眼球力学及临床应用研究课件1.ppt

1、眼球力学及临床应用研究眼球力学及临床应用研究1.眼球的构造眼球的构造眼球的组织结构眼球的组织结构 眼球在眼眶中的位置眼球在眼眶中的位置 2、角膜屈光手术、角膜屈光手术 角膜的结构角膜的结构 角膜分为角膜分为5层：层：上皮细胞层上皮细胞层前弹力层（前弹力层（Bowman膜）膜）基质层基质层后弹力层（后弹力层（Descemet膜）膜）,厚约厚约10-12m，由极其微细的胶原微，由极其微细的胶原微丝构成丝构成内皮细胞层，由一单层细胞构成内皮细胞层，由一单层细胞构成 人角膜结构 角膜的力学特性角膜的力学特性 角膜的应力应变关系是角膜的应力应变关系是非线性的非线性的(Woo,1972)作为对角膜替代材料

2、的作为对角膜替代材料的研究，猪角膜有于人角研究，猪角膜有于人角膜相近的应力应变关系，膜相近的应力应变关系，但应力松弛存在较大差但应力松弛存在较大差异（杨坚，异（杨坚，2001）。）。角膜的应力应变曲线(Woo,1972)刘志成等刘志成等(2003)设计了一套设计了一套测量离体虹膜及角膜的装置测量离体虹膜及角膜的装置用面应变来表征变形用面应变来表征变形00SSS 实验结果可用下式拟合：实验结果可用下式拟合：)/exp(0PC式中，式中，0，C为常数，为常数，P为为试样所受的内外压力差。试样所受的内外压力差。角膜、虹膜测试装置图角膜、虹膜测试装置图眼球整体变形测试系统眼球整体变形测试系统Instr

3、on实验机（Mode 5544）摄像引伸仪(No.Sx2663-305)眼球整体变形与眼内压的关系眼球整体变形与眼内压的关系实验动物实验动物 整体眼变形加卸载曲线整体眼变形加卸载曲线近视眼近视眼近视眼是目前全球发生率最近视眼是目前全球发生率最高的、范围最广的、严重的公共高的、范围最广的、严重的公共卫生问题，我国近视眼发病率超卫生问题，我国近视眼发病率超过过30%。WTO已将近视眼的防已将近视眼的防治列入全球防盲计划。治列入全球防盲计划。角膜屈光能力占全眼的角膜屈光能力占全眼的70%，通过改变角膜的厚度来改变眼球通过改变角膜的厚度来改变眼球的屈光度是很有效的。的屈光度是很有效的。示意图放射状角膜

4、切开术放射状角膜切开术 发展于上世纪发展于上世纪80年代年代在角膜前极的在角膜前极的34mm的的“视区视区”的周围切一组的周围切一组(416条条)径向刀口，改变角径向刀口，改变角膜的有效弹性，使角膜的膜的有效弹性，使角膜的前极变得较平（曲率半径前极变得较平（曲率半径增大），调节其折光能力。增大），调节其折光能力。经典弹性理论中的无矩理论经典弹性理论中的无矩理论 手术切开越深效果越好，实际上，手术切开深度手术切开越深效果越好，实际上，手术切开深度可达角膜厚度的可达角膜厚度的9095%(Werner,1986)；眼内压波动大的患者来说，施行角膜切除术后，眼内压波动大的患者来说，施行角膜切除术后，带

5、来视力剧烈波动的危险增大了。带来视力剧烈波动的危险增大了。缺陷，没有将刚度函数缺陷，没有将刚度函数B（）与手术切口数及深）与手术切口数及深度直接联系起来度直接联系起来。)(2)1(;02Bpawv壳上一点的切向位移壳上一点的切向位移v和径向和径向(法向法向)位移位移w 如在角膜伤口愈合过程中可见角膜上皮细胞、基质细胞及中性粒细胞分泌多种MMPs以促进基底膜重塑、创面收缩及纤维修复组织沉积，当MMPs表达不当则可导致瘢痕的形成。and Stark,L.在角膜前极的34mm的“视区”的周围切一组(416条)径向刀口，改变角膜的有效弹性，使角膜的前极变得较平（曲率半径增大），调节其折光能力。术后1个

6、月，炎性细胞浸润到移植体，可见成纤维细胞、淋巴细胞,嗜伊红粒细胞.病因目前看法不一,多数认为是生物力学变化的结果(Seitz,2001,Piccoli,2003,Wang,2003)。眼球运动系统图 分析坐标系统加固术后2个月眼球与对照组眼球的表观人眼球运动模型的建立与分析人眼球运动模型的建立与分析圆锥角膜的主要病理改变为角膜基质变薄，角膜前凸，这可能与胶原数量减少以及胶原纤维异常分布和排列有关。加固术后1个月眼球与对照组眼球的表观两眼球协同运动是由大脑中枢所管制，使分开的两只眼变为同一功能单位，如果中枢管制失调，眼外肌力量不平衡，两眼不能同时注视目标，视轴呈分离状态，其中一眼注视目标，另一偏

