Light scatter in eye and its impact on vision
Authors: Sahin Onurcan 
Published: September 2021

Εισαγωγή. Στη διαδικασία της εξέλιξης η όραση ίσως αποτελεί την πιο θεμελιώδη και ταυτόχρονα την πιο σύνθετη ανθρώπινη αίσθηση. Παρόλο που o συνολικός τρόπος λειτουργία της όρασης δεν έχει πλήρως κατανοηθεί, υπάρχουν κάποιοι σημαντικοί παράγοντες οι οποίοι συμβάλουν σε αυτή. Τα οπτικά του αφθαλμού, ο αμφιβληστροειδής ο οπτικός φλοιός και οι ανώτερες εγκεφαλικές λειτουργίες της όρασης θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως μια ενιαία δομή κατά την αξιολόγηση της όρασης. Η αλληλεπίδραση της φωτεινής ακτινοβολίας με τις δομές του οφθαλμού είναι που καθορίζει την ποιότητα του οπτικού ειδώλου στον αμφιβληστροειδή, και παίζει καθοριστικό ρόλο στην απόδοση της όρασης.Υπάρχουν δυο διακριτοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της φωτεινής ακτινοβολίας και του οφθαλμού. Ο πρώτος μηχανισμός είναι η οπτική αλληλεπίδραση και η οποία αναφέρετε ως οι οπτικές ιδιότητες του οφθαλμού, και ο δεύτερος είναι η αλληλεπίδραση του φωτός με το υλικό κατασκευής του οφθαλμού στο οποίο αναφερόμαστε σαν ιδιότητες του υλικού του οφθαλμού. Είναι σημαντική η κατανόηση της διαφορετικής συνισφοράς των δύο αυτών μηχανισμών στην όραση. Για την καλή απόδοση του οπτικού συστήματος ή αλλιώς η δημιουργεία ευκρινούς αμφιβληστροειδικού ειδώλου είναι εξίσου σημαντικό τόσο η βέλτιστη διάθλαση όσο και και η καλή διαφάνεια των οπτικών μέσων στη διαδρομή μέχρι τον αμφιβληστροειδή.Το πλύθος των ανωμαλιών ή ατελειών στη δομή του οφθαλμού είχουν ως αποτέλεσμα την επαγωγή σκέδασης στον οφθαλμό. Παρόλο που η ενδοφθάλμια σκέδαση παρατηρείται συστηματικά για αρκετά χρόνια κατά την κλινική εφαρμογή, η γνώση και η κατανόηση της ως προς την επίδραση της στην όραση δεν είναι τόσο καλή όσο η κατανόηση της διάθλασης και των εκτροπών. Επομένως η πλήρης μελέτη της όρασης θα είναι εφικτή με την κατανόηση της ενδοφθάλμιας σκέδασης. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι ανάπτυξη οπτικής συσκευής για την μέτρηση της εμπρόσθιας ενδοφθάλμιας σκέδασης με τη μέθοδο της διπλής διέλευσης, παράλληλα παρατίθενται και τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Τα επιμέρους κεφάλαια εστιάζουν σε διάφορες μελέτες για τη μέτρηση, την ποσοτικοποίηση και την κατανόηση του φαινομένου της σκέδασης.Μέθοδοι Η επιβεβαίωση της αρχής της έννοιας για την συσκευής, η επαναληψιμότητα, και η λειτουργία της έχουν εξεταστεί τόσο μέσω πειραματικών διατάξεων όσο και σε κλινικές συνθήκες. Τα πρώτα πειράματα πραγματοποιήθηκαν με την χρήση τεχνητού οφθαλμού και συστήματος φακών των οποιων οι οπτικές ιδίοτητες είχαν οριστεί από προηγούμενες μελέτες. Η διαφορά στην σκέδαση για τον τεχνητό οφθαλμό αξιολογήθηκε από διαφορετικούς σκληρούς φακούς επαφής οι οποίοι εισήγαγαν διαφορετικό ποσό σκέδασης.Η δεύτερη μελέτη πραγματοποιήθηκε επίσης με τεχνητό οφθαλμό και σε αυτήν καθορίστηκε η επίδραση του διαθλαστικού σφάλματος στις μετρήσεις. Η συλλογή των μετρήσεων έγινε με την μετακίνηση του αμφιβληστροειδή αυξάνοντας την μυωπία ή την υπερμετρωπία. Επιπλέον έχει εξεταστεί η επαναληψιμότητα και η επίδραση της αξονικής ευθυγράμμισης της κόρης της κάμερας με διαδοχικές μετρήσεις από διαφορετικές αξονικές θέσεις υγιών οφθαλμών.Στην τρίτη μελέτη αξιολογήθηκε η διαφορά στην σκέδαση μεταξύ υγειών οφθαλμών και της επίδρασης που είχε στην όρασή τους, με την προσθήκη διαφορετικών φίλτρων διάχυσης τα οποία αύξαναν την σκέδαση. Η αξιολόγιση έγινε με χρήση φακών αλλά και χωρίς.Οι τελικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν σε κλινικές συνθήκες με τη συμμετοχή υγιών οφθαλμών αλλά και καταρρακτικούς οφθαλμών. Σε αυτές τις μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί οπτικές και ψυχοφυσικές μετρήσεις καθώς επίσης και και η μέθοδος βαθμονόμησης LOCS |||. Επιπλέον έγινε αξιολόγηση της συσχέτισης μεταξύ των δυο μεθόδων μέτρησης της ενδοφθάλμιας σκέδασης και της μεθόδου βαθμονόμησης LOCS |||.Αποτελέσματα Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι το σύστημα που αναπτύχθηκε είναι ικανό να εντοπίζει την ποσότητα της σκέδασης μεταξύ διαφορετικών σκεδαστών. Επίσης έδειξαν την ικανότητά του να εντοπίζει και να ποσοτικοποιεί την σκέδαση στον ανθρώπινο οφθαλμό ενώ είναι οι μετρήσεις δεν επηρεάζονται από διαθλαστικά σφάλματα μικρότερα από 5D. Οι οπτικές και ψυχοφυσικές μετρήσεις από τις δύο κλινικές μελέτες έδειξαν συσχέτιση 80.3% και 84.4% (p < 0.01) αντίστοιχα. Επίσης οι ψυχοφυσικές και οι οπτικές μετρήσεις έδειξαν 0.17 και 0.16 στατιστικά σημαντική διαφορά (P < 0.001). Επιπλέον ανάλυση Bland-Altman επιβεβαίωσε ότι η απόκλιση ήταν στατιστικά σημαντική. Η ανάλυση των μετρήσεων μεταξύ των διαφορετικών ομάδων καταρρακτικών ασθενών έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ όλων των ομάδων (P < 0.004). Συμπεράσματα Η ανάπτυξη της καινοτόμου αυτής συσκευής, η οποία περιγράφεται στην παρούσα διατριβή, αποτελεί εξέλιξη για την κλινική εφαρμογή πέραν από τη εκτροπές και τις ανακλάσεις. Εκτός από τις υποκειμενικές μεθόδους βαθμονόμησης του καταρράκτη, η μέθοδος που περιγράφεται εδώ παρέχει γρήγορη, ευαίσθητη και σημαντική πληροφορία για την δράση της εμπροσθοσκέδασης. Η συσκευή αυτή θα μπορούσε να είναι το επόμενο βήμα στην κλινική εφαρμογή μια αντικειμενική μέθοδος μέτρησης των υλικών ιδιοτήτων του οφθαλμού.