眼球功能相关疾患治疗机理的力学生物学研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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眼球功能相关疾患治疗机理的力学生物学研究

项目名称：眼球功能相关疾患治疗机理的力学生物学研究
项目类别：重点项目
批准号：11032008
申请代码：A0205
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2014-12-31

项目负责人：陈维毅
负责人职称：教授
依托单位：太原理工大学
批准年度：2010

中文摘要：

眼球的功能及疾患问题是人类普遍存在又非常重要的问题，本项目拟用力学生物学方法对有关的问题开展研究，主要研究内容有（1）对动物眼球行LASIK术，术后，取角膜各层的角膜细胞并在不同的力学环境下培养，对角膜组织及培养的角膜细胞进行力学、生物学检测分析，建立考虑组织结构的术后不同时期的角膜本构关系,并在此基础上建立分析LASIK术后角膜变形的三维有限元分析模型，弄清LASIK术后角膜的恢复机理及可能出现的圆锥角膜的成因，为临床眼科学提供参考依据；（2）研究人体平衡问题中，视觉与前庭系统功能的关联作用，建立眼球在神经作用下的运动模型及前庭的生物力学模型，用人工神经网络构建这两个模型中特征量之间的传递函数，进而提出眼球运动与前庭功能互动的生物力学模型，通过定量分析，探明眼功能与眩晕和运动病症之间的关系，为临床进行前庭功能保健、运动病症防治和某些疾病诊断个性化干预提供有价值的参考方案。

中文主题词： LASIK；圆锥角膜；眼球运动；前庭系统；生物力学

英文摘要：

LASIK；keratoconus；eyes movement；vertibular system；biomechanics

英文主题词： LASIK；keratoconus；eyes movement；vertibular system；biomechanics

结论摘要：

眼球的功能及疾患问题是人类普遍存在又非常重要的问题，本项目采用力学生物学方法对有关的问题开展了以下研究。 1. 在LASIK治疗近视眼及圆锥角膜产生机理的研究方面（1）建立了不同切削量LASIK术实验动物模型，获得了LASIK术后角膜组织及细胞的生物力学特性；（2）建立了微管吸吮的圆球模型，为细胞力学测试提供了新的分析方法；（3）计算分析了角膜粘弹性特性及厚度的变化与圆锥角膜形成之间的关系；（4）探索了正常及圆锥角膜成纤维细胞对力学刺激的生物学响应，从细胞及分子水平阐明了力学因素与圆锥角膜形成之间的关系； 2. 在“前庭器官与眼球运动” 互动模型研究方面（1）在眼球运动研究方面获得到了6条眼外肌的力和被动力学行为，建立了三类眼外肌模型，研究了眼外肌pulley的存在对眼外肌功能及眼外肌力的影响；（2）在前庭生物力学模型研究方面构建了豚鼠和人内耳生物力学模型；通过建立有限元模型，计算分析了体位变化和环境温度激励下人双耳前庭半规管平衡机制；开展了耳石脱落对良性阵发性位置性眩晕（BPPV）的影响的数值研究；研究了人内耳Bast瓣膜在半规管平衡机制中的作用以及人内耳前庭系统膜迷路对机械压痕激励的生物力学响应（3）在眼动与前庭系统力学响应的关系及临床诊断研究方面获得了人体旋转时眼动与角加速度之间的关系；并通过对眼动的定位与跟踪，获得了眼动数据和轨迹；分析了眼震功率谱，并对运动型眩晕症进行判决；并开展了眼球运动与前庭功能互动生物模型的临床研究。基于现代信号处理方法，完成BPPV自动诊断软件1套；自主研发无线视频眼震电仪一套。（4）建立了完整可靠的眼震视图大样本数据库，对BPPV的确定诊断及其他前庭中枢疾病、前庭周围疾病的辅助诊断进行了一系列较深入的研究。本项目的完成对眼科LASIK手术开展及并发症的有效预防及治疗具有重要的参考价值。此外，探明了眼功能与眩晕和运动病症之间的关系，为临床进行前庭功能保健、运动病症防治和某些疾病诊断个性化干预提供了有价值的参考方案。

成果综合统计