使用一对力测试对角膜应力光学系数的实验评估

科学领域:

• 生物机械工程 生物机械工程
• 眼科医生 眼科 眼科
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 角膜拓和断层扫描测量形状,但不是内部机械应力.
• 不均的角膜压力对疾病进展和术后变化至关重要.
• 光弹性对于分析透明角膜是有利的,但量化受到实验挑战的阻碍.

研究的目的:

• 开发一种创新的实验设置,用于测量角膜应力光学系数.
• 为了在角膜拉伸过程中实现表面平整和梯度剪切应力场.
• 为了通过光弹性来直接量化角膜应力.

主要方法:

• 使用一种设置,将流体压力和力对应到角膜上.
• 内部液体的压力保持角膜的形状,并防止纹.
• 力量对产生压力场,产生等色边缘用于分析.

主要成果:

• 成功测量了 ex-vivo 的猪异型角膜的应力光学系数.
• 获得的系数是1.87 × 10−9 (水平) 和1.97 × 10−9 (垂直) m2/N.
• 每一个边缘顺序对应于低压下6.05 × 104 Pa的剪切应力范围.

结论:

• 建立了角膜光弹性模式和应力量化之间的联系.
• 能够使用光弹性可视化直接测量角膜应力.
• 为眼科中先进的临床应用提供了基础.