Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Silani,Mahmoud Kadkhodaei,Peiman Mosaddegh
محمد سیلانی (استاد مشاور) محمود کدخدایی الیادرانی (استاد راهنما) پیمان مصدق (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahsa Zamani
مهسا زمانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Finite Element Simulation of the Biomechanical Behavior of Keratoconus Cornea To Assess Intraocular Pressure
The Corvis ST is one of the powerful devices for providing measurements of intraocular pressure (IOP) and a biomechanically-corrected IOP (bIOP). IOP is one of the critical factors that influence corneal biomechanical parameters, which can directly be affected by refractive surgeries such as MyoRing surgery in people with keratoconus eyes. Although IOP measurement has been evaluated in the extensive research lately, the numerical measurement of intraocular pressure (IOP) in keratoconus corneas after MyoRing surgery has not been investigated. Therefore, the present study aims to biomechanically examine the behavior of keratoconus cornea to provide accurate intraocular pressure in a patient subjected to MyoRing surgery. First, the corvis test on the keratoconus cornea is simulated by assuming a fluid-solid interaction between the aqueous humour and the cornea as a fluid cavity technique. Then, for different intraocular pressure, geometric, stiffness parameters of the cornea, and different dimensions of MyoRing, the statically biomechanical parameters of corvis tonometer are extracted. Additionally, the relationship between input parameters and each of the static biomechanical parameters of the corvis output is examined. In the next step, the theory of stochastic models is employed to convert finite element simulation to primary metamodels for producing corvis tonometer outputs in a real-time manner. Consequently, the primary metamodels and a reverse finite element technique are combined to generate intraocular pressure metamodel for defining the exact amount of intraocular pressure in the patient after MyoRing. To the best of the author's knowledge, it is the first time that the post-operative result of intraocular pressure in a patient with keratoconus corneas was accurately assessed. Finally, by performing the sensitivity analysis, the influence of the simulation input parameters on each of the corvis tonometry output parameters were determined. As a result, the evaluated IOP showed that the obtained outcome is in a good agreement with clinical observation. Keywords: Intra ocular pressure, Tonometry, Keratoconus, Finite element simulation, Surrogate model, Corvis tonometry
تونومتری کرویس یکی از دستگاه های قدرتمند جهت اندازه گیری فشار درون چشمی (IOP) و ارائه فشاردرون چشمی اصلاح شده بیومکانیکی (BIOP) است. فشار درون چشمی یکی از فاکتورهای اساسی و مهم جهت سنجش سلامت چشم بوده و بر روی پارامترهای بیومکانیکی قرنیه تاثیرگذار است . همچنین، سنجش این پارامترها به طور مستقیم تحت تاثیر جراحی های انکساری نظیر جراحی کاشت مایورینگ در افراد مبتلا به قوزقرنیه قرار می گیرد. اگرچه در مطالعات اخیر سنجش فشار درون چشمی به طورگسترده مورد بررسی قرار گرفته است ، اما تاکنون اندازه گیری عددی فشار درون چشمی (IOP) درافراد مبتلا به قوز قرنیه پس از جراحی مایورینگ مورد بررسی قرار نگرفته است. بنابراین ، مطالعه حاضر با هدف بررسی رفتار بیومکانیکی قرنیه قوزدار به منظور ارائه فشار درون چشمی دقیق در بیمار تحت عمل جراحی مایورینگ انجام شده است. ابتدا، عملکرد تونومتری کرویس روی قرنیه قوزدار رینگ گذاری شده با فرض وجود برهمکنش سیال- جامد بین مایع زلالیه و قرنیه به صورت تکنیک حفره سیال شبیه سازی شده است. سپس به ازای فشار درون چشمی، پارامترهای هندسی و سفتی متفاوت برای قرنیه و ابعاد متفاوت مایورینگ پارامترهای بیومکانیکی استاتیکی خروجی تونومتری کرویس در بخش نتایج شبیه سازی های کرویس استخراج شده و رابطه ی بین پارامترهای ورودی و هریک از پارامترهای بیومکانیکی استاتیکی خروجی کرویس مورد بررسی قرار گرفته شده است. در گام بعد با استفاده از تئوری مدل های تصادفی شبیه سازی اجزا محدود به متامدل های اولیه به منظور تولید خروجی های تونومتری کرویس در کسری از ثانیه تبدیل شده است. در گام آخر با استفاده از متامدل های اولیه و با به کار بردن یک ترفند معکوس مدل جایگزین فشار درون چشمی به منزله تعیین مقدار دقیق فشار درون چشمی بیمار پس از رینگ گذاری تولید شده است. بدین ترتیب برای نخستین بار پس از جراحی رینگ گذاری ارزیابی فشار درون چشمی افراد با دقت زیاد جهت بررسی سلامت چشم امکان پذیر می شود. در نهایت با انجام تحلیل حساسیت میزان تاثیرپذیری هر یک از پارامترهای خروجی تونومتری کرویس از پارامترهای ورودی شبیه سازی اجزا محدود بررسی شده و اثر گذاری تمامی پارامترها بر دقت اندازه گیری فشار درون چشمی تعیین شده است. کلمات کلیدی فشار درون چشمی، فشار سنجی، قوز قرنیه، شبیه سازی المان محدود ، مدل های جایگزین، تونومتر کرویس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی