牛眼球有限元模型的建立和生物力学应用研究

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1、万方数据中图分类号UDCR32261O硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏牛眼球有限元模型的建立和生物力学应用研究BovineeyefiniteelementmodelingandIOPresearchofbiomechanics研究生姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：崔艳慧人体解剖与组织胚胎学神经元损伤与修复基础医学院黄菊芳研究员熊鲲副教授答辩委员会主中南大学二。一四年五月万方数据硕士学位论文原创性声明学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包

2、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：盔垫整日期：立虻年土月卑日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：篮螅

3、导师日期：皇垃年上月4曰日期：3啦年工月4日万方数据硕士学位论文牛眼球有限元模型的建立和生物力学应用研究捅要目的：建立一个尽可能符合正常、真实牛眼球解剖学和生理学的眼球有限元模型。利用该模型来探索不同眼内压条件下眼球内部不同部位的应力变化，特别是筛板的应力改变，为青光眼的实验研究提供数学模型。方法：(1)清除眼球周围的组织和肌肉等之后，利用眼科剪对巩膜和角膜进行条带切割，巩膜被切割成平均径向宽为3．8mm，长为14．5mm的长条试样，角膜被切割成平均径向宽为9．5mm，长为10mm的长条试样；(2)除去筛板前组织，固定好巩膜，使用游标卡尺测量鼻．颞、上一下两个方向筛板的长度；(3)采用85

4、8MiniBionixlI生物力学加载仪器，对眼球巩膜和角膜进行拉伸，巩膜的拉伸速率分别为O．3mm／s、3mm／s、30mm／s、300mm／s，角膜的拉伸速率分别为0．3mm／s、30nlmfs测量变形．受力曲线；(4)将新鲜牛眼球利用micro．CT进行精确地扫描，获得组建牛眼球几何结构的图像和数据。将这些图像和数据利用计算机进行模拟三维重建，得到牛眼球的几何外形；(5)设置眼球有限元模型眼内压，将眼球内壁作为力学承载部分，分别设置10mmHg、30mmHg、60mmHg、100mmHg进行模拟计算，得到不同眼内压情况下眼球各个部位的受力情况。结果：(1)采用模型逆向工程的参数化优化

5、方法，更加精确的获得了复杂的非线性的超弹性参数和粘弹性参数，得到更符合生理学情况的材料参数设置，建立更真实的眼球模型；(2)有限元模型模拟加压发现：随着模拟眼内压的增加，巩膜后半部的应力集中范围逐渐缩小，同时巩膜前半部应力集中范围逐渐扩大，而筛板中央部受力最明显。结论：(1)本实验建立了一个基于正常牛眼的有限元模型，该模型考虑了角膜、巩膜和筛板的形态和力学性质。(2)利用此有限元模型进行生物力学模拟实验，发现随着眼内压的增高，应力在巩膜的前部、筛板的中央最明显，提示这种压力增高后眼内应力的不均匀改变现象可能与视网膜节细胞差异性死亡有关。图16幅，表2个，参考文献67篇。关键词：巩膜；筛板；

6、眼内压；有限元分类号：R3221l万方数据硕士学位论文ABSTRACTBovineeyefiniteelementmodelingandIOPresearchofbiomechanicsABSTRACTOBJEC’I’IVE：Toestablishafiniteelementmodelwhichaccordswithnormalandtruebovineanatomicalandphysiologicaleyeasfaraspossible．Byusingthemodelitseekstoexplorethechangesofinternalstressindifferentpartsof

7、eyeunderdifferentconditionsofintraocularpressure，especiallythechangeofinternalstressoflaminacribrosa，andtoestablishamathematicalmodelfortheexperimentalstudyofglaucoma．METHOD：(1)Thefreshbovineocularperienchymawasc