7、离目标称为斜视(Strabismus)。羟脯氨酸测定原理：先把含有羟脯氨酸的多肽（或蛋白质）用蛋白水解酶初步水解为小分子肽链，再用盐酸进一步水解成游离的氨基酸，其中游离的羟脯氨酸被氧化成吡咯，与对二甲氨基苯甲醛在一定温度下反应，生成一种红色化合物，在562nm处有最大吸收。目前开展最为广泛且临床疗效明确的治疗近视的两类角膜屈光手术。用粘弹性材料模型，根据实验得到的数据处理导入，对眼球的变形进行模拟分析。术后各月加固条带区巩膜Hyp含量及模量的比较数值分析方法数值分析方法 Pinsky等等(1990)、王家权等（、王家权等（1999）利用线弹性球壳模）利用线弹性球壳模型（王家权等，取型（王家权等

8、，取E=1.8Mpa，=0.49）切开的深度与刀口数对手术的效果有最重要的影响。切开的深度与刀口数对手术的效果有最重要的影响。角膜的屈光度随切口深度的变化 屈光度眼内压曲线（Pinsky，1990)准分子激光角膜屈光术准分子激光角膜屈光术 准分子激光角膜切削术准分子激光角膜切削术 Photorefractive Keratectomy，PRK 准分子激光原位角膜磨镶术准分子激光原位角膜磨镶术 laser in situ keratomileusis,LASIK 目前开展最为广泛且临床疗效明确的治疗目前开展最为广泛且临床疗效明确的治疗近视的两类角膜屈光手术。我国每年有近近视的两类角膜屈光手术。我

9、国每年有近百万人接受该手术治疗。百万人接受该手术治疗。Lasik手术图示手术图示Lasik手术手术准分子激光原理准分子激光原理 准分子激光是一种脉冲光，波长范围为准分子激光是一种脉冲光，波长范围为157353nm。光化反应光化反应 组织受到远紫外光作用时，会断裂分子之间结组织受到远紫外光作用时，会断裂分子之间结合键，将组织直接分离成挥发性的碎片而消散，对合键，将组织直接分离成挥发性的碎片而消散，对周围的组织则没有影响。周围的组织则没有影响。精确、对周围组织无损害、对眼内部组织无损害精确、对周围组织无损害、对眼内部组织无损害 动物术后角膜超微结构检查。动物术后角膜超微结构检查。问题继发性圆锥角膜

10、问题继发性圆锥角膜 1998 年年Seiler等首次报道了等首次报道了LASIK 术后产生继发性圆锥角膜术后产生继发性圆锥角膜,此后，不此后，不断有病例报告断有病例报告,Pallikaris（2001）等报道发生率为等报道发生率为0.66%。(陈跃国陈跃国，2002)继发性圆锥角膜是严重的角膜并发继发性圆锥角膜是严重的角膜并发症，会对术后视力造成破坏性的影症，会对术后视力造成破坏性的影响，部分病例不得不进行穿透性角响，部分病例不得不进行穿透性角膜移植术。膜移植术。术后2个月，更多的炎性细胞浸润到移植体，使其内部的胶原纤维被破坏.近视眼是目前全球发生率最高的、范围最广的、严重的公共卫生问题，我国

11、近视眼发病率超过30%。手术Hyp含量(g/mg)人眼球运动模型的建立与分析350Pa下吸入长度随时间的关系术后2个月，更多的炎性细胞浸润到移植体，使其内部的胶原纤维被破坏.在角膜前极的34mm的“视区”的周围切一组(416条)径向刀口，改变角膜的有效弹性，使角膜的前极变得较平（曲率半径增大），调节其折光能力。术后免疫排斥反应造成对异体巩膜胶原的破坏：这种力学环境的改变对Lasik术后圆锥角膜病变的发展是一个不可忽视的因素。如在角膜伤口愈合过程中可见角膜上皮细胞、基质细胞及中性粒细胞分泌多种MMPs以促进基底膜重塑、创面收缩及纤维修复组织沉积，当MMPs表达不当则可导致瘢痕的形成。Haydee

12、（2005）,Smith（2006）等认为MMPs在角膜的多种生理及病理反应中发挥作用Photorefractive Keratectomy，PRK准分子激光是一种脉冲光，波长范围为157353nm。(陈跃国，2002)对44只实验动物（兔）分四组，每一个手术组接受一种切削量的角膜切削术实验。眼球在眼眶中的位置术后2个月手术眼 术后2个月对照眼缺陷，没有将刚度函数B（）与手术切口数及深度直接联系起来。内皮细胞层，由一单层细胞构成 病因目前看法不一病因目前看法不一,多数认为是生物力学多数认为是生物力学变化的结果变化的结果(Seitz,2001,Piccoli,2003,Wang,2003)。Co

