Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 1
Verblinding en Strooilicht
Tom van den Berg, natuurkundige
Netherlands Institute for NeuroscienceRoyal Netherlands Academy of Arts and Sciences
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 2
Web search “glare pilots” maandag 30 sept 2013, 1.080.000 hits
Hits 1, 2, 4, 5
Hit 1: vliegen tegen de zon inVerblinding veroorzaakt vliegtuigcrash
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 3
Hit 2: zichtbaarheid in de kockpitVerblinding maakt ipad onleesbaar
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 9
EASA keuringseis:
verblindingsgevoeligheid “normaal”
Hoe daar invulling aan te geven?
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 10
Het ProbleemEverybody 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 11
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 12
Strooilicht is van optische oorsprong,veroorzaakt door lichtverstrooiing in het oogdoor onzuiverheden/troebelingen (soort mist)
Spleetlampbeelden jong en oud oog
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 14TJTP van den Berg 14
2 effecten van media verstoringlichtspreiding over grote hoekafstanden (strooilicht)
enover kleine hoeken (brekingsfouten, gezichtsscherpte)
5mm pupil
24°
20’2°
aberrometry double pass
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 15TJTP van den Berg 15
Visual acuity1 min of arc => 0.02ºContrast sensitivity18..3 cycl/degree=> 0.06..0.33º
Visual acuity1 min of arc => 0.02º
Straylight=> 1..30º
Visual acuity1 min of arc => 0.02º
Point Spread Function (PSF)Point Spread Function (PSF)
Contrast sensitivity18..3 cycl/degree=> 0.06..0.33º
CIE 1999 standard
Graphics by Ralph Michael
Ophthalmic and Physiological
Optics 29 (2009) 345-350
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 16
Simulaties voor karakteristieke waardes
Gebaseerd op kwantitatieve kennis van strooilicht(de “strooilicht parameter” s)
Effecten van strooilicht in “natuurlijke”omstandigheden
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 17
Strooilicht effectenNon-traffic related effects
The signs in the NORI elevator
Normal 67y, log(s)=1.3 Early cataract, log(s)=1.6
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 18
Strooilicht effectenNon-traffic related effects
Against-the-light face recognition
Young normal some cataract, log(s)=1.4
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 19
visual acuity 0.4
increasedstraylight log(s) = 1.47
upcoming headlightswhile driving at night
average normal eye
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 20
Strooilicht effectenGlare is not restricted to twilight conditions
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 21
Verblindingsonderzoek Scheepvaartseineni.o.v. RWS/Zandvliet15 November 2007.
Dr TJTP van den Berg.Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen,
Koninklijke Akademie van WetenschappenAmsterdam, www.nin.nl
Strooilicht effecten
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 22
Verblindingsonderzoek Scheepvaartseineni.o.v. RWS/Zandvliet15 November 2007.
Dr TJTP van den Berg.Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen,
Koninklijke Akademie van WetenschappenAmsterdam, www.nin.nl
Strooilicht effecten
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 25
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 26
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
TJTP van den Berg 27
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)
•1.5 min. test duration
•Objective assessment
•Estimation of individual measurement reliability
Psychophysical method“Compensation Comparison”
Van den Berg, Coppens, FranssenARVO 2005
Patent owned by Royal Academyand licensed to Oculus
Oculus C-Quant
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 27
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 28
1.0
1.3
1.6
1.9
2.2
2.5
1.0 1.3 1.6 1.9 2.2 2.5log(s) optical (2 methods)
aver
age
(n=4
) log
(s)
psyc
hoph
ysic
al
Test van de methodedoor verstrooiende filters te gebruiken met gecalibreerde waarde
Examples of scatter models
7 scatter models4 subjects
Ophthalmic and Physiological Optics 29 (2009) ) 345-350
Perfect functional assessment
of straylight in patients possible
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 29
Data from the 2003-2004
GLARE study among 2422
European drivers
Frequently > 4x
increasedstraylight levels are
found.
