Глава 1. Обзор литературы
1.1. Внутриглазное давление. История тонометрии
1.2. Основы тонометрии
1.3. Математические модели тонометра Маклакова
1.4. Ригидность глаза. Эластотонометрия по Филатову-Кальфа
1.5. Глаукома
Глава 2. Постановка задачи. Математическая модель
2.1. Постановка задачи. Актуальность и новизна
2.2. Математическая модель измерения ВГД по методу Маклакова
Глава 3. Влияние различных параметров на тонометрическое давление
3.1. Влияние геометрии глаза на тонометрическое давление
3.2. Влияние жесткости склеры и роговицы на тонометрическое давление
3.3. Влияние неоднородности роговицы на тонометрическое давление
Результаты и выводы
Список литературы
Внутриглазное давление (ВГД) - давление под которым находится содержимое глазного яблока в замкнутой полости его плотных оболочек - роговицы и склеры [1]. Уровень ВГД является основным показателем при диагностировании ряда глазных болезней.
Инструментальные методы измерения ВГД называются тонометрией. Основной принцип заключается в том, что под действием внешних сил (т.е. под действием тонометра) оболочки глазного яблока деформируются [2].
По принципу воздействия на радужную оболочку глаза тонометры можно разделить на два основных вида: импрессионные и аппланационные. Импрессионные тонометры регистрируют глубину вдавливания глаза с помощью специального стержня. В основу аппланационной тонометрии положено определение площади сплющивания (аппланации). Измерение ВГД может производится по величине деформации при одинаковой силе давления на глаз либо по величине давления на глаз при одной и той же зоне контакта [2-3].
В монографии [4] история развития тонометрии разделена на четыре периода.
Начальный период (1862-1884 гг.), в течении которого измерение ВГД носило экспериментальный характер. Первым важное значение измерения ВГД подчеркнул Альберт фон Грефе в 1862 году, изучая причины возникновения глаукомы. Также он создал первый импрессионный тонометр.
Начало аппланационной тонометрии связано с созданием тонометра Маклакова в 1884 году. С этого момента отмечают второй, ранний клинический, период развития тонометрии (1884-1913 гг.) [5].
При измерении ВГД тонометром Маклакова используются окрашенные грузики весом 5 или 10 г., которые опускают на глаз. После этого грузик помещают на бумажку и с помощью специализированной линейки измеряют
оставленный им отпечаток. Чем больше площадь соприкосновения грузика и роговицы глаза, тем меньше давление внутри глазного яблока. Данный метод является одним из самых достоверных и доступных.
В данной работе исследовалась эластотонометрия глаза. Особое внимание уделялось анализу причин, по которым данные эластотонометрии могут иметь патологию.
Были получены следующие результаты и сделаны соответствующие выводы:
1. Тонометрическое давление, полученное тонометром Маклакова, зависит от геометрии глаза, в частности от радиуса кривизны роговицы. Получено, что при увеличении радиуса кривизны роговицы, площадь контакта также увеличивается, а тонометрическое давление убывает.
2. Жесткости склеры и роговиц влияют на тонометрическое давление.
При глаукоме жесткости склеры и роговицы могут увеличиваться, поэтому в работе варьировались тангенциальные модули упругости. При определенных параметрах получены зависимости тонометрического давления от массы груза, при которых в кривой, характеризующей эластотонометрию, появляется пологий участок, либо излом.
3. Роговица - неоднородный материал даже в здоровом человеческом глазе. При патологии эта неоднородность возрастает. Например, при таких заболеваниях, как краевая дистрофия роговицы или дистрофия роговицы краевая эктатическая. Чтобы изучить влияние неоднородности роговицы на тонометрическое давление, использовалась математическая модель с мягкой вставкой в роговицу. В этом случае площадь контакта растет неравномерно. И Зависимости тонометрического давления от массы груза для таких моделей лучше всего согласуются с патологическими кривыми Кальфа. Здесь также начало кривой начинается выше 21 мм рт. ст., присутствует излом при нагрузке 10 г.
Изучение влияния различных параметров на тонометрическое давление, исследование патологической эластокривой Кальфа с изломом необходимы, чтобы лучше понять механику человеческого глаза. Это может помочь выяснить причины возниковения различных патологий глаза. Благодаря этому могут быть созданы новые методы исследования внутриглазного давления и лечения заболеваний глаза.
1. Краснов М. М. Микрохирургия глауком. - М.: Медицина, 1980. - 248 с.
2. Рожко Ю.И. Глазное давление: тонометрические и тонографические методы исследования: учебно-методическое пособие по офтальмологии для студентов 4-6 курсов всех факультетов, клинических ординаторов
и аспирантов медицинских вузов. - Гомель: ГомГМУ, 2013. - 36 с.
3. Бауэр С.М. Об аппланационных методах измерения внутриглазного давления // Труды семинара «Компьютерные методы в механике сплошной среды» - 2006-2007 г. - с. 86-101.
4. Вургафт М.Б., Вургафт Я.М. Тонометрические методы исследования внутриглазного давления и гидродинамика глаза при глаукоме. Казань; 1991. 112 с.
