25/01/2014. Perché filtrare la luce? Filtri e lenti per patologie oculari. Cosa conoscere? Spettro elettromagnetico. Radiazione elettromagnetica

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Teodora Orlando
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1 Filtri e lenti per patologie oculari FIRENZE 19 GENNAIO 2014 Silvano Abati silvanoabati@tiscali.it Dr. Scuola Internazionale di Ottica Optometria Firenze Stazione di Santa Maria Novella Binario 1 A Perché filtrare la luce? Per una protezione oculare Per una migliore visione Per un comfort visivo Per una protezione controllata, un eventuale rallentamento di un processo degenerativo, una visione con un maggior contrasto ed altri benefici riassumibili in un miglioramento del comfort visivo. Cosa conoscere? Protezione oculare generica Conoscere le lunghezze d onda di interesse per il sistema visivo Conoscere i danni da radiazione Conoscere il comportamento di un filtro e/o di una lente Capire l interazione del filtro/lente con il sistema oculare Protezione oculare in presenza di patologie oculari Conoscere il significato di trattamento fotoselettivo per patologie oculari Sapere operare una scelta per ottenere dei benefici Spettro elettromagnetico E = h. C / λ (legge di Planck) h = 6, J. S (costante di Plank) Le basse lunghezze d onda trasportano maggior energia Radiazione elettromagnetica Le zone di interesse per il sistema visivo sono: Radiazione ultravioletta (λ da 100 a 390 nm) Radiazione visibile (λda 390 a 760 nm) Radiazione infrarossa (λ da 760 a 1mm) Funzioni della radiazione ed effetti Necessaria per la visione e sviluppo del sistema visivo Può essere causa di danni oculari gravi e permanenti; tali problematiche sono proporzionali alla quantità di energia assorbita dai vari tessuti => superamento della dose di soglia 200 nm ULTRAVIOLETTI Occhio e ultravioletto 390 nm 760 nm LUCE VISIBILE 200nm 280nm 315nm 390nm O 2 picco di assorbimento a 150 nm O 3 picco di assorbimento a 260 nm U.V C U.V B U.V A Assorbiti ionosfera Assorbiti dalla cornea INFRA-ROSSI Assorbiti dal cristallino U.V.C λ = nm U.V.B λ = nm U.V.A λ = nm 1

Per una protezione oculare Per una migliore visione Per un comfort visivo Per una protezione controllata, un eventuale rallentamento di un processo degenerativo, una visione con un maggior contrasto

2 Protezione dell occhio: assorbimento Effetti della radiazione UV-C nm Assorbito quasi totalmente dall O 2 atmosferico UV-B nm Assorbito dall O 3 e dalla cornea: cheratiti e congiuntiviti UV-A nm Assorbito dal cristallino: cataratta corticale IRIDE Umor Vitreo CRISTALLINO RETINA Assorbimento % CORNEA Umor Acqueo L assorbimento del cristallino varia con l età λ nm < UV-C UV-B UV-A Tutte le radiazioni UV possono provocare dei danni che aumentano al diminuire della λ ed all aumentare della dose assorbita dagli epiteli. Recentemente l attenzione è stata rivolta anche alle radiazioni del primo visibile (blu e viola); anche tali radiazioni, pur facendo parte del visibile, quando superino la dose di soglia possono essere potenzialmente lesive per gli epiteli e, giungendo all epitelio pigmentato della retina, possono essere concausa della maculopatia legata all età. Diffusione davanti alla retina e velo di distanza Gli UV e le radiazioni del primo visibile devono essere attenuate al fine di diminuire la loro possibile pericolosità. Il primo visibile è inoltre quello che produce maggior diffusione, sia all esterno che all interno del sistema oculare: produce una diffusione davanti alla retina (effetto BLU BLUR) => riduzione del contrasto con forte dominanza azzurra (nebbia blu). Altro effetto è il velo di distanza (VELING GLARE), una visione simile a quella che si presenta in presenza di foschia e dipendente dalla diffusione della radiazione blu sulle particelle di umidità presenti nell atmosfera. Effetti della radiazione Le radiazioni IR trasportano meno energia e sono potenzialmente meno nocive per il sistema oculare: non sono in grado di eccitare gli atomi intermolecolari ma possono comunque aumentare l energia cinetica predisponendo alla possibilità di rottura dei legami covalenti e quindi favorire la fragilità capillare ed endoteliale in genere. Queste radiazioni sono le prime responsabili dell evaporizazione del film lacrimale e della conseguente dislacrimia di coloro che vi si espongono. Lenti fotoselettive Rad. Incidente Trasmittanza Riflettanza Diffondanza Assorbanza Caratteristiche lenti filtranti Eliminare le radiazioni nocive Migliorare le performance visive Non alterare la percezione dei colori Ridurre l abbagliamento e la fotofobia Curva di trasmittanza Visualizza l andamento di τ%al variare di λ della radiazione incidente. Le zone di interesse sono il visibile e le radiazioni che possono essere potenzialmente nocive (UV e IR) τ% I fenomeni che interessano la radiazione sono: Diffondanza (1/λ 4 ) Riflettanza ρ = Ir / Ii Assorbanza α = Ia / Ii Trasmittanza τ = Ie / Ii λ(nm) 2

