基于力學(xué)及有限元建模分析的高度近視斜視研究
發(fā)布時間:2017-05-19 12:15
本文關(guān)鍵詞:基于力學(xué)及有限元建模分析的高度近視斜視研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:高度近視斜視(high myopic strabismus)是高度近視并發(fā)癥的一種。隨著病程的發(fā)展,患病眼將形成固定性斜視,患者的眼球被固定在內(nèi)下側(cè),視野嚴(yán)重受限,生活質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。對該病的研究始于上世紀(jì)60年代,但直到磁共振(MRI)成像技術(shù)的應(yīng)用,患病眼的形態(tài)特征才得以較為清晰的展現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,醫(yī)學(xué)界對該病病因提出了一些假設(shè),目前主要有眼球路徑改變與外直肌受擠壓發(fā)生病變兩種說法,限于觀測手段仍未能作出定論。目前在臨床上對該病治療采用手術(shù)療法,大體分為傳統(tǒng)眼外肌手術(shù)與yokoyama手術(shù),其中后者在基于MRI觀測結(jié)果,在臨床上取得了良好效果。對于具體手術(shù)方式的選擇,目前臨床眼科學(xué)界也在研究之中,一般地,進(jìn)行yokoyama手術(shù)的必要性由測量夾角的方法進(jìn)行判定。為此本論文首先討論了眼球運(yùn)動的一般規(guī)律,提出了一種改良的三維坐標(biāo),簡化了Listing定律的表示,提出了一種計算眼球圍繞視軸轉(zhuǎn)動的測量算法。在此基礎(chǔ)上,以理論力學(xué)為基礎(chǔ),建立了眼球運(yùn)動的簡化模型,通過模擬傾斜的外直肌,用數(shù)學(xué)方法計算出眼球偏斜的角度,證明外直肌異位對斜視形成有一定影響,但并非主要病因。為深入探究其他病因,本文基于臨床MRI掃描數(shù)據(jù)建立了三維有限元模型,通過模擬眼球直接受力時的轉(zhuǎn)動,驗(yàn)證了模型的合理性。在三維模型上應(yīng)用yokoyama提出的yokoyama手術(shù)必要性判定標(biāo)準(zhǔn),證明了該標(biāo)準(zhǔn)的有效性,并從側(cè)面再次驗(yàn)證了模型的合理性。以三維有限元模型為基礎(chǔ),文中對正常眼、不伴有斜視的高度近視眼及高度近視斜視眼,分別仿真其各條肌肉受力時眼球轉(zhuǎn)動的情況,并通過對結(jié)果的對比,得出高度近視斜視的主要病因:眼球異位引起的眼球內(nèi)斜及相應(yīng)增加的眼內(nèi)組織摩擦、接觸產(chǎn)生的阻力,是造成斜視的主要病因。此外,高度近視斜視的外直肌形態(tài)明顯改變,對于內(nèi)斜視的形成也有一定的影響,而組織間壓迫則對下斜視的形成有一定影響。論文首次建立了高度近視斜視的有限元模型,并利用力學(xué)建模方法探究該病病理;诶碚摿W(xué)、有限元方法提出的病理假設(shè),得到了臨床觀測數(shù)據(jù)的有力支持。
【關(guān)鍵詞】:高度近視斜視 眼動測量 理論力學(xué) 有限元 三維建模
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R777.41;R778.11
【目錄】:
- 致謝5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 1 緒論12-20
- 1.1 課題背景12-14
- 1.1.1 斜視及高度近視斜視概述12-13
- 1.1.2 斜視手術(shù)治療歷史13-14
- 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究及發(fā)展現(xiàn)狀14-17
- 1.2.1 高度近視斜視病理特征的研究14-15
- 1.2.2 對高度近視性斜視病理的探索15-16
- 1.2.3 高度近視性斜視的治療16-17
- 1.3 本文選題及意義17-18
- 1.4 本文結(jié)構(gòu)18-20
- 2 改良的空間三維投影球坐標(biāo)及其在眼動研究中的應(yīng)用20-32
- 2.1 Listing定律20-21
- 2.2 三維坐標(biāo)變換的基本概念21-23
- 2.2.1 位置矢量21
- 2.2.2 二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換21-22
- 2.2.3 二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換22-23
- 2.3 改良的空間三維投影球坐標(biāo)的基本原理23-25
- 2.4 Listing定律在新坐標(biāo)系下的表示25-30
- 2.4.1 第一眼位開始轉(zhuǎn)動時的Listing定律25-27
- 2.4.2 眼球從任意位置開始轉(zhuǎn)動時的Listing定律27-30
- 2.5 關(guān)于測量Listing平面的新算法30-31
- 2.6 本章小結(jié)31-32
- 3 利用傳統(tǒng)力學(xué)模型探究肌肉異位對斜視形成的影響32-36
- 3.1 模型的建立與分析32-35
- 3.2 方程的求解與眼外肌傾斜因素的分析35-36
- 4 眼部的有限元模型的建立與驗(yàn)證及yokoyama診斷法的應(yīng)用36-51
- 4.1 有限元方法簡介36
- 4.2 有限元方法在眼科學(xué)的應(yīng)用36-37
- 4.3 三維模型的建立37-42
- 4.3.1 DICOM圖像與三維建模37
- 4.3.2 Mimics軟件簡介37-38
- 4.3.3 三維重建過程38-42
- 4.4 模型的優(yōu)化42-45
- 4.4.1 GeomagicStudio逆向工程軟件簡介42-44
- 4.4.2 模型的平滑處理44-45
- 4.5 有限元模型的實(shí)現(xiàn)45-47
- 4.5.1 Solidworks軟件及Simulation插件簡介45-46
- 4.5.2 有限元模型的實(shí)現(xiàn)46-47
- 4.6 有限元模型有效性驗(yàn)證47-48
- 4.7 yokoyama診斷法的驗(yàn)證48-50
- 4.7.1 yokoyama診斷法與yokoyama手術(shù)48
- 4.7.2 yokoyama診斷法的驗(yàn)證48-50
- 4.8 本章小結(jié)50-51
- 5 利用眼部有限元模型研究眼外肌特性對斜視形成的影響51-64
- 5.1 模擬方法51-55
- 5.1.1 外力施加方法51-52
- 5.1.2 限制及邊界條件的施加52-53
- 5.1.3 模擬過程與眼球轉(zhuǎn)動測量方法53-55
- 5.2 結(jié)果分析55-62
- 5.2.1 水平位移分布特點(diǎn)55-56
- 5.2.2 水平運(yùn)動的分析56-59
- 5.2.3 豎直運(yùn)動的分析59-62
- 5.3 分析結(jié)果有效性驗(yàn)證62-63
- 5.4 本章小結(jié)63-64
- 6 手術(shù)的有限元仿真研究64-67
- 6.1 高度近視斜視手術(shù)概述64
- 6.2 手術(shù)仿真64-67
- 7 總結(jié)與展望67-70
- 7.1 總結(jié)67-68
- 7.2 展望68-70
- 參考文獻(xiàn)70-76
- 作者簡介76
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條
1 楊大勇;艾育德;;高度近視性斜視眼外肌位移的CT影像學(xué)研究[J];國際眼科雜志;2008年09期
2 王平,邱良秀,杜蜀華;先天性高度近視合并固定性內(nèi)斜視的手術(shù)治療[J];同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;1999年02期
本文關(guān)鍵詞:基于力學(xué)及有限元建模分析的高度近視斜視研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號:378674
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