13、maish（2002)认为角膜基质的改变与继认为角膜基质的改变与继发性圆锥角膜的发病有着密切的关系。发性圆锥角膜的发病有着密切的关系。圆锥角膜的主要病理改变为角膜基质变薄，角膜前凸，这可能与胶圆锥角膜的主要病理改变为角膜基质变薄，角膜前凸，这可能与胶原数量减少以及胶原纤维异常分布和排列有关。角膜受损后出现的原数量减少以及胶原纤维异常分布和排列有关。角膜受损后出现的炎性反应炎性反应,能引起角膜基质的分解酶活性增加能引起角膜基质的分解酶活性增加,导致角膜融解、变薄、导致角膜融解、变薄、从而导致继发性圆锥角膜。从而导致继发性圆锥角膜。Haydee（2005）,Smith（2006）等认为）等认为MM

14、Ps在在角膜的多种生理及病理反应中发挥作用角膜的多种生理及病理反应中发挥作用 如在角膜伤口愈合过程中可见角膜上皮细胞、基质细胞及中性粒细胞如在角膜伤口愈合过程中可见角膜上皮细胞、基质细胞及中性粒细胞分泌多种分泌多种MMPs以促进基底膜重塑、创面收缩及纤维修复组织沉积，以促进基底膜重塑、创面收缩及纤维修复组织沉积，当当MMPs表达不当则可导致瘢痕的形成。表达不当则可导致瘢痕的形成。如果如果LASIK术后术后MMPs表达异常就会使胶原的降表达异常就会使胶原的降解发生改变，使角膜的力学性能降低，可能诱发解发生改变，使角膜的力学性能降低，可能诱发继发性圆锥角膜的发生继发性圆锥角膜的发生(Dupps,2

15、005)。此外，术后角膜层变薄，所受的应力明显增大。这种力学此外，术后角膜层变薄，所受的应力明显增大。这种力学环境的改变对环境的改变对Lasik术后圆锥角膜病变的发展是一个不可术后圆锥角膜病变的发展是一个不可忽视的因素。忽视的因素。LASIK手术研究初步手术研究初步 对对44只实验动物（兔）分四组，每一个手术组接受一种切只实验动物（兔）分四组，每一个手术组接受一种切削量的角膜切削术实验。术后削量的角膜切削术实验。术后6个月，用明胶酶谱分析法个月，用明胶酶谱分析法检查术后各组角膜之间明胶酶含量的变化、及生物力学测检查术后各组角膜之间明胶酶含量的变化、及生物力学测试分析。试分析。角膜松弛实验过程图

16、角膜松弛实验过程图术后各组角膜的明胶酶含量术后各组角膜的明胶酶含量及弹性模型比较及弹性模型比较王爱玉，陈维毅陈维毅，贺瑞，王晓君，刘春生，兔眼LASIK术后角膜生物力学特性的实验研究，生物医学工程学杂志（In Press）用粘弹性材料模型，根据实验得到的数用粘弹性材料模型，根据实验得到的数据处理导入，对眼球的变形进行模拟分析。据处理导入，对眼球的变形进行模拟分析。D 角膜顶点相对角膜边缘处的位移随眼内压的变化角膜顶点相对角膜边缘处的位移随眼内压的变化 3、巩膜的力学特性与后巩膜加固术、巩膜的力学特性与后巩膜加固术问题的提出问题的提出:（1 1）高度近视眼对引起视网膜病变）高度近视眼对引起视网膜

17、病变高度近视又称病理性近视或变性近视，是常见的致盲性高度近视又称病理性近视或变性近视，是常见的致盲性眼病之一，可以出现多种病理改变，甚至发生视网膜脱离，眼病之一，可以出现多种病理改变，甚至发生视网膜脱离，对视功能损害严重。对视功能损害严重。(Rada et al.2006)单纯性近视眼成像图单纯性近视眼成像图 进行性近视眼成像图进行性近视眼成像图 （2 2）我国高度近视的患病率高）我国高度近视的患病率高 据调查，我国的近视群体发病率达据调查，我国的近视群体发病率达3030，高度近视的患病，高度近视的患病率为率为0.720.722 2，有的地区高达，有的地区高达6.986.98，但高度近视眼的发

18、病，但高度近视眼的发病机制目前尚不完全清楚。机制目前尚不完全清楚。（3 3）巩膜的在维持眼球形状方面起着关键作用）巩膜的在维持眼球形状方面起着关键作用 眼轴延长和后巩膜葡萄肿是高度近视的基础病变之一，巩眼轴延长和后巩膜葡萄肿是高度近视的基础病变之一，巩膜壁的力学特点和自身的缺陷是重要因素之一。膜壁的力学特点和自身的缺陷是重要因素之一。眼球壁外层（前面眼球壁外层（前面1/61/6为角膜，其余为角膜，其余5/65/6为白色不透明的巩为白色不透明的巩膜）、中层（虹膜、睫状体与脉络膜）、内层（视网膜）切膜）、中层（虹膜、睫状体与脉络膜）、内层（视网膜）切线模量依次一个比一个高出一个数量级线模量依次一个

19、比一个高出一个数量级,即即(Graebel，1977)100:10:1:SCREEE正常人巩膜壁的不同部位其应力应变曲正常人巩膜壁的不同部位其应力应变曲线是不同的，在同样的压力下，眼球后部的线是不同的，在同样的压力下，眼球后部的巩膜发生变形的程度最大，赤道部巩膜次之，巩膜发生变形的程度最大，赤道部巩膜次之，眼前部巩膜最小（眼前部巩膜最小（Curtin，1969）。）。从八十年代中期开始，国外利用生物力学从八十年代中期开始，国外利用生物力学的研究方法，来研究巩膜壁的生物力学特征。的研究方法，来研究巩膜壁的生物力学特征。Prett（1987）提出球壁模型：）提出球壁模型：S=(Pi-Po)r/2h

20、。后巩膜加固术机理研究后巩膜加固术机理研究后巩膜加固术是治疗后巩膜葡萄肿的方法之一，也是目前治疗进后巩膜加固术是治疗后巩膜葡萄肿的方法之一，也是目前治疗进行性近视眼并防止其致盲的唯一方法行性近视眼并防止其致盲的唯一方法(Wollensak et al，2005)（陈维毅、杨桂通、吴文周，2000）外直肌依次受100 pps的神经脉冲作用时，角膜中点的运动轨迹在Listing平面上的投影。内皮细胞层，由一单层细胞构成这种力学环境的改变对Lasik术后圆锥角膜病变的发展是一个不可忽视的因素。实验性近视组巩膜成纤维细胞的力学特性与对照组有明显差异（陈维毅，王超英，张全有等，2007)眼球运动系统图

21、分析坐标系统后弹力层（Descemet膜）,厚约10-12m，由极其微细的胶原微丝构成术后免疫排斥反应造成对异体巩膜胶原的破坏：在我国，儿童斜发病率约为1%。试验采用95%酒精保存的人眼巩膜作为移植物，组织细胞多被破坏而死亡，仅留有细胞间质成分中的胶原纤维作为支架，相应的位于细胞表面的抗原含量低，免疫原性弱，其诱发的免疫应答强度较小，故虽用作异种异体移植物，术后并未引起移植物脱落、排出等强烈排斥反应。外直肌依次受100 pps的神经脉冲作用时，角膜中点的运动轨迹在Listing平面上的投影。据调查，我国的近视群体发病率达30，高度近视的患病率为0.Comaish（2002)认为角膜基质的改变与

22、继发性圆锥角膜的发病有着密切的关系。眼轴延长和后巩膜葡萄肿是高度近视的基础病变之一，巩膜壁的力学特点和自身的缺陷是重要因素之一。术后各月加固条带区巩膜Hyp含量及模量的比较(Rada et al.Haydee（2005）,Smith（2006）等认为MMPs在角膜的多种生理及病理反应中发挥作用这种力学环境的改变对Lasik术后圆锥角膜病变的发展是一个不可忽视的因素。病因目前看法不一,多数认为是生物力学变化的结果(Seitz,2001,Piccoli,2003,Wang,2003)。(陈跃国，2002)肌肉收缩力(Zahalak,GI,1981,1990,1997)这种手术已有几十年的历史，但是

23、关于该术式的这种手术已有几十年的历史，但是关于该术式的疗效则是众说纷纭，甚至有些是相互矛盾。造成疗效则是众说纷纭，甚至有些是相互矛盾。造成这种现象的主要原因是这种现象的主要原因是：该手术有三种不同的方法，即四直肌间加固该手术有三种不同的方法，即四直肌间加固法、后巩膜兜带法和鼻侧加固法；法、后巩膜兜带法和鼻侧加固法；用于后巩膜加固的材料各不相同，目前已知的用于后巩膜加固的材料各不相同，目前已知的材料就有七，八种；材料就有七，八种；不同的作者所选择的病例的不同。不同的作者所选择的病例的不同。存在的问题巩膜生物力学特性测试分析巩膜生物力学特性测试分析方法方法:Instron5544,环境箱环境箱,3