assorbimento del cristallino varia con l età λ nm < 280 300 320 340 360 UV-C UV-B UV-A Tutte le radiazioni UV possono provocare dei danni che aumentano al diminuire della λ ed all aumentare della

3 da non usare Protezione di tutto l UV Diffusione 1 / λ 4 U.V Visibile NON Visto Massima diffusione Il primo visibile è causa di: diffusione davanti alla retina => diminuzione contrasto con forte dominanza blu / e del velo di distanza => Visione simile a quando siamo in presenza di foschia Visibile Eliminare il primo visibile (fino 410/415 nm), non alterando l idoneità alla guida, migliora il vedere diminuisce infatti fortemente la diffusione con conseguente miglioramento del contrasto, oltre all ulteriore protezione. Nessun effetto sulle radiazioni UV Protezione Totale protezione di tutto l UV UV e primissimo visibile Protezione di tutto l UV Transitions non attivata: totale protezione UV e primissimo visibile Transitions attivata Comportamento di una lente Transitions Sensibilità spettrale dell occhio umano RISPOSTA FOTOPICA RISPOSTA SCOTOPICA 0.8 Interazione diagramma trasmittanza Meglio non indossare niente che un occhiale con lenti che non tagliano gli UV 0.7 RISPOSTA RELATIVA LUNGHEZZA D'ONDA (nm) scura non protettiva => finestra aperta alla rad. UV 3

quando siamo in presenza di foschia Visibile Eliminare il primo visibile (fino 410/415 nm), non alterando l idoneità alla guida, migliora il vedere diminuisce infatti fortemente la diffusione con

4 25/01/2014 Diagramma di una lente fotoselettiva 365 nm SUN BLOCKER 553 Protezione agli UV fino a 365 nm Curva gialla: risposta sistema oculare a varie λ; Curva nera: diagramma di trasmittanza lente; Curva blu: risposta sistema oculare per effetto della lente generica Risposta sistema oculare con lente Transitions non attivata transitions Risposta sistema oculare con lente Transitions attivata Requisiti di trasmittanza per la guida EN ISO 1836: 98 fotosellettiva taglio 450 Diurna τ% 8% --- Notturna τ% 75% Quoziente di attenuazione segnale: La lente, che può già definirsi per patologie oculari, non altera in maniera significativa la curva di risposta del sistema oculare Q 0.8 per il rosso - Q 0.8 per il giallo Q 0.6 per il verde - Q 0.4 per il blu τ sign Q= τv Trasmittanza di segnale Trasmittanza della lente 4

696 674 652 630 608 586 564 542 520 498 476 454 432 410 388 366 344 322 300 0 generica Risposta sistema oculare con lente Transitions non attivata transitions Risposta sistema oculare con lente

25/01/2014 Trattamento fotoselettivo (450) su lente fotocromatica Risposta lente fotocromatica non attivata con trattamento fotoselettivo Risposta lente fotocromatica attivata con trattamento

significante la curva di risposta del sistema occhio + lente fotoselettiva (500 nm). Si evidenziano le modificazioni alla curva di risposta del sistema occhio + lente.

