视调节过程中悬韧带张力分配对晶状体囊膜形态影响的仿真研究

目的调节是人眼调节视力的过程,现有的调节理论对调节过程中悬韧带张力分配的解释存在分歧,由于成像技术的限制,尚无法验证其准确性。在接受囊外摘除术的眼睛中,不同的悬韧带张力分配对囊膜形态有较大影响且容易被在体观测。本研究结合有限元分析方法与眼部超声显微成像,探究悬韧带张力分配对无晶体基质囊膜形态的影响。方法建立接受囊外摘除术后的一系列囊膜有限元模型,设定前囊环切口直径在1.5~6.5 mm之间。模型受前部(AZ)、赤道部(EZ)和后部悬韧带(PZ)的共同作用。设定总悬韧带张力为0.75 m N时为非调节态,模拟两种调节过程中的悬韧带张力分配:(1)EZ上的力逐渐增大至30 m N,AZ和PZ上的合力减小至0 m N;(2)所有悬韧带上的力都减小至0 m N。分析不同悬韧带张力分配下囊膜的形态变化。结果当EZ上的力随着其他悬韧带合力的减小而增加时,后囊表现出向后弯曲,这与恒河猴的超声在体成像结果一致。后囊向后弯曲的程度与前囊切口大小及EZ张力大小呈正相关。当所有悬韧带张力都减小时,囊膜形变方向与在体观测结果相反。结论赤道悬韧带对调节态下的囊膜形态有主要影响,调节态下仅赤道悬韧带紧张的模式与真实情况更加接近,这与Schachar理论的描述一致。

视调节过程中悬韧带对晶状体的力作用分析

目的视调节过程中睫状肌收缩引起悬韧带上张力改变,使晶状体形变。这一过程调节眼球屈光力使位于远近不同距离的物体清晰地成像在视网膜上。由于成像手段的限制,对悬韧带引起晶状体形变的机制尚无准确的理解,存在多种对立的视调节理论。本研究拟通过仿真手段探究这一问题。方法构建了3~60岁间多个全眼球模型,包含眼球壁、睫状体、晶状体、玻璃体及前、赤道、后、玻璃体小带和平坦部小带5组悬韧带。为准确模拟正向视调节过程,开发了针对晶状体的预应力方法,模拟了其从承担张力的扁平状态恢复至松弛的偏球形状态。使用晶状体形变过程中的形变参数构建了光线追迹模型得到眼球屈光力变化。结果进入调节态后晶状体前后表面曲率、厚度、赤道半径均增大,前表面曲率变化幅度最大;5组悬韧带中,前部悬韧带和赤道部悬韧带上张力较大,玻璃体小带上张力最小。在不同年龄的模型中,同一悬韧带上张力大小无显著性差异,5组悬韧带上的张力分配呈相似的分布。30岁模型屈光力变化量约是50岁模型的4倍。结论不同组悬韧带在正向视调节过程中承担不同大小的张力,悬韧带张力的大小及分布情况不随年龄增加而变化,表明调节力下降主要与晶状体本身形状及材料参数变化相关。