24、7 Ringers 液液环境箱 试验装置试验装置试件预循环实验预循环实验眼 内 压 为眼 内 压 为 1 0 30mmHg（兔的正常（兔的正常眼 内 压 为眼 内 压 为 1 0-21mmHg），对应的），对应的巩 膜 试 件 上 的 拉 力巩 膜 试 件 上 的 拉 力0.023N-0.07N，在这，在这一范围内，实验测得一范围内，实验测得正常兔眼巩膜弹性模正常兔眼巩膜弹性模型约为型约为2.2MPa。巩膜的力学特性巩膜拉伸试验曲线巩膜拉伸试验曲线(王晓君等，王晓君等，2004)不同组织材料的蠕变曲线与弹性模型比较不同组织材料的蠕变曲线与弹性模型比较加固术后巩膜的力学特性与胶原含量测定加固术后

25、巩膜的力学特性与胶原含量测定加固材料：加固材料：95%酒精保存的人眼巩膜。酒精保存的人眼巩膜。动物实验：动物实验：成年新西兰白色家兔成年新西兰白色家兔50只，随机分只，随机分5组，每组组，每组10只，每只兔只，每只兔子随机选择一眼作为手术眼，行单条兜带式后巩膜加固术，子随机选择一眼作为手术眼，行单条兜带式后巩膜加固术，另一眼作为对照眼，只进行与手术眼相同的操作，不放置加另一眼作为对照眼，只进行与手术眼相同的操作，不放置加固条带。分别于术后固条带。分别于术后1月、月、2月、月、3月、月、6月、月、9月将动物处死，月将动物处死，摘除双眼球，置于保存液中放入液氮中深低温保存。摘除双眼球，置于保存液中

26、放入液氮中深低温保存。力学特性测试试件：力学特性测试试件：从眼球的巩膜壳上将手术眼巩膜沿加固条带剪成宽从眼球的巩膜壳上将手术眼巩膜沿加固条带剪成宽3.5mm，长约，长约20mm的试件，对照眼试件也以同样方法取的试件，对照眼试件也以同样方法取得。得。胶原含量测定：胶原含量测定：选用选用Hyp含量测定作为胶原测量的指标。含量测定作为胶原测量的指标。羟脯氨酸测定原理：先把含有羟脯氨酸的多肽（或蛋白质）用蛋羟脯氨酸测定原理：先把含有羟脯氨酸的多肽（或蛋白质）用蛋白水解酶初步水解为小分子肽链，再用盐酸进一步水解成游离的氨基白水解酶初步水解为小分子肽链，再用盐酸进一步水解成游离的氨基酸，其中游离的羟脯氨酸

27、被氧化成吡咯，与对二甲氨基苯甲醛在一定酸，其中游离的羟脯氨酸被氧化成吡咯，与对二甲氨基苯甲醛在一定温度下反应，生成一种红色化合物，在温度下反应，生成一种红色化合物，在562nm处有最大吸收。处有最大吸收。可用摄像引伸计的夹持方法可用摄像引伸计的夹持方法生理盐水中巩膜的固定生理盐水中巩膜的固定加固术后加固术后1个月眼球与对照组眼球的表观个月眼球与对照组眼球的表观术后术后1个月手术眼个月手术眼 术后术后1个月对照眼个月对照眼 加固术后加固术后2个月眼球与对照组眼球的表观个月眼球与对照组眼球的表观术后术后2个月手术眼个月手术眼 术后术后2个月对照眼个月对照眼 加固术后加固术后9个月眼球与对照组眼球的

28、表观个月眼球与对照组眼球的表观术后术后9个月手术眼个月手术眼 术后术后9个月对照眼个月对照眼 术后各月加固条带区巩膜术后各月加固条带区巩膜Hyp含量及模量的比较含量及模量的比较 术后术后月份月份手术眼巩膜弹性模量手术眼巩膜弹性模量(Mpa)n=7手术手术Hyp含量含量(g/mg)n=10对照对照Hyp含量含量(g/mg)n=10P value10.1935.780.426.960.640.05*20.4176.490.307.440.460.05*30.2846.100.468.470.680.05*60.1356.010.897.630.610.05*90.4036.720.357.030.