5 25/01/2014 Trattamento fotoselettivo (450) su lente fotocromatica Risposta lente fotocromatica non attivata con trattamento fotoselettivo Risposta lente fotocromatica attivata con trattamento fotoselettivo Il trattamento sulla lente sposta la curva di risposta in lunghezze d onda 480 nm 500 nm fotoselettiva fotoselettiva La lente per patologie oculari (480nm) altera in maniera significante la curva di risposta del sistema occhio + lente fotoselettiva (500 nm). Si evidenziano le modificazioni alla curva di risposta del sistema occhio + lente. Polarizzata trattamento 450nm 540 nm fotoselettiva per patologie oculari L. Fotoselettiva (540 nm) per pat. oculari. Si evidenzia lo spostamento della curva di risposta del sistema occhio + lente verso λ maggiori. L analisi spettrofotometrico fornisce la risposta che la lente è idonea alla guida in tutti i paesi del mondo 5

6 Polarizzata trattamento 480nm L analisi spettrofotometrico fornisce la risposta che la lente è idonea alla guida. Operare tagli maggiori rende la lente non idonea alla guida Quando una protezione? In assenza di patologie: i danni da radiazione sono cumulativi e, in relazione alle radiazioni presenti nel luogo frequentato, è opportuna una protezione totale agli UV e alle radiazioni del primissimo visibile, che non contribuiscono al fenomeno visivo. In presenza di patologie specifiche: è sempre necessaria una adeguata protezione: totale assorbimento di UV e primo visibile; taglio a specifiche lunghezze d onda in relazione alla patologia. Tale situazione vale per tutti. Conclusioni La tematica delle lenti fotoselettive non è cosa da sottovalutare e richiede che: produttore degli sbozzi, costruttore delle lenti e chi prescrive la lente siano affidabili e preparati. Solo l analisi dei diagrammi di trasmittanza danno la garanzia della validità della protezione agli UV della lente (che dovrebbe essere tale per tutte le tipologie di lenti oftalmiche indipendentemente dall utilizzo per una patologia). Per le lenti fotoselettive sarebbe opportuno richiedere il diagramma di trasmittanza di quelle specifiche lenti e non basarsi sui diagrammi riportati sui listini. La stabilità e la durata di un trattamento fotoselettivo sono, generalmente garantiti, se sulle lenti si effettuano specifici trattamento di stabilizzazione. Conclusioni In ambienti con forti luminanze e/o in presenza di sorgenti che emettono radiazioni di basse lunghezze d onda è opportuno sempre una protezione, in particolare negli adolescenti e nei bambini, in considerazione della permeabilità dei mezzi oculari per basse λ (cristallino bambino permeabile a circa 330 nm; adulto circa 380 nm) e quindi con danni retinici irreversibili Nell utilizzo di lenti fotoselettivite contrassegnate con numeri crescenti (curva di trasmittanza verso λ maggiori) si ha avrà una alterazione, anche evidente, dei colori; i benefici che il soggetto riferisce (eliminazione dell abbagliamento, aumento del contrasto, ecc) sono ipotizzabili in una modificazione della curva di risposta del sistema oculare non sensibile alle λ eliminate Vi ringrazio dell attenzione e per ciò che farete per queste persone 6

primissimo visibile, che non contribuiscono al fenomeno visivo.

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2.1 Caratteristiche delle radiazioni elettromagnetiche 2 Lenti assorbenti All interno dei trattamenti una parte rilevante è occupata dalle lenti assorbenti, che sono in grado di selezionare le varie lunghezze d onda, proteggendo così l occhio da effetti nocivi,