本文關(guān)鍵詞：牛眼球有限元模型的建立和生物力學(xué)應(yīng)用研究

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【摘要】：目的：建立一個盡可能符合正常、真實(shí)牛眼球解剖學(xué)和生理學(xué)的眼球有限元模型。利用該模型來探索不同眼內(nèi)壓條件下眼球內(nèi)部不同部位的應(yīng)力變化,特別是篩板的應(yīng)力改變,為青光眼的實(shí)驗(yàn)研究提供數(shù)學(xué)模型。 方法：(1)清除眼球周圍的組織和肌肉等之后,利用眼科剪對鞏膜和角膜進(jìn)行條帶切割,鞏膜被切割成平均徑向?qū)挒?.8mm,長為14.5mm的長條試樣,角膜被切割成平均徑向?qū)挒?.5mm,長為10mm的長條試樣；(2)除去篩板前組織,固定好鞏膜,使用游標(biāo)卡尺測量鼻-顳、上-下兩個方向篩板的長度；(3)采用858Mini BionixII生物力學(xué)加載儀器,對眼球鞏膜和角膜進(jìn)行拉伸,鞏膜的拉伸速率分別為0.3mm/s、3mm/s、30mm/s、300mm/s,角膜的拉伸速率分別為0.3mm/s、30mm/s測量變形-受力曲線；(4)將新鮮牛眼球利用micro-CT進(jìn)行精確地掃描,獲得組建牛眼球幾何結(jié)構(gòu)的圖像和數(shù)據(jù)。將這些圖像和數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬三維重建,得到牛眼球的幾何外形；(5)設(shè)置眼球有限元模型眼內(nèi)壓,將眼球內(nèi)壁作為力學(xué)承載部分,分別設(shè)置10mmHg、30mmHg、60mmHg、100mmHg進(jìn)行模擬計(jì)算,得到不同眼內(nèi)壓情況下眼球各個部位的受力情況。 結(jié)果：(1)采用模型逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化方法,更加精確的獲得了復(fù)雜的非線性的超彈性參數(shù)和粘彈性參數(shù),得到更符合生理學(xué)情況的材料參數(shù)設(shè)置,建立更真實(shí)的眼球模型；(2)有限元模型模擬加壓發(fā)現(xiàn)：隨著模擬眼內(nèi)壓的增加,鞏膜后半部的應(yīng)力集中范圍逐漸縮小,同時(shí)鞏膜前半部應(yīng)力集中范圍逐漸擴(kuò)大,而篩板中央部受力最明顯。 結(jié)論：(1)本實(shí)驗(yàn)建立了一個基于正常牛眼的有限元模型,該模型考慮了角膜、鞏膜和篩板的形態(tài)和力學(xué)性質(zhì)。(2)利用此有限元模型進(jìn)行生物力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著眼內(nèi)壓的增高,應(yīng)力在鞏膜的前部、篩板的中央最明顯,提示這種壓力增高后眼內(nèi)應(yīng)力的不均勻改變現(xiàn)象可能與視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞差異性死亡有關(guān)。圖16幅,表2個,參考文獻(xiàn)67篇。
【關(guān)鍵詞】：鞏膜 篩板 眼內(nèi)壓 有限元
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R-332;R775
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-8
• 1 前言8-12
• 2 材料和方法12-19
• 2.1 實(shí)驗(yàn)動物12
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及耗材12-13
• 2.2.1 主要儀器和軟件12
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及耗材12-13
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法13-19
• 2.3.1 鞏膜、角膜試件的制備和測量13
• 2.3.2 牛眼篩板的測量13-14
• 2.3.3 生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)變形-受力曲線的測量14-16
• 2.3.4 眼球有限元模型的設(shè)置16-18
• 2.3.5 不同眼內(nèi)壓力學(xué)條件設(shè)置18-19
• 3 結(jié)果19-25
• 3.1 篩板大小的測量結(jié)果19
• 3.2 牛眼球有限元模型的建立19-20
• 3.3 有限元模型模擬眼內(nèi)壓改變的初步應(yīng)用結(jié)果20-25
• 4 討論25-28
• 4.1 鞏膜和角膜的材料參數(shù)最優(yōu)化方法理論基礎(chǔ)25-26
• 4.2 隨著模擬眼內(nèi)壓增高,鞏膜前半部的應(yīng)力明顯高于鞏膜后半部26-28
• 5 結(jié)論28-29
• 參考文獻(xiàn)29-34
• 綜述34-43
• 參考文獻(xiàn)38-43
• 致謝43-44
• 在攻讀碩士期間主要的研究成果44

【參考文獻(xiàn)】

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1 王慧,劉求理,羅學(xué)港,文建亞;腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子對高眼壓后視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞的保護(hù)作用[J];解剖學(xué)研究;2002年02期

2 樊瑜波;;生物力學(xué)建模及應(yīng)用的幾個研究[J];醫(yī)用生物力學(xué);2013年S1期

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本文編號：761774