29、590.05*术后各月加固条带区巩膜术后各月加固条带区巩膜Hyp含量及模量的比较含量及模量的比较关于关于Hyp含量变化的讨含量变化的讨 论论术后免疫排斥反应造成对异体巩膜胶原的破坏：术后免疫排斥反应造成对异体巩膜胶原的破坏：通过病理切片及透射电镜发现，术后前通过病理切片及透射电镜发现，术后前6月移植物胶原纤维月移植物胶原纤维发生不同程度变性、崩解及断裂，巨噬细胞吞噬变性的胶原纤发生不同程度变性、崩解及断裂，巨噬细胞吞噬变性的胶原纤维，移植物受到一定程度破坏。随免疫耐受性的产生，机体对维，移植物受到一定程度破坏。随免疫耐受性的产生，机体对异体胶原的破坏逐渐减轻，至术后异体胶原的破坏逐渐减轻，至术

30、后9月，手术眼、对照眼月，手术眼、对照眼Hyp含含量基本相等。量基本相等。试验采用试验采用95%酒精保存的人眼巩膜作为移植物，组织细胞多被破坏而死酒精保存的人眼巩膜作为移植物，组织细胞多被破坏而死亡，仅留有细胞间质成分中的胶原纤维作为支架，相应的位于细胞表面的抗亡，仅留有细胞间质成分中的胶原纤维作为支架，相应的位于细胞表面的抗原含量低，免疫原性弱，其诱发的免疫应答强度较小，故虽用作异种异体移原含量低，免疫原性弱，其诱发的免疫应答强度较小，故虽用作异种异体移植物，术后并未引起移植物脱落、排出等强烈排斥反应。但它作为植物，术后并未引起移植物脱落、排出等强烈排斥反应。但它作为“异己异己”成分植入受体

31、巩膜，必然会导致机体产生防御性应答反应，表现为术后成分植入受体巩膜，必然会导致机体产生防御性应答反应，表现为术后1月月自体巩膜血管内的淋巴细胞溢出，术后自体巩膜血管内的淋巴细胞溢出，术后2月异体巩膜内大量淋巴细胞浸润，月异体巩膜内大量淋巴细胞浸润，胶原纤维崩解断裂，排斥反应开始胶原纤维崩解断裂，排斥反应开始。炎性细胞浸润炎性细胞浸润术后术后1个月，炎性细胞浸润到个月，炎性细胞浸润到移植体，可见成纤维细胞、淋移植体，可见成纤维细胞、淋巴细胞巴细胞,嗜伊红粒细胞嗜伊红粒细胞.LM 100 术后术后2个月，更多的炎性细胞个月，更多的炎性细胞浸润到移植体，使其内部的胶浸润到移植体，使其内部的胶原纤维被

32、破坏原纤维被破坏.LM 400 高度近视眼巩膜成纤维细胞粘弹性研究高度近视眼巩膜成纤维细胞粘弹性研究 方法：方法：取取2周龄豚鼠周龄豚鼠10只，制备镜片诱导型近视眼只，制备镜片诱导型近视眼（LIM）动物模型，对侧眼为自身对照眼，再）动物模型，对侧眼为自身对照眼，再随机选取随机选取10只正常只正常2周龄豚鼠作为正常对照眼。周龄豚鼠作为正常对照眼。将各组豚鼠后极部巩膜成纤维细胞作体外将各组豚鼠后极部巩膜成纤维细胞作体外培养，并传培养，并传1代，行光镜观察与免疫细胞化学代，行光镜观察与免疫细胞化学染色法进行细胞鉴定，采用微管吸吮技术表征染色法进行细胞鉴定，采用微管吸吮技术表征巩膜成纤维细胞的黏弹性特

33、性。巩膜成纤维细胞的黏弹性特性。近视眼模型近视眼模型 将上述豚鼠于室内标准化喂养，将上述豚鼠于室内标准化喂养，45天天后摘除实验组豚鼠镜片，豚鼠实验眼形成后摘除实验组豚鼠镜片，豚鼠实验眼形成了明显的近视，诱导了约（了明显的近视，诱导了约（-8.950.60）D的相对近视，眼轴相对延长了（的相对近视，眼轴相对延长了（0.600.12，原长原长7.30）mm，实验前后差异有显著性，实验前后差异有显著性（P0.05）。）。巩膜成纤维细胞的形态学观察巩膜成纤维细胞的形态学观察 AB原代培养的豚鼠巩膜成纤原代培养的豚鼠巩膜成纤维细胞从组织块周围爬出维细胞从组织块周围爬出生长（生长（25）HE染色结果：传

34、染色结果：传1代豚鼠代豚鼠巩膜成纤维细胞汇合期排巩膜成纤维细胞汇合期排列成簇状或漩涡状细胞列成簇状或漩涡状细胞（40）测试方法测试方法标准线性固体黏弹性模型标准线性固体黏弹性模型微吸管测试吸入长度随时间的关系微吸管测试吸入长度随时间的关系 NC组、组、SC组及组及LIM 组巩膜成纤维细胞在恒负压组巩膜成纤维细胞在恒负压350Pa下吸入长度随时间的关系下吸入长度随时间的关系 结论结论:凹透镜诱导可以凹透镜诱导可以引起明显轴性近引起明显轴性近视（视（10%）实验性近视组巩实验性近视组巩膜成纤维细胞的膜成纤维细胞的力学特性与对照力学特性与对照组 有 明 显 差 异组 有 明 显 差 异（陈维毅，王超

