基于全反射圆台棱镜的眼压测量装置设计及角膜力学特性的研究

发布时间：2017-10-13 01:11

  本文关键词：基于全反射圆台棱镜的眼压测量装置设计及角膜力学特性的研究

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【摘要】：眼压是临床医学上的一个非常重要的参数。眼压的变化,可能导致眼科上的很多疾病,人类眼科疾病中致盲率最高的青光眼就是由于眼内压力升高而引起的。由于目前临床医学上仍缺乏可靠的预防青光眼的方法,只能通过早诊断、早治疗来防止视功能损害。青光眼的主要特征是病理性眼压升高,临床眼科医疗对青光眼治疗的手段一般是设法降低眼压并使其维持在正常水平。因此,研究准确测量眼压的检测技术在临床上对于青光眼的诊治具有非常重要的意义。 同时,眼压与应力应变、弹性模量、蠕变性能、眼壁硬度等一系列角膜生物力学特性具有密切的关系,角膜生物力学特性的研究对于目前临床使用的近视眼准分子激光角膜屈光手术、角膜疾病的诊断和治疗等都具有非常重要的参考和应用价值。现有的一些对于角膜力学特性的研究都是采用离体测量的方式,这种方式往往会破坏角膜所固有的结构特征及生理环境,并不能反映在体角膜的真实特性。因此,开展在体角膜的生物力学特性的非破坏性研究具有重要意义。 本文综述了眼压测量技术的发展和不同类型眼压计在临床上的应用,由于压平眼压计在对角膜的检测中具有非损害、测量速度快的特点,着重描述了压平式眼压计的工作原理及在角膜检测当中的具体应用。在对比了较多的压平式眼压计的对于角膜变形检测的优缺点之后,研究了可动态连续的测量在体角膜压平面积、角膜压平力和眼内压的方式,并提出了一种通过使用全反射圆台棱镜来获取压平面积大小的方法。同时依据ELWINMARG和R.STUART MACKAY提出的眼压测量原理,设计出测量角膜压平力的具体实施方式,进而构建了一个新型的压平式眼压测量装置,并将实验结果与眼压测量方面的“金标准”Goldmman眼压计进行对比,确定了该测量方式的准确性,也证明了该实验检测装置可以实现对角膜压平面积、角膜压平力和眼内压的动态连续测量。 在确定了该检测装置的准确性与实用性之后,利用其对角膜力学特性进行了一些研究,依据测量眼压时角膜的受力变形情况,从理论上分析出角膜的弹性模量与角膜压平面积、真实眼内压及眼压实测值之间的关系,在此基础上使用压平式检测来研究角膜弹性模量并进行实验。并且还研究了眼壁硬度与角膜压平力和压平位移之间的关系,同样利用新型眼压测量装置检测了不同眼压水平下压平力与压平位移之间的关系。两项实验结果均表明新型压平眼压计实验检测装置对于角膜生物力学特性的非破坏性在体测量有很重要的作用。
【关键词】：角膜 眼压 压平眼压计 非破坏性检测 生物力学特性
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R775
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 眼压测量技术的研究发展历史及现状10-14
• 1.2.1 压陷式眼压计10-11
• 1.2.2 压平式眼压计11-13
• 1.2.2.1 Makjiakob眼压计11
• 1.2.2.2 Goldmann压平眼压计(Goldmann applanation tonometer,GAT)11-12
• 1.2.2.3 Tono-pen眼压计12-13
• 1.2.3 几种新型眼压计13-14
• 1.2.3.1 PASCAL动态轮廓眼压计(Dynamic contour tonometer,DCT)13
• 1.2.3.2 iCARE反冲回弹眼压计(Rebound tonometer)13-14
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排14-15
• 1.3.1 本文研究内容14-15
• 1.3.2 论文章节安排15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 角膜压平面积的线性测量装置16-26
• 2.1 光学设计原理16-19
• 2.1.1 测量探头设计16-17
• 2.1.2 角膜压平面积测量17-19
• 2.2 实现方式19-20
• 2.3 实验20-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 力学检测单元26-34
• 3.1 压力传感器26-27
• 3.2 压力传感器选型27-29
• 3.3 前置放大电路29
• 3.4 模数转换电路29-30
• 3.5 处理系统30-31
• 3.6 定标实验31-33
• 3.7 本章小结33-34
• 第四章 硬件电路系统结构34-45
• 4.1 基本工作原理34-35
• 4.1.1 Imber-Fick定律34
• 4.1.2 系统总体架构34-35
• 4.2 硬件电路系统35-37
• 4.2.1 ARM处理器简介35-36
• 4.2.2 硬件电路结构设计36-37
• 4.3 具体电路设计37-41
• 4.3.1 电源电路37-38
• 4.3.2 STM32F103VE引脚接口及外接电路38-39
• 4.3.3 下载电路39
• 4.3.4 复位电路39-40
• 4.3.5 LCD驱动电路40
• 4.3.6 LCD引脚接口40-41
• 4.4 电路板设计与制作41-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 角膜力学特性的压平法检测45-52
• 5.1 新型眼压测量装置与GAT对比实验45-46
• 5.2 角膜弹性模量的压平法检测技术46-49
• 5.2.1 角膜压平变形程度与弹性模量的关系46-47
• 5.2.2 压平法测量角膜弹性模量47-49
• 5.3 眼壁硬度的压平检测方法49-51
• 5.3.1 角膜形变量与眼壁硬度的关系49-50
• 5.3.2 压平法测量眼壁硬度50-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文专利58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张学勇;马建国;卢荣胜;李义宝;唐震;刘果红;;Development of an optical probe to measure the flattened area of ocular cornea[J];Chinese Optics Letters;2010年01期

2 张学勇;马建国;卢荣胜;;眼压检测技术应用研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年07期

3 曾衍钧,任庆华,蔡琦瑛,李秀云,胡泳霞,宋海兰;猪眼角膜的生物力学特性[J];生物物理学报;1993年02期

4 蒋百川;;近视眼研究的进展[J];中国眼耳鼻喉科杂志;2011年01期

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本文编号：1021966