基于PIV技术研究眼内房水流动特性的实验设计

目的借助粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对密闭离体动物眼球后房注水引发的眼内慢流动过程进行流动显示,计算不同时刻的流场,探讨测量眼内低速流动流场的PIV实验方案,为生理状态下眼内房水低速流动的流场测量提供实验基础。方法在离体眼球相对密闭的条件下,当微量注射泵按照0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5 mL/min的速率驱动液体入眼球时,即可满足眼内液体形成缓慢流动的需求。向离体兔眼后房内均匀注入一定浓度、粒径为10μm的荧光粒子溶液,在眼球前房的正中额状面给予激光片光照射,以获得眼球前房正中额状面清晰的粒子图像。PIV系统记录并计算眼内液体的流动情况。结果向密闭的离体兔眼后房内均匀注入液体时,观察到液体先充满后房及瞳孔所在区域、之后绕过瞳孔缘进入到眼前房的流动规律,该规律与房水在生理条件下的理论流动过程一致。分析粒子图像,得到密闭眼球内几毫米每秒数量级的速度矢量。结论眼内低速流动液体的流场可以用PIV方法进行测量,从而使生理状态下眼内房水慢流场的实验测量成为可能,有助于实验研究生理或病理条件下眼内房水的复杂流动;为房水流场的数值模拟计算提供实验验证,也可为眼内病变时角膜内皮细胞、虹膜表面、晶体的剪切力损伤提供新的诊疗思路。