人眼晶状体建模与仿真研究综述

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1、万方数据第18卷第10期2006年10月系统仿真学报@JournalofSystemSimulation、，0l_18No．10Oct．，2006人眼晶状体建模与仿真研究综述王博亮1，2，刘卓2，徐秀英1，谢杰镇1(1．厦门大学计算机科学系，福建厦门361005；2．国防科技大学电子科学与技术系，湖南长沙410073)摘要t组织器官的建模仿真是生物医学工程研究的热点，人眼作为人体最重要的感觉器官之一，对其组成部分的建模与仿真研究具有重要的意义，而晶状体仿真模型的建立是“国人虚拟眼”研究的重要组成部分。论述了目内外人曩晶状体建模仿真

2、研兜现状，讨论了建模研究中几何走模与曲毫建模两大关键技术的研究方法及英寰晨趋势，为进一步开展晶状体的走模仿真研究打下基础。关健词l晶状体；建模；仿真；调节；国人虚拟眼中圈分类号：TP391．9文献标识码lA文章编号l1004．731X(2006)10．2709．03ModelingandSimulatingofHumanCrystallineLensWANGBo．1ian91．_，LIUZhu02，XUXiu．yin91，XIEJie．zhenl(1．DepartmentofcomputerScience，XiamenUniver

3、sity,Xiamen361005，China；2．DepartmentofElectricScienceandTechnology,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073．China)Abstract：Themodelingandsimulatingofhumantissuesandorgansisanattractivefieldinbiologicalmedicalengineering．Humaneyeisoneofthemostimportantsense

4、organSOitissignificanttostudyitspartsbysimulatingmethod．Theresearchesonthefieldofmodelingandsimulatingthehumancrystallinelenswerreviewedandthetwokeytechnologies,e．g．geometrymodelingandphysicalmodelingwerediscussed,includingtheircurrentstudiesanddevelopingtrend．Atlast,

5、abriefcommentoffuturedevelopmentonthestudyofthelenswasgiven．KeyWOrds：humancrystallinelens；modeling；simulating；accommodation；virtualChinesehumaneye引言晶状体是人眼的重要组成部分，它位于虹膜、瞳孔之后，玻璃体之前，通过晶体悬韧带与睫状体联系。晶状体呈双凸透镜状，是重要的屈光间质之一，对光线有屈光作用，同时也能滤去一部分紫外线，保护视网膜。但它最重要的作用是通过睫状肌的收缩或松弛改变屈光度，

6、使看远或看近时眼球聚光的焦点都能准确地落在视网膜上。这种为了适应看近距离，而增加眼的屈光力的现象，叫做“调节”。随着人年龄的增大，由于晶状体自身变厚变硬以及睫状体、悬韧带功能的下降，人眼的调节功能减退，将会产生“老视”现象，俗称“老花眼”。更有许多老年人由于晶状体蛋白变性、水肿、纤维之间出现水裂，水疱，晶状体由透明变混浊，严重时将导致失明，这就是白内障。随着全球人口的老龄化，发生老视的人群数量越来越庞大，而白内障的发病率以及患者人数也在不断上升，估计全世界目前有2千万人因此失明。老视、白内障等晶状体疾病的治疗研究具有非常重要的社会

7、意义和经济价值。欲寻求有效治疗方法，首先要对晶状体、悬韧带和睫状体三者之间的相互作用关系有清楚的了解。但是由于晶状体及其周边组织包容在眼球内部，且结构非常精密，在活体状态下直接对其进行观测研究效果并不理想，晶状体收奠日期l2005—07．04●圆日期l2006—07．25基垒项目-国家自然基金项目(60371012)；卫生部科学研究基金一福建省卫生教育联合攻关计划项目(WKJ2005．2—001)；厦门市科技计划项目(3502220041044)。作者简介t王博蠢(1945．)，男，福建闽侯人，教授，博导，研究方向为虚拟现实与医学

8、图像处理、生物信息检测与控制，计算机在医学工程中应用。形变屈光的作用机理尚未十分清楚【】】。随着计算机科学和生物医学的结合发展，物理建模和虚拟仿真技术被越来越广泛地应用于生物组织和器官的研究中，如心脏功能研究、人脑软组织变形、骨骼、牙齿，在眼科中也