35、英，（陈维毅，王超英，张全有等，张全有等，2007)3、眼球的运动模型及其应用、眼球的运动模型及其应用问题的提出问题的提出:眼睛是人体的重要感觉器管，而眼外肌疾病眼睛是人体的重要感觉器管，而眼外肌疾病严重影响了眼的视力与美观。在我国，仅儿童斜严重影响了眼的视力与美观。在我国，仅儿童斜视发病率就为视发病率就为1%。眼外肌手术的手术量经常是根据临床医生自眼外肌手术的手术量经常是根据临床医生自己的经验或参照别人的经验来决定己的经验或参照别人的经验来决定（申长礼，（申长礼，1993）。Kunz理论理论 =360/2 r手术切开越深效果越好，实际上，手术切开深度可达角膜厚度的9095%(Werner,1

36、986)；350Pa下吸入长度随时间的关系王爱玉，陈维毅，贺瑞，王晓君，刘春生，兔眼LASIK术后角膜生物力学特性的实验研究，生物医学工程学杂志（In Press）Comaish（2002)认为角膜基质的改变与继发性圆锥角膜的发病有着密切的关系。从眼球的巩膜壳上将手术眼巩膜沿加固条带剪成宽3.术后2个月手术眼 术后2个月对照眼NC组、SC组及LIM 组巩膜成纤维细胞在恒负压刘志成等(2003)设计了一套测量离体虹膜及角膜的装置方法:Instron5544,环境箱,37 Ringers 液眼球水平运动实例与模型计算的比较WTO已将近视眼的防治列入全球防盲计划。95%酒精保存的人眼巩膜。式中，0，

37、C为常数，P为试样所受的内外压力差。两眼球协同运动是由大脑中枢所管制，使分开的两只眼变为同一功能单位，如果中枢管制失调，眼外肌力量不平衡，两眼不能同时注视目标，视轴呈分离状态，其中一眼注视目标，另一偏离目标称为斜视(Strabismus)。人眼球运动模型的建立与分析and Stark,L.人眼球运动模型的建立与分析刘志成等(2003)设计了一套测量离体虹膜及角膜的装置and Stark,L.凹透镜诱导可以引起明显轴性近视（10%）动眼肌肉系统动眼肌肉系统眼外肌眼外肌上斜肌下直肌上直肌外直肌眼眶中左眼球的附视图及水平运动模型（眼眶中左眼球的附视图及水平运动模型（Cook,G.and Stark,

38、L.，1967）已有的眼球运动模型已有的眼球运动模型眼球运动模型眼球运动模型眼球运动系统图眼球运动系统图 分析坐标系统分析坐标系统（陈维毅、杨桂通、吴文周，（陈维毅、杨桂通、吴文周，2000）眼外肌的三线模型眼外肌的三线模型眼外肌模型眼外肌模型骨骼肌的收缩机制（骨骼肌的收缩机制（Gordon M.Sheoherd,Neurobiology,1992）骨骼肌收缩的模型骨骼肌收缩的模型骨骼肌收缩的生化模型骨骼肌收缩的生化模型钙离子释放模型钙离子释放模型 11)1(bffaf肌钙蛋白对与钙的结合肌钙蛋白对与钙的结合 TNCaTNCaCaTNCaTNCa22*钙向肌浆网的泵回钙向肌浆网的泵回 ECaE

39、CaoutECaCaECaout2ECaE PCa22E PCaE PCa22E PCaEPCaiin22肌肉收缩力肌肉收缩力(Zahalak,GI,1981,1990,1997)ngnnftDnD)(P tmskAln x t xd x()(,)2眼外肌在一个动作电位脉冲诱导下的收缩力眼外肌在一个动作电位脉冲诱导下的收缩力眼外肌的一个动作电位脉冲眼外肌的一个动作电位脉冲 眼外肌的收缩力眼外肌的收缩力(gf)(图中图中A为实测的动作电位曲线为实测的动作电位曲线)骨骼肌收缩的力及骨骼肌收缩的力及Hill模型模型人眼球运动模型的建立与分析人眼球运动模型的建立与分析动系动系o相对于静系相对于静系ox

40、yz的转动的转动这里，这里，J、J 、J ，分别为刚体分别为刚体绕动坐标系绕动坐标系o中中o，o，o 三三轴的惯性矩；轴的惯性矩；M、M 、M，分别为外力系对，分别为外力系对此三轴之矩的代数和此三轴之矩的代数和。眼球水平运动实例与模型计算的比较眼球水平运动实例与模型计算的比较外直肌依次受外直肌依次受100 pps的神经的神经脉冲作用时，角膜中点的运脉冲作用时，角膜中点的运动轨迹在动轨迹在Listing平面上的投平面上的投影影。眼球水平快速向外侧扫描又向眼球水平快速向外侧扫描又向内侧扫描最后返回到第一眼位内侧扫描最后返回到第一眼位时，角膜中点的运动轨迹在时，角膜中点的运动轨迹在Listing平面

41、上的投影平面上的投影。斜视及手术治疗斜视及手术治疗两眼球协同运动是由大脑中枢所管制，使分开的两只眼变两眼球协同运动是由大脑中枢所管制，使分开的两只眼变为同一功能单位，如果中枢管制失调，眼外肌力量不平衡，两为同一功能单位，如果中枢管制失调，眼外肌力量不平衡，两眼不能同时注视目标，视轴呈分离状态，其中一眼注视目标，眼不能同时注视目标，视轴呈分离状态，其中一眼注视目标，另一偏离目标称为斜视另一偏离目标称为斜视(Strabismus)。在我国，儿童斜发病率。在我国，儿童斜发病率约为约为1%。斜视手术量计算结果分析斜视手术量计算结果分析这种力学环境的改变对Lasik术后圆锥角膜病变的发展是一个不可忽视的

42、因素。手术切开越深效果越好，实际上，手术切开深度可达角膜厚度的9095%(Werner,1986)；用粘弹性材料模型，根据实验得到的数据处理导入，对眼球的变形进行模拟分析。眼球力学及临床应用研究Sheoherd,Neurobiology,1992）高度近视又称病理性近视或变性近视，是常见的致盲性眼病之一，可以出现多种病理改变，甚至发生视网膜脱离，对视功能损害严重。内皮细胞层，由一单层细胞构成内皮细胞层，由一单层细胞构成95%酒精保存的人眼巩膜。绕动坐标系o中o，o，o三术后1个月手术眼 术后1个月对照眼350Pa下吸入长度随时间的关系肌肉收缩力(Zahalak,GI,1981,1990,199

43、7)方法:Instron5544,环境箱,37 Ringers 液角膜屈光能力占全眼的70%，通过改变角膜的厚度来改变眼球的屈光度是很有效的。术后2个月手术眼 术后2个月对照眼可用摄像引伸计的夹持方法and Stark,L.试验采用95%酒精保存的人眼巩膜作为移植物，组织细胞多被破坏而死亡，仅留有细胞间质成分中的胶原纤维作为支架，相应的位于细胞表面的抗原含量低，免疫原性弱，其诱发的免疫应答强度较小，故虽用作异种异体移植物，术后并未引起移植物脱落、排出等强烈排斥反应。如果LASIK术后MMPs表达异常就会使胶原的降解发生改变，使角膜的力学性能降低，可能诱发继发性圆锥角膜的发生(Dupps,200

44、5)。后巩膜加固术是治疗后巩膜葡萄肿的方法之一，也是目前治疗进行性近视眼并防止其致盲的唯一方法(Wollensak et al，2005)术后2个月，更多的炎性细胞浸润到移植体，使其内部的胶原纤维被破坏.据调查，我国的近视群体发病率达30，高度近视的患病率为0.HE染色结果：传1代豚鼠巩膜成纤维细胞汇合期排列成簇状或漩涡状细胞（40）Pinsky等(1990)、王家权等（1999）利用线弹性球壳模型（王家权等，取E=1.Haydee（2005）,Smith（2006）等认为MMPs在角膜的多种生理及病理反应中发挥作用式中，0，C为常数，P为试样所受的内外压力差。这里，J、J、J，分别为刚体术后

45、6个月，用明胶酶谱分析法检查术后各组角膜之间明胶酶含量的变化、及生物力学测试分析。722，有的地区高达6.绕动坐标系o中o，o，o三羟脯氨酸测定原理：先把含有羟脯氨酸的多肽（或蛋白质）用蛋白水解酶初步水解为小分子肽链，再用盐酸进一步水解成游离的氨基酸，其中游离的羟脯氨酸被氧化成吡咯，与对二甲氨基苯甲醛在一定温度下反应，生成一种红色化合物，在562nm处有最大吸收。WTO已将近视眼的防治列入全球防盲计划。这里，J、J、J，分别为刚体人眼球运动模型的建立与分析S=(Pi-Po)r/2h。这里，J、J、J，分别为刚体眼外肌手术的手术量经常是根据临床医生自己的经验或参照别人的经验来决定（申长礼，1993）。准分子激光是一种脉冲光，波长范围为157353nm。后巩膜加固术是治疗后巩膜葡萄肿的方法之一，也是目前治疗进行性近视眼并防止其致盲的唯一方法(Wollensak et al，2005)其他问题 老视机理与对策老视机理与对策 眼液流动与青光眼眼液流动与青光眼 眼睛运动与人体运动平衡眼睛运动与人体运动平衡