压平眼压计测量误差及角膜材料性能研究

IMECH-IR > 非线性力学国家重点实验室

	压平眼压计测量误差及角膜材料性能研究
英文题名	Research on the Measurement Error of Applanation Tonometer and Material Properties of the Cornea
	杜睿琪
导师	宋凡
	2016
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位类别	博士
学位专业	固体力学
摘要	控制眼内压是目前控制青光眼发展的唯一有效途径。研究表明，眼内压每升高1mmHg会将青光眼的患病风险提高10%。精确获知患者的眼内压在青光眼的临床诊断和治疗中显得尤为重要。目前，Goldmann压平眼压计是世界上最广为使用的、临床上测量患者眼内压的金标准。然而，在实际的临床应用中发现压平眼压计的测量结果可能受着角膜厚度等因素的影响。本文基于Reissner壳理论，建立数学模型分析了压平眼压计工作时，角膜厚度、角膜曲率半径及角膜生物力学性能等因素对压平眼压计测量误差的影响。同时，基于角膜材料性能在保持角膜正常生理功能和其在临床诊断与治疗上所起的重要作用，本文设计实验系统地研究了角膜材料的力学性能。本文的主要研究内容可分为压平眼压计测量误差分析和角膜材料力学性能测量两个方面： (1) 针对角膜厚度、角膜曲率半径及角膜生物力学性能等因素变化对压平眼压计测量值的影响，得到以下结果：(i)角膜曲率半径的改变对压平眼压计测量值的影响较小，在实际应用中可以忽略。(ii)杨氏模量与测量误差呈线性变化关系。(iii)根据角膜厚度范围将角膜分为薄角膜(0.427 mm到0.52 mm)和厚角膜(0.52 mm到0.613 mm)两类，测量误差在两类的厚度区间内均与角膜厚度呈线性关系，本文建议的修正量分别为：厚角膜：0.33 mmHg/10 μm，薄角膜：0.22 mmHg/10 μm。 (2) 角膜材料力学性能主要由角膜的微观结构所决定，已有研究表明角膜微观结构存在着沿角膜深度方向的变化。基于此，本文通过单轴拉伸实验系统研究了角膜在不同深度，不同解剖方向的力学性能变化。得到以下结果：(i)在垂直于角膜深度方向上的同一层，沿不同解剖方向的角膜层的杨氏模量值基本相等。(ii)沿角膜深度变化方向，角膜层的力学性能从前到后逐渐减小。由此证明，角膜为横观各向同性材料。(iii)沿角膜深度方向，杨氏模量值的变化形成线性梯度，从角膜前表面到后表面的线性梯度值为：- 2.79 ± 0.967 MPa/mm。
索取号	Phd2016-004
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/60049
专题	非线性力学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	杜睿琪. 压平眼压计测量误差及角膜材料性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.

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2016121113052.pdf（5726KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文