Вязкоупругая модель склеральной оболочки глаза — различия между версиями

Версия 18:10, 16 июня 2016

МАГИСТЕРСКАЯ РАБОТА
Автор работы: К.П. Фролова
Научный руководитель: к.ф-м.н., доцент Е.Н. Вильчевская

Введение

При построении простейших моделей глаза можно считать, что он имеет шаровидную форму. Глаз заполнен прозрачной гелеобразной субстанцией, называемой стекловидным телом. Во внешней фиброзной оболочке глаза можно выделить наружную фиброзную, среднюю сосудистую и внутреннюю сетчатую оболочки. Наружная фиброзная (корнеосклеральная) оболочка глаза выполняет защитную функцию и обуславливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части - роговицы, - и задней непрозрачной части – склеры, обладающих различными радиусами кривизны и биомеханическими характеристиками. Склера занимает 93% внешней фиброзной оболочки глаза человека, поэтому в задачах, связанных с определением формы и изменением объема глазного яблока под действием внутриглазного давления (ВГД), биомеханические свойства склеры играют решающую роль, и поведение глаза допустимо моделировать поведением его склеральной оболочки.

Цели исследования

• Смоделировать вязкоупругое поведение склеры после интравитреальной инъекции — инъекции внутрь стекловидного тела;
• Определить значение коэффициента сдвиговой вязкости склеры путем сравнения результатов математического моделирования и указанных в литературе экспериментальных данных, основанных на дискретном измерении внутриглазного давления (ВГД) в течение нескольких минут после интравитреальной инъекции.

Постановка задачи

Моделируемый в рамках данной работы эксперимент основан на дискретном измерении ВГД в течение нескольких минут после введения интравитреальной инъекции в объеме 0,05 мл. На экспериментальных кривых, соответствующих изменению ВГД с течением времени, наблюдается его резкий скачок непосредственно после инъекции, вызванный увеличением объема, а затем спад до некоторого постоянного значения. В большинстве существующих источников литературы данный спад объясняется наличием оттока внутриглазной жидкости из нагруженного глаза. В связи с уменьшением объема происходит уменьшение ВГД. Однако известно, что склере присуща вязкоупругая реакция на приложенную нагрузку. Непосредственное измерение вязкости склеры вызывает технические сложности и, в связи с этим, в литературе отсутствуют сведения о соответствующих параметрах вязкости. Это приводит к тому, что в большинстве существующих моделей вязкие свойства склеры игнорируются, а поведение склеры при нагрузках предполагается чисто упругим. В данной работе релаксация напряжений (спад ВГД) в глазу после введения интравитреальной инъекции объясняется наличием обоих факторов: оттока и вязких свойств склеральной оболочки глаза. В рамках данной работы будет предложен метод определения коэффициента сдвиговой вязкости склеры, основанный на сравнении результатов математического моделирования и указанных в литературе экспериментальных данных, базирующихся на дискретном измерении ВГД в течение нескольких минут после интравитреальной инъекции.