БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУР ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА ПРИ МИОПИИ

Ключевые слова: гиперметропия, ласик, фрк, биомеханика, solidworks.

Введение

В последние годы отмечается устойчивый рост операций по коррекции аномалий рефракций, таких как близорукость. Эта патология при несвоевременном лечении приводит к развитию других серьезных заболеваний, таких как глаукома и катаракта. Лазерная коррекция зрения подразумевает под собой, воздействие лазерным лучом на роговицу и тем, самым исправляя рефракционные способности глазного яблока. Биомеханические свойства структур тканей человеческого организма и их влияние на результат операций изучены недостаточно, во избежание таких последствий после операции, как недостаточная и избыточная коррекция зрения, снижение цветоощущения необходимы дополнительные исследования с учетом индивидуальных особенностей структур человеческого организма. Современные методы визуализации и математического анализа дают возможность предварительно оценить состояние того или иного органа при различных воздействиях. Одной из таких программ является инженерно-компьютерная программа SolidWorks, позволяющая при определённых начальных знаниях (знании геометрии глазного яблока и его механических характеристик) определить напряженно–деформированное состояние [1, с. 101-104; 2, с. 98-102]. Это необходимо для того чтобы правильно оценить результаты планируемой операции и учесть основные механические характеристики структур глазного яблока и их влияние на результат рефракционной операции. В ходе исследований были получены зависимости перемещений роговичной оболочки от геометрических параметров и механических характеристик глазного яблока.

Материалы и методы

Суть операции при миопии заключается в уплощении роговицы, для этого производят срез в форме «линзы», Отличие операций Ласик от ФРК заключается в формировании лоскута, который в конце операции возвращают на место, метод ФРК применяется при недостаточной толщине роговицы для проведения операции Ласик.

В программе SolidWorks была построена модель глазного яблока. Его геометрические параметры и механические характеристики соответствуют параметрам реального органа. Были введены некоторые допущения:

• Материал оболочек представляется сплошным, упругим, изотропным;
• Модель имеет жесткое закрепление в твердой мозговой оболочке;
• Число конечных элементов составляет для модели глазного яблока составляет 17158.

Геометрические параметры структур глазного яблока отображены в таблице 1. Внешний радиус роговицы составляет 6,53 мм, радиус кривизны 7,8 мм, толщина 0,6 мм. Толщина твердой мозговой оболочки составляет 0,7 мм.

Таблица 1.

Геометрические параметры структур глазного яблока

Механические характеристики структур глазного яблока представлены в таблице 2

Таблица 2.

Механические характеристики структур глазного яблока

На рисунке 1 представлена эпюра перемещений глазного яблока с произведенным срезом. На меридиане роговице были взяты 5 точек для выявления зависимости изменения радиуса кривизны после проведенного среза. Точка 3- центр поверхности роговичной оболочки. Нумерация слева направо.

Рисунок 1. Эпюра перемещений глазного яблока с произведённым срезом, глубина которого 0,07 мм, радиус 4 мм

Было проведено 5 исследований с разной глубиной удаляемых слоев, радиус среза оставался постоянным – 4 мм. Глубина среза: 0,05 мм, 0,07 мм, 0,12 мм, 0,15 мм, 0,22 мм [18, с. 472]. Результаты исследований с основными структурами глазного яблока представлены в таблице 3. Внутриглазное давление 10 мм рт.ст.

Таблица 3.

Результаты исследований

На рисунке 2 представлены перемещения в соответствии с порядковым номером на меридиане.

Рисунок 2. Перемещения роговичной оболочки при учете основных структур глазного яблока

По данному графику можно судить о форме роговичной оболочке после выполнения среза. Наибольшее перемещение наблюдается в центре роговицы.

Заключение

С помощью инженерно-технических средств моделирования был проведен ряд исследований, в ходе которых были получены зависимости изменения перемещения роговичной оболочки от объема удаляемой стромы и механических характеристик глазного яблока. Так же было выявлено влияние геометрических параметров основных структур глазного яблока и их механических характеристик на результат перемещения роговицы. Наблюдаемые перемещения, полученные после иссечения слоя стромы, распределяются неравномерно, так как после истончения, роговичная оболочка теряет свою жесткость в местах, где был произведен срез. В связи с этим нельзя добиться восстановления зрения полностью. Но при учете индивидуальных особенностей структур человеческого организма, можно свести к минимуму негативные последствия после операции.

Список литературы:

1. Бегун П. И., Рубашова Д. А. Компьютерное моделирование и биомеханические исследования состояния структур глаза в норме и при патологических изменениях // Материалы международной конференции по мягким вычислениям и измерениям. СПб., 2009. С. 101—104.
2. Бегун П. И., Рубашова Д. А. Биомеханические исследования состояния структур глаза при индивидуальных вариациях геометрических и механических параметров. Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием «Биомеханика глаза — 2009». Москва, 26 ноября 2009 г. М., 2009. С. 98—102.
3. Патеева Т.З., Паштаев Н.П. IntraLASIK и LASIK: особенности формирования роговичного лоскута у пациентов с плоской роговицей //Современныетехнологиикатарактальнойирефракционнойхирургии.2011: Сб.науч. статей ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза». М., 2011. 472 с