眼内房水流动的数值研究

研究眼内房水流动有助于认识眼睛疾病(如青光眼)的发生机理.该文利用计算流体力学计算了人眼睫状体分泌的房水由后房流经5μm和30μm虹膜-晶体间隙进入前房,再经小梁网排出这一过程,分析了平视、仰视、俯视不同体位以及不考虑浮力因素的房水流场.结果表明不同情况的房水压力场类似,5μm虹膜-晶体间隙时后房眼压比前房约高30 Pa,而30μm时前后房压力基本相同,小梁网压力下降明显.前后房压差驱动房水从后房流经虹膜间隙到前房,而角膜与虹膜温差引起的自然对流为前房房水的主要流动.前房自然对流引起的压差变化在mPa量级,温度较高房水汇集区域压力稍高.平视时主要为前房虹膜侧房水上升、角膜侧下降的自然对流循环;仰视时瞳孔区房水沿前房中心轴上浮,然后沿角膜向周边下沉,从虹膜周边部位到瞳孔,形成轴对称的对流模式;对于俯视,流动模式与仰视正好相反,前房中心轴上房水从角膜运动到瞳孔处;不考虑浮力作用时,房水的平均速度比自然对流时小1~2个数量级.

青光眼房水流动的数值模拟分析

重建青光眼眼球三维模型,探究不同程度瞳孔阻滞和小梁网病变对前后房房水流动的影响。基于超声生物显微镜影像,进行人眼眼球三维建模,采用环形通道模化虹膜–晶状体间隙以及小梁网结构,将环形通道分别划分为20和32等分,通过闭合不同数量的等分来表明瞳孔阻滞程度以及小梁网病变程度,应用有限体积法开展房水流动的数值模拟。结果表明,前后房压差与虹膜–晶状体间隙的开度呈指数关系;此外,前房压力与小梁网的开度也呈指数关系,但小梁网闭合程度对前后房压差影响不大。研究结果有助于青光眼患者瞳孔阻滞以及小梁网病变程度的预测,对青光眼患者病情分析具有借鉴意义。

两种药物治疗原发性开角型青光眼的仿真研究

为从宏观上应用工程方法研究房水运行与青光眼发病机理和治疗的关系,本文提出了人眼前节房水流动系统的动力学仿真模型。本模型依据目前眼科界较为公认的房水运行和眼压反馈机制建立系统构架,基于对眼科解剖学与生理学相关理论的分析、流体力学基本原理和临床参数进行系统辨识与参数确定。对系统各项参数与原发性开角型青光眼发病机理之间的关系进行了初步的分析,分别对原发性开角型青光眼的病理状态和两种常用药物对其治疗的原理进行了仿真模拟,获得了和临床结论较为一致的结果。同时能获得一些不易测量的参数,可为模拟原发性开角型青光眼的病况和预报治疗效果提供依据。

Identified Circadian Rhythm Genes of Ciliary Epithelium with Differential Display

Purpose:To identify differential genes expressed in the rabbit ciliary epithelium duringthe circadian cycle of aqueous flow.Methods: Total RNA from ciliary epithelium of rabbits at 8AM (light on 1 hour) and8PM(light off 1 hour) were compared by differential display reverse transcription-polymerase chain reaetion(DD RT-PCR), using 6 % denaturing polyacrylamide electro-phoresis, choose differential display bands, cut and reamplify with the same primer, cloneand sequence. Search the database of Genbank, prolong them with 5' RACE and 3'RACE technique then clone, sequence and search database of Genbank.Results: 93 Significant differences gene expression were detected between light on andlight off in the rabbit ciliary epithelium.Conclusion: Differential display is a powerful tool to screen differentially expressedgenes in circadian rhythm of ciliary epithelium.

后房压力变化对虹膜变形的流固耦合有限元分析

目的:建立房水流动及虹膜变形的数学模型,定量分析因瞳孔阻滞造成前后房压差所引发的闭角型青光眼发病机制。方法:数值模拟研究。研究正常虹膜形状(虹膜-晶状体间隙为30μm)和瞳孔几乎后粘连(虹膜-晶状体间隙为5μm、2μm)下的房水流动及虹膜变形,利用计算流体动力学数值求解房水流动,并基于单向流固耦合技术进行虹膜在流场作用力下变形的有限元分析。结果:30μm的正常虹膜-晶状体间隙前后房的压力几乎相等;对于5μm和2μm的虹膜-晶状体间隙,后房比前房压力分别高31 Pa和815 Pa。利用乘幂函数对前后房压差与虹膜-晶状体间隙之间的关系进行拟合,发现当该间隙小于3μm后,前后房压差将异速增加形成显著虹膜膨隆,导致虹膜表面与角膜接触,引发房角关闭。结论:从生物力学的角度分析虹膜膨隆与房水流动的相互作用特征,能进一步定量揭示原发性闭角型青光眼瞳孔阻滞发病机制。