Strooilicht in oculair gezonde populatie“normale” toename met de leeftijd. Verdubbeling bij 65jr
Serious visual handicap
straylight increase >4xcompared toyoung eye
Amer. J Ophthalmol. 2007 144:358-363.
Reference level log(s)=0.9
2x verhoogd = ref+3sd .
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 30
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 3232nnhttp://www.revophth.com/content/d/wills_resident_case_series/i/1286/c/24778/Accessed 15 mar 2011
potential causes ofstraylight problems
hazefolds
interface debrisingrowth
etc.
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 36
.
.
Postop good LASIK caseDecimal VA 1.0straylight no sign. change
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 37
.
.
Preop worst LASIK case seenDecimal VA 1.0straylight normal
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 38
.
.
Postop worst LASIK caseDecimal VA 1.0Straylight 5x increased
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
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 40
0.4
0.7
1
1.3
1.6
1.9
2.2
2.5
10 20 30 40 50 60 70 80 90
age (years)
log
stra
ylig
ht p
aram
eter
PRK/LASIKRKaverage normal+ 2 s.d.- 2 s.d.
Sign. (P<0.01) straylight increasecompared to normal population
Proposed Disability glareLimits
For drivers(straylight x4)
For pilots(straylight x2)
Reference level(straylight x1)
Onafhankelijke data van een militair keuringscentrum (Van Verre, Brussel).Van Bree, van Verre, Devreese, Larminier, van den Berg. Ophthalmology 2011;118:945-953.
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 41
“Straylight Values after Refractive Surgery: Screening for Ocular Fitness inDemanding Professions”
Van Bree, van Verre, Devreese, Larminier, van den BergOphthalmology 2011
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 42
Strooilicht in de populatie
B
lens veroudering / staar (cataract)
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 43
Data from the 2003-2004
GLARE study among 2422
European drivers
Frequently > 4x
increasedstraylight levels are
found.
Strooilicht in de populatie“normale” toename met de leeftijd
Serious visual handicap
straylight increase >4xcompared toyoung eye
Amer. J Ophthalmol. 2007 144:358-363.
Reference level log(s)=0.9
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 44
danger zone for driving (at night)
straylight increase >4xcompared toyoung eye
OS
0
0.5
1
1.5
2
2.5
-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Visual Acuity (logMar)
Sta
rylig
ht V
alue
(log
(s))
OS
Visual acuity< 0.5
(<10/20)logMar>0.3
good 1.6 1.0 0.5 badDecimal visual acuity
Data from the GLARE study among 2422
European driversvdBerg et al.
AJO July 2007
Frequently > 4x increasedstraylight levels
are found.
Strooilicht vergeleken met gezichtsscherpte.
Goede gezichtsscherpte is niet genoeg
Amer. J Ophthalmol. 2007 144:358-363.
Area of serious visual handicap
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 45
Strooilicht in de populatie
C
strooilicht na vervanging ooglens door implant (staaroperatie)
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 46
http://www.avclinic.com/Cataract.htmAccessed 15 mar 2011
Staar/cataract vervanging door een (heldere) kunstlens
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 48RdamLM6 16Maa2011 48
. .
Cataract postopDecimal VA 0.9Straylight low age-normal
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 49
Oculus C-Quant
Straylight pre- and post routine cataract surgeryStraylight improvement factor 3.24 (sd 2.3)
(Visual acuity improvement factor 1.74 (sd 1.4))
95% chance of improvement log(s)=1.4(309 cataract surgeries)
normal phakic interval
Oculus C-Quant
Reference level log(s)=0.9
y = 0.0051x + 0.8622
0.40
0.70
1.00
1.30
1.60
1.90
2.20
30 40 50 60 70 80 90
stra
ylig
ht lo
g(s)
age (years)
pseudophakicphakic normLinear (pseudophakic)
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 50
Cataract center. Van der Meulen et al. JCRS2012309 CE surgeries, no PCO.
-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
Reference level log(s)=0.9
Brussel 4Okt2013 TJTP van den Berg 51
Conclusies
verblinding = strooilichtstrooilicht 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)
Top Related