Исследование упругих свойств глаза на модели и in vivo с помощью полупроводникового лазерного автодина
Автор: Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Усанова Т.Б., Добдин С.Ю.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 4 (58) т.16, 2012 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты применения полупроводникового лазерного автодина для оценки упругих свойств глазного яблока на модели и in vivo. Оценка проводилась в результате определения параметров движения участка сферического упругого тела под действием пневмоимпульса. Неизвестные параметры движения были определены из решения обратной задачи, которая заключается в нахождении минимума функционала, определяемого как сумма квадратов отклонений экспериментальных и теоретических величин автодинного сигнала на различных временных интервалах. Полученные результаты позволили установить, что отношение величины прогиба и ускорения участка тела слабо зависит от давления пневмоимпульсов и расстояния от их источника до поверхности объекта исследований. Использование этой закономерности позволяет исключить ошибки измерений, связанные с непостоянством пневмодавления и расстояния до глаза, и тем самым повысить точность измерений внутриглазного давления с помощью полупроводникового автодина. Упругие свойства объекта определялись в результате анализа восстановленной функции движения участка сферического упругого тела. Для восстановления функции движения был использован метод, в котором функция движения объекта восстанавливается с помощью прямого и обратного вейвлет-преобразования на основе функции Гаусса. Анализ позволил показать связь упругости тела с внутренним давлением, измеренным по методу Маклакова. Значение модуля упругости определяли в результате механических испытаний на одноколонной универсальной испытательной машине. Показана возможность применения полупроводникового лазерного автодина для измерения упругих свойств глаза под действием пневмоимпульса, проведено сопоставление полученных результатов с величиной внутриглазного давления.
Биомеханика глаза, внутриглазное давление, полупроводниковый лазер, автодинный сигнал, тонометрия глаза
Короткий адрес: https://sciup.org/146216079
IDR: 146216079
Список литературы Исследование упругих свойств глаза на модели и in vivo с помощью полупроводникового лазерного автодина
- Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Исследование влияния биомеханических свойств роговицы на показатели тонометрии//Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. -2009. -№ 4. -С. 30-33.
- Астахов Ю.С., Акопов Е.Л., Потемкин В.В. Апплационная и динамическая контурная тонометрия: сравнительный анализ//Офтальмологические ведомости. -2008. -Т. 1, № 1. -С. 4-10.
- Вольмир А.С., Куранов Б.А., Турбаивский А.Т. Статика и динамика сложных структур: прикладные многоуровневые методы исследований. -М.: Машиностроение, 1989. -248 с.
- Голушко С.К., Немировский Ю.В. Прямые и обратные задачи механики упругих композитных пластин и оболочек вращения. -М.: физматлит, 2008. -432 с.
- Иомдина Е.Н. Биомеханические исследования глаза и их значение для практической офтальмологии//Биомеханика глаза: сб. тр. II семинара. -М., 2001. -С. 17-24.
- Иомдина Е.Н. Механические свойства тканей глаза человека//Современные проблемы биомеханики. -2006. -Вып. 11. -С. 183-200.
- Кузнецов К.Ю. Нагибин Ю.Т., Трофимов В.А., Алексеев С.А. Оптико-электронная обработка информации в пневмооптическом тонометре//Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -2011. -№ 3. -С. 14-17.
- Любимов Г.А. История развития и биомеханическое содержание измерения внутриглазного давления по методу Маклакова//Глаукома. -2006. -№ 1. -С. 43-49.
- Любимов Г.А. О возможностях метода эластометрии для исследования упругих свойств оболочки глазного яблока//Механика жидкости и газа. -2010. -№ 2. -С. 3-11.
- Усанов Д.А., Мареев О.В., Скрипаль А.В., Мареев Г.О. Лазерные автодинные измерения параметров движений барабанной перепонки//Российский журнал биомеханики. -2012. -Т. 16, № 1 (55). -С. 8-21.
- Усанов Д.А., Мареев О.В., Скрипаль А.В., Мареев Г.О., Камышанский А.С. Бифуркации удвоения периода колебаний барабанной перепонки при увеличении звукового давления//Письма в ЖТФ. -2007. -Т. 33, вып. 21. -С. 90-94.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В. Измерение микро-и нановибраций и перемещений с использованием полупроводниковых лазерных автодинов//Квантовая электроника. -2011. -Т. 41, № 1. -С. 86-94.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Добдин С.Ю. Определение ускорения при неравномерно ускоренных микро-и наносмещениях объекта по автодинному сигналу полупроводникового лазера//Нано-и микросистемная техника. -2010. -№ 10. -С. 51-54.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Добдин С.Ю. Определение ускорения при микро-и наносмещениях по автодинному сигналу полупроводникового лазера на квантово-размерных структурах//Письма в ЖТФ. -2010. -№ 21. -С. 78-84.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Добдин С.Ю. Определение характеристик колебаний упругой сферической оболочки, заполненной несжимаемой жидкостью, с помощью полупроводникового лазерного автодина//Письма в ЖТФ. -2011. -№ 18. -С. 65-72.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Калинкин М.Ю. Восстановление формы сложного движения по сигналу автодинного детектирования полупроводникового лазера//Письма в ЖТФ. -2000. -№ 2. -С. 125-129.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Камышанский А.С. Измерение скорости нанометровых перемещений по спектру автодинного сигнала лазера на квантоворазмерных структурах//Письма в ЖТФ. -2004. -№ 7. -С. 77-82.
- Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Скрипаль А.В. Физика полупроводниковых радиочастотных и оптических автодинов. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. -312 c.
- Чанилов О.И., Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Камышанский А.С. Вейвлет-анализ лазерного интерфереционного сигнала при ударном возбуждении отражателя//Письма в ЖТФ. -2005. -Т. 31, вып. 21. -С. 9-16.
- Штейн A.А. О зависимости давление -объем для нагруженного извне глазного яблока//Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. -2010. -№ 2. -С. 12-22.
- Liang S.Y., Lee G.A., Shields D. Self-tonometry in glaucoma measurement -past, present, and future//Survey of Ophthalmology. -2009. -Vol. 54, No. 4. -P. 450-462.
- Lukianowicz T., Lukianowicz C. Method of measuring of little periodical movements involving laser interferometry//Proc. SPIE. -1994. -Vol. 2340. -P. 415-422.
- Stamper M., Robert L. A history of intraocular pressure and its measurement//Optometry and Vision Science (The Journal of the American Academy of Optometry). -2011. -Vol. 88, No. 1. -P. E16-E28.
- Timoshenko S.P., Woinowsky-Krieger S. Theory of plates and shells: second edition. -New York: McGraw-Hill, 1959. -595 p.