Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Моделирование потоков жидкости в передней камере


1МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии» Минздрава РФ
2Московский физико-технический институт (Государственный университет)
3Тесис

Актуальность.
В хирургии катаракты существует ряд гидродинамических задач. Одна из них – уменьшение травмирующего гидродинамического воздействия на ткани глаза. Травма может вызываться повышенным давлением жидкости, трением на поверхности роговицы, коллапсом передней камеры глаза вследствие большого перепада давления. Анализ с помощью компьютерного моделирования методик операций и конструкций применяемых инструментов является весьма актуальной проблемой.
Цель работы - уменьшение вероятности травмирования заднего эпителия роговицы глаза путем оптимизации положения хирургических инструментов в передней камере глаза.
Материал и методы. Данная работа посвящена моделированию процессов лечения катаракты методами бимануальной и коаксиальной факоэмульсификации. В последней задаче рассмотрены случаи с не оперированным ранее глазом и имплантированной ранее искусственной факичной линзой (ФИОЛ).
Ирригационная жидкость рассматривается как несжимаемая вязкая среда, находящаяся в условиях стационарного течения. Это предположение справедливо даже при наличии колебаний расхода ирригационной жидкости в широком диапазоне частот. Частоту , начиная с которой следует учитывать нестационарные волновые процессы, оценивалась по формуле , где – скорость звука в ирригационной жидкости, – характерный размер области течения. Применительно к глазу: , следовательно, пороговое значение равно не менее 105 Гц, и рассматриваемые процессы укладываются в этот диапазон.
Рассматривалась одна фаза – ирригационная жидкость с параметрами, аналогичными параметрам внутриглазной жидкости: плотность ρ = 1000 кг/м³, вязкость ν = 0,014 Па·с.
С целью исключения турбулентности движения жидкости в передней камере определяли число Рейнольдса. В качестве модели использовались дифференциальные уравнения Навье-Стокса, которые описывают гидродинамику исследуемых потоков.
В работе использовался программный комплекс FlowVision HPC, с помощью которого моделировалось ламинарное течение вязкой глазной жидкости и вископротекторов во время операции. Геометрия передней камеры, капсулы хрусталика и хирургических инструментов импортировалась из стороннего пакета.
Расчетная сетка, используемая во Flowvision HPC, является ортогональной, адаптивно локально измельченной и с подсеточным разрешением геометрии. Количество расчетных ячеек в методе бимануальной факоэмульсификации было равным 123877, а в методе коаксиальной факоэмульсификации без и с имплантированной факичной линзой - 188882 и 155149 ячеек соответственно.
Было проведено моделирование течения при варьировании различных параметров конфигурации приборов: углов, перпендикулярных плоскости радужной оболочки глаза, углов, параллельных плоскости радужки и глубине проникновения инструментов. Рассматривались 9 различных ситуаций, из которых были выделены наилучшие и наихудшие положения. В качестве критерия для выбора использовались: давление на центральную область задней поверхности роговицы (относительно давления на входе жидкости ирригационного прибора) и средняя скорость потока в центральной области роговицы (мера силы трения на роговице). Было проведено моделирование течения при варьировании глубины проникновения коаксиального прибора. Было рассмотрено 5 различных положений инструмента. Отслеживалась средняя скорость потоков жидкости в центральной области роговицы и давления в центральной области роговицы (относительно давления на входе жидкости ирригационного прибора).
Сравнение методов бимануальной и коаксиальной факоэмульсификации было проведено по трем критериям: интегральные скорости в центральной области роговицы <V> (мера силы трения), интегральное давление на роговице <δP>, рассчитывающееся относительно давления, установленного на месте отверстия ирригационного инструмента (мера перепада давления в глазу), а также время операции ?.
Результаты и обсуждение.
Исследование показало, что использование коаксиального подхода является более безопасным методом операции факоэмульсификации. Однако в данной методике больше «труднопромываемых» зон, что предполагает наличие большого опыта и ловкости рук хирурга. Было получено также, что время операции при коаксиальной факоэмульсификации больше времени, затрачиваемого при бимануальной технике, а силы трения на роговице и перепад давления в глазу меньше, чем в бимануальной методике.
В результате моделирования были найдены оптимальные положения инструментов во время бимануальной и коаксиальной факоэмульсификации, при которых сила трения на центральной поверхности роговицы минимальна.
The modelling of emulsion current in the anterior chamber of an eye during cataract surgery by a phacoemulsification method is considered in this article. The goal of work - reduction of probability of eyes injury by optimization of positions of surgical instruments. Some kinds of phacoemulsification are considered: on the eye which has been not operated earlier, and on the eye with phakic intraocular lens implanted. As a result of computer modelling distributions of pressure and velocity are received in the anterior chamber of an eye, dependence of force of friction and pressure on a cornea from the position of surgical instruments is investigated, optimal positions of instruments are found.
Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Занимательная аккомодологияЗанимательная аккомодология

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Заболевания глазной поверхности. Взгляд со всех сторонЗаболевания глазной поверхности. Взгляд со всех сторон

Интересное об известномИнтересное об известном

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2016 ХIV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта использования новой офтальмологической системы CENTURION®Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта исполь...

HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незаменимой!HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незам...

Три письма пациента. Доказанная эффективность леченияТри письма пациента. Доказанная эффективность лечения

Синдром «сухого» глаза: новые перспективыСиндром «сухого» глаза: новые перспективы

Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?

Прошлое... Настоящее! Будущее?Прошлое... Настоящее! Будущее?

Проблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиумПроблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиум

Секундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT Lisa Tri ToricСекундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT...

Инновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной хирургииИнновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной ...

Применение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических ИОЛ HOYA iSert Toric в рефракционной хирургии катарактыПрименение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических...

Рейтинг@Mail.ru