项目名称: 基于有限元分析的个体眼光学特性和视觉矫正研究

项目编号: No.61465010

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 方利华

作者单位: 南昌航空大学

项目金额: 47万元

中文摘要: 眼科手术往往改变人眼的生物力学特性,从而导致屈光状态发生变化并显著影响全眼光学特性,最终影响手术的预测水平和视觉效果,因此研究人眼生物力学特性变化与全眼光学特性的关联机制具有重要的应用价值。本项目拟采用临床个体数据为基础,正确构建个体化人眼有限元模型,明确手术参数对角膜形态变化的作用效果;构建考虑角膜形态变化的个体化光学模型,定量研究光学特性随生物力学特性的变化机理,并通过临床实验验证角膜形态改变对术后视觉质量有明显影响。内容包括:①基于临床几何参数和经典物理参数,建立个体化人眼有限元模型,模拟眼科手术,分析手术参数对术后角膜形态的影响;②基于临床结构参数,结合角膜形态改变量,建立个体化人眼光学模型,分析像差等光学特性参量;③综合临床测量数据和理论预测数据,统计分析人眼生物力学特性对术后光学特性的影响机理。研究结果可为提高手术预测水平、准确评估和提高术后视觉效果提供新的理论依据。

中文关键词: 生物医学光子学;有限元模型;人眼光学模型;光学特性;视觉矫正

英文摘要: The biomechanical properties of the human eye may be changed from ophthalmic clinical surgery. These changes may induced the change of refractive state and have significant effects on optical property of the whole human eye, which concerns both the predictability of ophthalmic surgery and the outcomes of vision correction. Therefore it has significant the clinical application value to study the connection mechanism between the change of biomechanical properties of human eye and the optical properties of the whole human eye systematically. This project prepares to focus on analysing the effect of the operation parameters on the corneal shape change by building the customized finite element model of human eye. Then we study quantitatively the mechanism of the optical property changing with biomechanical properties of human eye after ophthalmic surgery by building the customized optical model with considering the corneal shape change. Futhermore, it may be verified that the corneal shape change has significant impact on the postoperative visual quality by the clinical experiment. These models are all based on the clinic individual data. The main contents of the project include:①Based on the clinical geometric data and classical biomechanical properties of the human eye, the three dimensional finite element models of the individual human eye will be built. Then, the simulations are performed on refractive and cataract surgery, and the influence of the surgery parameters on postoperative corneal shape will be studied. ②The optical models of the individual eyes will be built by combining the corneal shape change based on the clinical structure parameters, and then some optical characteristic parameters will be analyzed, such as monochromatic aberration. ③Finally, through the clinical data and theoretical data, we will provide statistical analysis that reveals the connection mechanism between the biomechanical properties and the postoperative optical properties of the whole human eye. The results may offer the new theoretical basis for improving the predictability of ophthalmic surgery, accurately evaluating and improving the outcomes of vision correction.

英文关键词: biomedical photonics;finite element model;the optical model of human eye;optical property;vision correction

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