人眼球物理建模及結(jié)合青光眼的生物力學(xué)分析初探.pdf

1、人體和人體器官的數(shù)字化建模及以此為基礎(chǔ)展開(kāi)的仿真研究是當(dāng)前國(guó)際生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿課題。眼睛作為人體中一個(gè)極為精密且十分重要的器官，其數(shù)字化模型的建立與在此基礎(chǔ)上的仿真研究具有十分重要的意義。要建立能夠相對(duì)準(zhǔn)確地模擬與仿真人眼的數(shù)字化“虛擬眼”系統(tǒng)，首先要建立眼部結(jié)構(gòu)三維形態(tài)模型，然后在此形態(tài)模型基礎(chǔ)上賦予各個(gè)眼組織物理學(xué)屬性，以及相應(yīng)的功能特性等。本文所做的工作主要是“人虛擬眼”系統(tǒng)建立的物理建模層次。 本文借助有限元分析軟件A

2、NSYS，采用醫(yī)學(xué)臨床眼科經(jīng)典參數(shù)，在合理簡(jiǎn)化和假設(shè)的前提下，應(yīng)用由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的建模方法，建立了一系列人眼球的參數(shù)化三維形態(tài)模型。通過(guò)對(duì)所建立的形態(tài)模型進(jìn)行網(wǎng)格化，將各個(gè)眼組織模型離散為有限多個(gè)幾何體，并賦予這些幾何體以對(duì)應(yīng)眼組織的物理學(xué)屬性，從而實(shí)現(xiàn)了人眼球物理模型的建立。針對(duì)采取的假設(shè)并結(jié)合本文分析對(duì)象——“青光眼”(Glaucoma)設(shè)置模型的位移邊界條件，并對(duì)模型內(nèi)表面施加一定均勻壓強(qiáng)。最后，以有限元分析方法求解并獲得有關(guān)節(jié)點(diǎn)的

3、分析結(jié)果云圖。所獲得的結(jié)果，一方面可以用來(lái)指導(dǎo)對(duì)模型的改進(jìn)，并為更為完善的模型的建立提供可行性分析和實(shí)現(xiàn)思路；另一方面，可以結(jié)合青光眼臨床相關(guān)癥狀進(jìn)行分析，對(duì)進(jìn)一步確定青光眼的發(fā)病機(jī)理和病理進(jìn)程有一定的指導(dǎo)意義。 本文對(duì)人眼球物理模型的建立方法做了初步研究，并將所建立的模型應(yīng)用于對(duì)青光眼這類(lèi)具體眼疾的分析。本文在人眼球物理模型的建立方面做了多種嘗試，為日后展開(kāi)更加深入細(xì)致的研究打下了良好的基礎(chǔ)。 本文所作研究具有以下幾點(diǎn)

4、創(chuàng)新： 1、建立了一系列人眼球三維參數(shù)化物理模型。人眼球物理模型的建立使得將“人虛擬眼”系統(tǒng)應(yīng)用于與力學(xué)相關(guān)的各種分析成為可能。考慮到人眼組織結(jié)構(gòu)及物理學(xué)屬性的復(fù)雜性，該模型的建立必定在多種假設(shè)和簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上才能完成。本文即從不同的假設(shè)和簡(jiǎn)化條件入手，建立了處于不同層次的人眼球物理模型，這些模型既包括簡(jiǎn)化的單層模型，也包括含多種眼組織的復(fù)雜模型。 2、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的建模方式，即從二維到三維，從單層到多層，