Transcript Document

Verblinding en Strooilicht
Tom van den Berg, natuurkundige
Netherlands Institute for Neuroscience
Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences
[email protected]
www.nin.nl
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
1
Web search “glare pilots” maandag 30 sept 2013, 1.080.000 hits
Hits 1, 2, 4, 5
Hit 1: vliegen tegen de zon in
Verblinding veroorzaakt vliegtuigcrash
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
2
Hit 2: zichtbaarheid in de kockpit
Verblinding maakt ipad onleesbaar
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
3
Hit 4: verblinding veroorzaakt vermoeidheid
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
4
Hit 5 verblinding door lasers
Als strijdmiddel
En “recreatief”
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
5
Flight simulator onderzoek naar verblinding door laser
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
6
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
7
Remedie erger dan de kwaal?
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
8
EASA keuringseis:
verblindingsgevoeligheid “normaal”
Hoe daar invulling aan te geven?
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
9
Het Probleem
Everybody experiences a spreading of light around bright light sources.
It deteriorates vision, because contrast is lost.
To what extent?
The seeming luminosity of the light spreading.
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
10
Historisch verblinding = strooilicht
• Holladay (1926), Stiles (1928-29), Crawford (1936) Dispute on
neuronal versus optical nature of glare decided in favor of the
optical nature. This is now generally accepted.
• International Standards Committee (CIE) decided to identify
disability Glare = Retinal Straylight since disability glare can so
fully be understood on the basis of straylight.
• Studies have identified the light scattering processes in the eye
that lead to retinal straylight
• Vos and Van den Berg 1999. CIE standards report giving
equations for disability glare (=straylight) for age-normals.
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
11
Strooilicht is van optische oorsprong,
veroorzaakt door lichtverstrooiing in het oog
door onzuiverheden/troebelingen (soort mist)
Spleetlampbeelden
jong en oud oog
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
12
Strooilicht
en de “punt-spreid-functie”
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
13
2 effecten van media verstoring
lichtspreiding over grote hoekafstanden (strooilicht)
en
over kleine hoeken (brekingsfouten, gezichtsscherpte)
aberrometry
double pass
20’
2°
5mm pupil
24°
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
14
Point Spread Function (PSF)
CIE 1999 standard
Visual acuity
1 min of arc
=> 0.02º
Contrast sensitivity
18..3 cycl/degree
=> 0.06..0.33º
Straylight
=> 1..30º
Ophthalmic and
Physiological
Optics 29 (2009)
345-350
Graphics by
Ralph Michael
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
15
Effecten van strooilicht in
“natuurlijke”omstandigheden
Simulaties voor karakteristieke waardes
Gebaseerd op kwantitatieve kennis van strooilicht
(de “strooilicht parameter” s)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
16
Strooilicht effecten
Non-traffic related effects
The signs in the NORI elevator
Normal 67y, log(s)=1.3
Brussel 4Okt2013
Early cataract, log(s)=1.6
TJTP van den Berg
17
Strooilicht effecten
Non-traffic related effects
Against-the-light face recognition
Young normal
Brussel 4Okt2013
some cataract,
log(s)=1.4
TJTP van den Berg
18
upcoming headlights
while driving at night
average normal eye
increased
straylight
log(s) = 1.47
visual acuity 0.4
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
19
Strooilicht effecten
Glare is not restricted to twilight conditions
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
20
Strooilicht effecten
Brussel 4Okt2013
Verblindingsonderzoek Scheepvaartseinen
i.o.v. RWS/Zandvliet
15 November 2007.
Dr TJTP van den Berg.
Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen,
Koninklijke Akademie van Wetenschappen
Amsterdam,
www.nin.nl
TJTP van den Berg
21
Strooilicht effecten
Brussel 4Okt2013
Verblindingsonderzoek Scheepvaartseinen
i.o.v. RWS/Zandvliet
15 November 2007.
Dr TJTP van den Berg.
Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen,
Koninklijke Akademie van Wetenschappen
Amsterdam,
www.nin.nl
TJTP van den Berg
22
Strooilicht effecten
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
23
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
24
meting strooilicht / verblindingsgevoeligheid
- Occupational testing. Pilots, driver licensing
- FDA: standard as defined by driving simulation
- First complaints in early cataract development. Early
cataract surgery
- Refractive surgery effects on clarity of the cornea
(functional effect of haze)
- Evaluation of corneal transplant procedures
- Corneal dystrophies ect.
- Contact lens induced changes
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
25
Strooilichtbepaling met behulp van
“visuele fotometrie”
Establish identity between the observed light and a reference light of known
value
Psychophysical method
“Compensation Comparison”
Van den Berg, Coppens, Franssen, ARVO 2005
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
26
Psychophysical method
“Compensation Comparison”
Van den Berg, Coppens, Franssen
ARVO 2005
Patent owned by Royal Academy
and licensed to Oculus
Oculus C-Quant
Vergelijkingstest voor bepaling van strooilicht-intensiteit.
2 veldjes, één met alleen strooilicht, de ander met vergelijkingslicht
Patient geeft met 2 knoppen aan welk veldje sterker is
•
Functional value: straylight parameter “s”, given as log(s) (compare logMAR)
•
Brussel 4Okt2013
•
1.5 min. test duration
•
Objective assessment
Estimation of individual measurement reliability
TJTP van den Berg
27
Test van de methode
door verstrooiende filters te gebruiken met gecalibreerde waarde
7 scatter models
4 subjects
average (n=4) log(s)
psychophysical
2.5
2.2
Examples of scatter models
1.9
Perfect functional
assessment
of straylight in
patients possible
1.6
1.3
Ophthalmic and Physiological
Optics 29 (2009) ) 345-350
1.0
1.0
1.3
1.6
1.9
2.2
2.5
log(s) optical (2 methods)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
28
Strooilicht in oculair gezonde populatie
“normale” toename met de leeftijd. Verdubbeling bij 65jr
2.5
Data from the
2003-2004
GLARE study
among 2422
European
drivers
Amer. J Ophthalmol.
2007 144:358-363.
2
straylight increase >4x
compared to
young eye
1.5
log(s)
Frequently
> 4x
increased
straylight
levels are
found.
Serious visual handicap
2x verhoogd = ref+3sd
.
1Reference level
log(s)=0.9
0.5
0
20
30
40
50
60
70
80
90
age
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
29
Strooilicht in de populatie
A
refractive chirurgie
EASA keuringseis: verblindingsgevoeligheid “normaal”
Dwz binnen normale grenzen => gemiddeld plus 2x(3x) standard deviation
Dit komt overeen met een verhoging tov gemiddeld met een factor 2,
of 0.3 log eenheid
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
30
Brussel 4Okt2013
www.lasik-center.com
TJTP van den Berg
31
potential causes of
straylight problems
haze
folds
interface debris
ingrowth
etc.
nnhttp://www.revophth.com/content/d/wills_resident_case_series/i/1286/c/24778/
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
Accessed 15 mar 2011
32
Een piloot,
ontevreden na het laseren van zijn ogen
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
33
.
.
Decimal VA 1.0
Straylight 3x increased
80y
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
34
.
.
Preop good LASIK case
Decimal VA 1.0
straylight normal
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
35
.
.
Postop good LASIK case
Decimal VA 1.0
straylight no sign. change
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
36
.
.
Preop worst LASIK case seen
Decimal VA 1.0
straylight normal
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
37
.
.
Postop worst LASIK case
Decimal VA 1.0
Straylight 5x increased
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
38
2007-2011 Studies by Beerthuijzen et al., Vignal et al.,
Lapid et al., Rozema et al., Wang et al., Paarlberg et al.
Gemiddeld geen strooilichttoename na refractieve
chirurgie
in research centers
Maar wel incidentele strooilichttoenames
(correlated with clinical findings haze, interface debris,
…)
suggestions that refractive surgery may relieve the
cornea from ill tolerated contact lenses
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
39
Onafhankelijke data van een militair keuringscentrum (Van Verre, Brussel).
