwazi, wotè a vektè maksimòm nan mikro yo sifas aparèy ap afekte valè an mwayèn MTF nan frekans sa a espasyal. Lè wotè vektè maksimòm lan pi gwo, valè MTF an mwayèn ki pi piti, sa vle di, kontras retin lan pi ba. Li ka wè ke anba jaden an maksimòm Off-aks de vi nan seri sa a frekans, wotè a vektè maksimòm gen yon korelasyon linear negatif ak valè an mwayèn MTF nan yon sèten frekans espasyal, se sa ki, anba jaden an maksimòm Off-aks nan vi, wotè a vektè maksimòm nan microlens a gen yon korelasyon linear negatif ak kontras la retin. Pami yo, nan seri a frekans nan 0 ~ 15lp/mm, MTF diminye pi vit, ak nan menm tan an, MTF diminye tou dousman. Relasyon an quantitative ant paramèt yo estriktirèl nan microlens yo aparèy ak valè an mwayèn MTF bay yon baz pou pi bon konsepsyon nan linèt ki baze sou rediksyon kontras amelyore efè a nan prevansyon myopya ak kontwòl, epi yo ka bay nouvo fonksyonèl myopya prevansyon ak kontwòl pwodwi pou optometris.
Yo nan lòd yo konpare efè yo D 'nan sele ak esferik mikrostruktur lantiy etalaj anba relativman fèmen kondisyon pousantaj limyè pase, aparèy mikrostruktur etalaj ak yon somè vektè wotè nan 0. Anba jaden an maksimòm Off-aks de vi ak frekans lan espesifye espasyal (10lp / mm) yo, yo yo konpare ak valè an mwayèn MTF nan glas la manman an. Rezilta analiz yo yo montre nan tablo 5. Li ka jwenn ke nan simulation nan de linèt yo, limyè a pa tout rive nan avyon an imaj, ak pèt la limyè nan linèt yo esferik etalaj mikrostruktur se pi gwo; Dezyèmman, konpare ak lantiy la manman, MTF an mwayèn nan de linèt yo siyifikativman redwi, ak MTF an mwayèn nan sifas la aparèy se pi ba pase sa yo ki an sifas la esferik. Sa montre ke nan ka relativman ti pèt limyè, sifas la aparèy se pi bon pase sifas la esferik nan diminye kontras nan retin a, ki se pi plis fezab nan anpeche kwasans lan nan aks nan je.
Tablo 5. MTF ak limyè pousantaj pase nan lantiy-je sistèm.
5. Konklizyon
Saddle ki gen fòm microstructure etalaj linèt ki baze sou kontraksyon prensip itilize microlens yo gaye limyè a ensidan, kidonk diminye eksitasyon an nan limyè a ensidan nan periferik la nan retin a ak anpil diminye kontras nan retin a. An menm tan an, pa quantification relasyon ki genyen ant paramèt yo microstructure nan sifas la aparèy ak siyal la kontras, li te jwenn ke anba jaden an maksimòm Off-aks de vi, lè se yon frekans sèten chwazi nan seri a frekans espasyal nan {{2} ~ 43lp/mm, wotè a vele nan microlence a ak MTF la, yo ka antey la microl ak MTF la, yo ka antey la microl ak MTF la, yo ka antey la microl ak MTF la, ki gen rapò ak microl a microl ak MTF a, yo ka a nan microlence ak MTF la, ki gen rapò ak microlo a. se, anba kondisyon sa a, wotè vektè maksimòm mikrolens yo ak kontras D 'nan retin a montre yon relasyon korelasyon linear negatif. Relasyon sa a quantitative bay yon baz pou konsepsyon an nan kontwòl pi egzat nan règleman an kontras nan prevansyon myopya ak linèt kontwòl, epi li se posib yo bay optometris ak nouvo ak pi bon fonksyonèl myopya prevansyon ak pwodwi kontwòl. Pa konpare ak mikrostruktur esferik la anba kondisyon an nan pèt limyè ki ba, li te jwenn ke mikrostruktur la sifas aparèy se pi enpòtan nan febli kontras la retin, ki se pi plis itil yo ralanti devlopman nan myopya.
Referans
[1] Rapò vizyèl Mondyal la. Geneva: Organizationganizasyon Mondyal Lasante. 2 0 20, Akò Lisans: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. Proc. nan Spie Vol. 13254 132541 p -6
[2] Holden BA, et al. Prévalence mondyal nan myopya ak myopya segondè ak tandans tanporèl soti nan 2000 jiska 2050 [J]. Oftalmoloji, 2016, 123 (5): 1036-1042.
[3] Morgan Ig, Matsui Ko, epi li te wè Sm. Myopya [J]. Lancet, 2012, 379 (9827): 1739-1748.
[4] Walline JJ, et al. Entèvansyon pou ralanti pwogresyon nan myopya nan timoun [J]. Cochrane baz done Syst Rev, 2011 (12): CD004916.
[5] Feng Jiaojiao, Song Jike, Bi Hongsheng. Pwogrè rechèch sou mekanis règleman retin nan fòm privasyon myopya [J]. Dènye davans nan oftalmoloji, 2023, 43 (09): 736-741.
[6] Brown DM, Mazade R, Clarkson-Townsend D, et al. Chemen kandida pou retin nan siyal scleral nan kwasans je refraktif [J]. Exp Eye Res, 2022, 219: 109071.
[7] Logan NS, Radhakrishnan H, Cruickshank FE, et al. Aranjman IMI ak vizyon binokilè nan devlopman myopya ak pwogresyon [J]. Envesti Ophthalmol Vis Sci. 2021; 62 (5): 4.
[8] Chakraborty R, Ostrin LA, Benavente-Perez A, et al. Mekanism optik ki regle emmetropisation ak refraktif RRORS erè: prèv ki soti nan modèl bèt [J]. Clin Exp Optom, 2020, 103 (1): 55-67.
[9] Huang J, Hung LF, Smith E L. Efè ablasyon foveal sou modèl la nan periferik erè refraktif nan nòmal ak fòm-prive tibebe tibebe rhesus (Macaca mulatta) [J]. Envestigasyon oftalmoloji & Syans Visual, 2011, 52 (9): 6428-6434.
[10] Neitz M, Wagner-Schuman M, Rowlan JS, et al. Insight soti nan opnilw jèn haplotypes nan kòz la ak prevansyon nan myopya [J]. Jèn (Basel), 2022, 13 (6): 942.
[11] Zeng Chunmei, Hou Jialing, Yu Haomo, et al. Yon lantiy linèt mikrostruktur ak metòd konsepsyon li yo [P]. ZL202311219214.3.
[12] Zhang Yimo aplike optik [M] elektwonik Industry Press, 2015: 579-581.