基于膨胀实验数据获取角膜屈光手术后力学参数的方法初探

目的:基于离体膨胀实验获得的角膜顶点与压力数据,探索利用有限元方法获得屈光手术后角膜力学参数的方法。方法:取实验兔4只,左眼为手术眼,右眼为对照眼。行标准的LASIK术实验兔2只,仅制瓣未对角膜基质层消融的实验兔2只,分别于术后不同时间点实施离体角膜膨胀实验。在离体膨胀实验中,利用位移传感器、压力传感器和显微镜分别获得角膜顶点位移、角膜内压力及角膜正侧面轮廓图像。根据获得的角膜轮廓图像构建角膜几何模型,用二阶Ogden模型描述角膜的本构关系,通过有限元方法模拟膨胀实验,将计算结果与膨胀实验数据比对确定角膜的力学参数,分析屈光手术后饲养一定时间时角膜的力学特性。结果:角膜膨胀实验获得的角膜顶点位移与压力呈非线性关系。在相同压力下,术后饲养一定时间后的兔眼角膜顶点位移量比对照眼小。二阶Ogden模型可以较好地描述屈光手术后角膜的力学特性。屈光手术后角膜弹性模量较对照眼大。结论:基于整体膨胀实验数据,利用有限元方法模拟角膜膨胀实验反推屈光手术后角膜力学参数的方法是可行的。