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白内障手术连续环形撕囊有限元仿真分析

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收录情况: ◇ 统计源期刊

机构: [1]华北电力大学能源动力与机械工程学院 [2]北京同仁医院 [3]山西省眼科医院 [4]北京航空航天大学机械工程及自动化学院
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关键词: 连续环形撕囊 有限元模型 前囊膜 撕囊力 力学行为

摘要:
目的 应用有限元分析(finite element analysis, FEA)实现人眼晶状体连续环形撕囊(continuous curvilinear capsulorhexis, CCC)操作,探讨在撕囊过程中的操作力和囊膜变形情况,以期实现撕囊的精准操作。方法 首先基于已有的晶状体临床物理和形态数据,构建连续环形撕囊有限元仿真模型,采用畸变能失效准则和黏聚力模型破坏准则分别模拟前囊膜自身和层间相邻组织的损伤,然后建立球坐标系描述撕囊运动参数,分析撕囊过程中组织的力学行为,获取撕囊力曲线。结果 当撕囊角度θ1=90°、θ2=30°时,最大撕囊力和平均撕囊力分别为19.22 mN和11.74 mN,仿真数据与文献中所述实验数据吻合较好;速度大小对平均撕囊力的影响为先增大后减小,并且随着失效应力的增加,平均撕囊力逐渐增加。整个撕囊过程能够很好地反映撕囊力和囊膜的变形情况,5步平均撕囊力分别为11.74 mN、9.70 mN、12.44 mN、11.01 mN和9.75 mN。结论 在撕囊过程中,囊膜与皮质之间首先发生破坏,随后才开始前囊膜自身的断裂,撕囊力主要由前囊膜裂纹扩展造成,且速度导致平均撕囊力先增大后减小,同时,失效应力的增大也会引起撕囊力的增大。对于整个撕囊过程,每一次倒手后的撕囊力能够保持稳定。本文所构建的撕囊有限元模型能够模拟连续环形撕囊操作。

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第一作者机构: [1]华北电力大学能源动力与机械工程学院
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