Van Bree, van Verre, Devreese, Larminier, van den Berg. Ophthalmology 2011;118:945-953.
2.5
PRK/LASIK
RK
2.2
average normal
+ 2 s.d.
log straylight parameter
1.9
Proposed
Disability glare
Limits
- 2 s.d.
Sign. (P<0.01) straylight increase
compared to normal population
1.6
For drivers
(straylight x4)
1.3
For pilots
(straylight x2)
1
Reference level
(straylight x1)
0.7
0.4
10
20
30
40
50
60
70
80
90
age (years)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
40
“Straylight Values after Refractive Surgery: Screening for Ocular Fitness in
Demanding Professions”
Van Bree, van Verre, Devreese, Larminier, van den Berg
Ophthalmology 2011
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
41
Strooilicht in de populatie
B
lens veroudering / staar (cataract)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
42
Strooilicht in de populatie
“normale” toename met de leeftijd
2.5
Data from the
2003-2004
GLARE study
among 2422
European
drivers
Amer. J Ophthalmol.
2007 144:358-363.
2
straylight increase >4x
compared to
young eye
1.5
log(s)
Frequently
> 4x
increased
straylight
levels are
found.
Serious visual handicap
1Reference level
log(s)=0.9
0.5
0
20
30
40
50
60
70
80
90
age
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
43
Strooilicht vergeleken met gezichtsscherpte.
OS
Goede gezichtsscherpte is niet genoeg
2.5
Frequently
> 4x increased
straylight levels
are found.
Amer. J Ophthalmol.
2007 144:358-363.
2
Starylight Value (log(s))
Data from the
GLARE study
among 2422
European drivers
vdBerg et al.
AJO July 2007
danger
for driving
(at night)
Area ofzone
serious
visual handicap
1.5
straylight increase >4x
compared to
young eye
Visual
acuity
< 0.5
(<10/20)
logMar>0.3
1
0.5
0
-0.4
good
-0.3
Decimal visual acuity
1.6
1.0
-0.2
-0.1
0
0.1
0.5
0.2
0.3
bad
0.4
0.5
Visual Acuity (logMar)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
44
O
Strooilicht in de populatie
C
strooilicht na vervanging ooglens door implant
(staaroperatie)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
45
Staar/cataract vervanging door een (heldere) kunstlens
http://www.avclinic.com/Cataract.htm
Accessed 15 mar 2011
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
46
.
.
Cataract preop
Decimal VA 0.7
Straylight 8x increased
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
47
.
.
Cataract postop
Decimal VA 0.9
Straylight low age-normal
Brussel 4Okt2013
RdamLM6
16Maa2011
TJTP van den Berg
48
Straylight pre- and post routine cataract surgery
Straylight improvement factor 3.24 (sd 2.3)
(Visual acuity improvement factor 1.74 (sd 1.4))
Oculus
Oculus C-Quant
C-Quant
95% chance of improvement
(309 cataract surgeries)
log(s)=1.4
Reference level
normal phakic interval
log(s)=0.9
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
49
Cataract center. Van der Meulen et al. JCRS2012
309 CE surgeries, no PCO.
straylight log(s)
-Only in a limited number of cases does straylight return to the young healthy reference level.
-In most cases straylight much better than the phakic best-eyes norm.
-Age effect on pseudophakic straylight
2.20
pseudophakic
y = 0.0051x + 0.8622
phakic norm
1.90
Linear (pseudophakic)
1.60
1.30
1.00
Reference level
log(s)=0.9
0.70
0.40
30
Brussel 4Okt2013
40
50
60
age (years)
TJTP van den Berg
70
80
90
50
Conclusies
verblinding = strooilicht
strooilicht resulteert van onzuiverheden in het oog
o.a. haze door refractieve chirurgie
Er is een exacte bepaling om dit te beoordelen
Limietwaarde voor veeleisende beroepen
(militairen, piloten)
Verhoging met factor 2 (~ 65 jaar oud)
Brussel 4Okt2013
TJTP van den Berg
51