Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Моделирование потоков жидкости в передней камере


1НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» 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.


ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вместе против слепоты»ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вме...

Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и иммунодефицитные заболевания»Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и ...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

«Живая» хирургия в рамках конференции  «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»«Живая» хирургия в рамках конференции «Современные технолог...

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

Федоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическ...

Актуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная...

Восток – Запад 2018  Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2018 Международная конференция по офтальмологии

«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»

Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Между...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизонты -  2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизон...

Сателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКОСателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКО

VIII Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии (ЕАКО)VIII Евро-Азиатская конференция по офтальмохирургии (ЕАКО)

XVII Всероссийская школа офтальмологаXVII Всероссийская школа офтальмолога

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2018 ХVI Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Роговица II. Топография роговицы. Аберрации глаза 2018 Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица II. Топография роговицы. Аберрации глаза 2018 Научн...

 ХV Юбилейный конгресс Российского глаукомного общества ХV Юбилейный конгресс Российского глаукомного общества

Сателлитные симпозиумы в рамках ХV Юбилейного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХV Юбилейного конгресса Росс...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Эндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференцияЭндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференция

Сателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенациональн...

Фемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всероссийская научно-практическая конференцияФемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всеросси...

Федоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практичес...

Федоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XIV Всероссийской научно-практической конференцииФедоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XI...

Актуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная ...

Top.Mail.Ru


Open Archives