Intraocular lens based vision simulator using computational holographic displays
Holografik ekran kullanan intraoküler lens temelli görüntü simülatörü
- Tez No: 836631
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ÜREY, PROF. DR. AFSUN ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Katarakt, yaşlanma, travma vb. nedenlerle kristalin lens yapısının bulanıklığının tanımlandığı bir durumdur. Dünyada en yaygın önlenebilir göz hastalıklarından biridir. Tek tedavi cerrahidir. Cerrahi sırasında kataraktlı lens çıkarılır ve yapay bir göz içi lens göze yerleştirilir. Katarakt cerrahisi sonrası hastaları tamamen gözlüksüz yapabilmek için göz içi lenslerinin optik özelliklerini ve derinlik odaklarını geliştirmeye yönelik sürekli bir araştırma çabası vardır. Bununla birlikte, cerrahi öncesinde kataraktlı bir lensin görüşünü modellemek ve çeşitli göz içi lens seçeneklerini göstermek hem önemli zorluklardır. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde, farklı göz içi lensi seçeneklerinin performansını değerlendirmek için bir göz modeli geliştirdik. Ayrıca, göz modelinin sonuçlarını, cerrahi öncesi hastaların gözündeki sonucu tahmin etmek için grubumuzda geliştirilen özel bir holografik görüş simülatöründe kullandık. Klinik değerlendirmelerde, sayısal olarak programlanabilir çıkış gözbebekleri üretebilen ve aynı anda farklı derinliklerde içerik gösterebilen tek teknoloji olan bir hesaplamalı holografik ekranı kullandık. Yapay göz modelimiz, farklı göz içi lenslerinin optik performansını ve nokta yayılım fonksiyonlarını değerlendirmek için kullanıldı. Bu nokta yayılım fonksiyonları daha sonra özel holografik görüş simülatörümüzde göstermek üzere faz hologramlarını hesaplamak için kullanıldı. Standartlaştırılmış bir çözünürlük hedefi ve LED kullanarak nokta ışık kaynağı aydınlatması kullanarak üç farklı göz içi lensi karakterize ettik. Monofokal, bifokal ve trifokal göz içi lensler sırasıyla %5, %42 ve %45 kontrast azalması ve 8% modülasyon transfer fonksiyonu kriterlerine göre 35 cm'de sırasıyla 4,49, 4,00 ve 4,00 lp/mm çözünürlük sınırı gösterdi. Monofokal göz içi lensler en iyi çözünürlüğe ve kontrasta sahipti. Çok odaklı lensler, parlak ışık kaynaklarının etrafında hale ve parlamalar gibi belirgin fotik fenomenler üretti ve bu da kontrastı ve çözünürlüğü azalttı. Sonuçlarımızı literatürle karşılaştırdık ve göz içi lenslerin görüş fonksiyonlarının cerrahi öncesi bir holografik ekran kullanılarak başarılı bir şekilde model ve simüle edilebileceğini doğruladık. Araştırmanın ikinci bölümünde, göz modelimizi kullanarak ve içinde ilerleyici opasifikasyon seviyeleri olan bir kataraktlı lens simülatörü geliştirdik, bu opasifikasyon, göz içi lens yüzeylerine geri dönüştürülebilir bir kimyasal işlem uygulayarak elde edildi. Lens tamamen veya kısmen asetonda daldırıldıktan sonra, lensin distile su içinde test edilmesi sırasında opasifikasyon seviyesinde dakikalar içinde ilerleyici bir değişiklik meydana gelir. Modülasyon transfer fonksiyonu eğrilerini, iletimi ve farklı opasifikasyon seviyelerinde spektroskopik ölçümleri alarak görüş kalitesini nesnel olarak ölçtük. IOL'ler üzerinde değişken opasifikasyon simüle ederek, programlanabilir küçük çıkış gözbebekleri olan bir holografik ekran sisteminde yoğunluğu azdan yoğuna doğru nasıl değiştiğini test ettik. Tüm sonuçlar, doğal opasifikasyonun neden olduğu beklenen görüş bozulması ile uyumluydu
Özet (Çeviri)
Cataract is defined as the cloudiness of the crystalline lens structure due to aging, trauma, etc. It is one of the most common preventable eye diseases in the world. The only treatment is surgery. During the surgery, the cataractous lens is removed and an artificial intraocular lens is implanted into the eye. There is an ongoing research effort to improve intraocular lens optical characteristics and depth-of-field to make patients totally spectacle-free after cataract surgery. However, modeling the vision through a cataractous lens and demonstrating various intraocular lens options before surgery are both significant challenges. In the first part of this thesis research, we developed an eye model to assess the performance of different intraocular lens options. Furthermore, we used the results of the eye model in a custom holographic vision simulator developed in our group to predict the postoperative vision of patients before surgery. In the clinical assessments, we employed a computational holographic display as it is the only technology that can generate digitally programmable exit pupils and simultaneously display content at different depths. Our artificial eye model was used to evaluate the optical performance and the point spread functions of different intraocular lenses. Those PSFs were then used to compute phase holograms to display on our custom holographic vision simulator. We characterized three different intraocular lenses using a standardized resolution target and point light source illumination using an light emitting diode. Monofocal, bifocal, and trifocal intraocular lenses exhibited a contrast decrease of 5%, 42%, and 45% and a resolution limit of 4.49, 4.00, and 4.00 lp/mm at 35cm (using 8% modulation transfer function criteria), respectively. Monofocal intraocular lenses had the best resolution and contrast. The multifocal lenses produced prominent photic phenomena such as halos and glare around bright light sources, reducing contrast and resolution. We compared our results with the literature and confirmed that the visual functions of intraocular lenses could be successfully modeled and simulated using a holographic display before surgery. In the second part of this research, we used our eye model and developed a cataractous lens simulator for progressive levels of opacification, which is achieved by applying a reversible chemical procedure on the intraocular lens surfaces. After the lens is fully or partially immersed in acetone, subsequent testing of the lens in distilled water results in a progressive change in opacification level within minutes. We objectively measured the quality of vision by obtaining modulation transfer function curves, transmission, and spectroscopic measurements at different opacification levels. By simulating variable opacification across the IOLs, we tested how vision changes from less dense to more dense cataractous regions in a holographic display system with programmable small exit pupils. All results were consistent with the expected vision degradation caused by natural opacification.
Benzer Tezler
- Yaşa bağlı makula dejeneresansı olgularında 'IOL-vıp revolution' teleskopik intraokuler lens implantasyonu sonuçları
The efficacy of Iol-vip revolution' telescopic intraocular lens implantation in age-related macular degeneration cases with senile cataract
MEDİNE YILMAZ DAĞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
Göz HastalıklarıEge ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ AFRASHİ
- Multifokal ve monofokal göz içi lens implante edilen hastalarda fiksasyon stabilitesinin ve retina duyarlılığının mikroperimetri ile değerlendirilmesi
Evaluation of stability and retinal sensitivity by micropeimetry in a paients with multifocal and monofokal intraocular lenses implanted
YASİN ÇİFTÇİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Göz HastalıklarıBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ELBAY
- Katarakt cerrahisinin yaşam kalitesi ve maliyet sonuçlarının değerlendirilmesi
Evaluation of quality of life and cost outcomes of cataract surgery
DEMET GÖKMEN KAVAK
Doktora
Türkçe
2021
Sağlık Kurumları YönetimiAnkara ÜniversitesiSağlık Kurumları Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN AKBULUT
- Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri
Interactions of shaped laser beams with highly scattering media
TANSU ERSOY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Çocuklarda lens ektopisi cerrahisi
Surgery of ectopia lentis in childeren
SADIK GÖRKEM ÇEVİK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Göz HastalıklarıUludağ ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ÖZMEN