5. Иомдина Е.Н., Бауэр С.М., Котляр К.Е. Биомеханика глаза: теоретические аспекты и клинические приложения / Под редакцией В.В. Нероева. М.: Реал Тайм, 2015. -208 c.: ил.
6. Johannesson G. Intraocular pressure - clinical aspects and new measurement methods. Umea: Umea universitet, 2011. , 44 p.
7. Whitacre MM, Stein RA, Hassanein K. The effect of corneal thickness on applanation tonometry// American Journal of Ophthalmology, 1993; 115(5):592-596.
8. Doughty MJ, Zaman ML. Human corneal thickness and its impact on intraocular pressure measures: a review and meta-analysis approach // Surv Ophthalmol., 2000; 44 p.367-408.
9. Feltgen N., Leifert D., Funk J. Correlation between central corneal thickness, applanation tonometry, and direct intracameral IOP readings // Br J Ophthalmol., 2001, 85, p.85-87.
10.Shimmyo M, Ross AJ, Moy A, Mostafavi R. Intraocular pressure, Goldmann applanation tension,corneal thickness, and corneal curvature in Caucasians, Asians, Hispanics, and African Americans.
11. Тарутта Е.П., Еричев В.П., Ларина Т.Ю. Контроль уровня ВГД после кераторефракционных операций // Биомеханика глаза. М., 2004. С.120-122.
12. Бауэр С.М., Качанов А.Б., Семенов Б.Н., Слесорайте Е. О влиянии толщины роговицы на показатели внутриглазного давления при измерении ВГД аппланационными методами. // Биомеханика глаза - 2007: сб. тр. конф. - М., 2007. - с. 119 -124.
13. Слесорайте Е. Статистический и численный анализ влияния толщины роговицы на показатели внутриглазного давления // Российский журнал биомеханики, 2006, Т 10, № 2, с. 58-63.
14. Бауэр С.М., Карамшина Л.А., Качанов А.Б. Механические модели измерения внутриглазного давления тонометрами Маклакова и Гольдмана после операций по коррекции зрения // Российский журнал биомеханики, 2012, Т. 16, № 3, с. 25-31.
15. Kohlhaas M., Boehm A.G., Spoerl E., Pursten A., Grein H.J., Pillunat L.E.
Effect of central corneal thickness, corneal curvature, and axial length on applanation tonometry. Archives of ophthalmology. 2006; 124: 471-476.
16. Аветисов С.Э., Бубнова И.А. Современные возможности
прижизненной оценки биомеханических свойств роговицы. В кн.: Современные методы диагностики и лечения заболеваний роговицы и склеры. Сб. трудов конференции. М.; 2007: 236-9.
17. De Morates C.G.V., Prata T.S., Liebmann J., Ritch R. Modalities of tonometry and their accuracy with respect to corneal thickness and irregularities. J.Optometry. 2008; 1:43-9.
18. Detry-Morel M. Update in tonometry. Phosphene and rebound tonometries, self-tonometry and technologies for the future. Bull. Soc. Belge Ophtalmol. 2007; 303: 87-95.
19. Балашевич Л.И., Качанов А.Б., Новак Я.Н., Бауэр С.М., Зимин Б.А. О влиянии толщины роговицы на показатели внутриглазного давления //
Офтальмохирургия, 2005, N 1б с.27-29, Биомеханика глаза, 2005, с.119-120.
20. Ljubimova D. Biomechanics of the Human Eye and Intraocular Pressure Measurements. Doctoral Thesis in Mechanics. Stockholm: Royal Institute of Technology; 2009; 200 p.
21. Волков В.В. Глаукома при псевдонормальном давлении. Руководство для врачей. М.: Медицина, 2001. 352 с.
22. Нестеров А.П., Бунин Ф.Я., Канцельсон Л.А. Внутриглазное давление. Физиология и патология. М.: Наука, 1974. 381 с.
23. Бауэр С.М., Любимов Г. А., Товстик П.Е. Математическое
моделирование метода Маклакова измерения внутриглазного давления // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2005. №1, С. 24 - 39.
24. Глаукома. Национальное руководство/под ред. Е.А. Егорова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 824 с.
25. Романова А.А. К построению модели деформации решетчатой пластины диска зрительного нерва. // Труды семинара «Компьютерные методы в механике сплошной среды» - 2007-2008 г. - с. 110-116.
26. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Возрастные изменения биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза // // Глаукома. 2013. № 3. С. 10-15.
27. Карамшина Л.А. Механические модели аппланационной тонометрии с учетом многослойности роговицы // Российский журнал биомеханики.
- 2011 - №3. - C. 37-44.
28. Иомдина Е.Н. Механические свойства тканей глаза человека // Современные проблемы биомеханики. - 2006. - Вып. 11. - С. 183-200.
29. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Исследование влияния биомеханических свойств роговицы на показатели тонометрии // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. 2009. Т. 29. № 4. С. 30-33.
30. Смотрич Е.А. Топография роговицы и распределение механических напряжений в ней при различных видах корнеальной хирургии. Автореф. дис. .канд. мед. наук. М.; 2014.