|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Исследование глаза как механической системы: математическое моделирование и клинические приложенияНИР
Investigation of the Eye as a Mechanical System: Mathematical Modeling and Clinical Applications
- Руководитель НИР: Любимов Г.А.
- Участники НИР: Арчаков А.Ю., Иомдина Е.Н., Моисеева И.Н., Хозиев Д.Д., Штейн А.А.
- Подразделение: 101 Лаборатория общей гидромеханики
- Срок исполнения: 15 марта 2017 г. - 31 декабря 2019 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 17-01-00380
- Номер ЦИТИС: АААА-А17-117040510343-5
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Биомеханика
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.51.25 Физико-химическая гидродинамика
- 30.51.43 Биомеханика
-
Ключевые слова:
тонометрия, глаукома, гидродинамика, биомеханика, глаз, медицинская диагностика, методы измерений
eye, tonometry, measurement techniques, glaucoma, medical diagnostics, mathematical modeling, fluid dynamics, biomechanics -
Описание:
Будут исследованы механические аспекты функционирования глаза, в том числе при внешнем воздействии. Рассмотрение базируется на разработанном в коллективе оригинальном подходе, позволяющем моделировать поведение системы с помощью относительно небольшого числа параметров, что позволяет как определять эти параметры при клиническом обследовании, так и проверять следствия различных гипотез посредством нетравмирующих измерений на живом глазу. В центре внимания задачи, которые не могут быть эффективно решены в рамках допущений о линейной упругости оболочки глаза и в пренебрежении реологическими особенностями внутриглазных жидкостей. Будут рассмотрены следствия учета в модели нелинейно упругого поведения глазной оболочки, пространственной неоднородности распределения упругих свойств роговицы, вязкоупругости тканей глаза (как «быстрой» при импульсном воздействии, так и «медленной», связанной с ростом и структурными изменениями), осмотических эффектов при течении жидкости в стекловидном теле. Будет исследовано влияние этих факторов на результаты применяемых в клинике измерений. Результаты будут использованы для разработки методик измерений и расчетов при клиническом обследовании с целью получения параметров, отражающих реальные механические свойства и механическое состояние конкретного глаза. Наряду с повышением информативности результатов, получаемых с помощью имеющихся в клинике приборов, предполагается разработать рекомендации для создания новых измерительных устройств. На базе математического моделирования и клинических исследований будут сформулированы имеющие механический смысл критерии диагностики первичной открытоугольной глаукомы и эффективности методов ее лечения, будет изучено влияние различных факторов, в том числе препаратов, применяемых при терапии, на механические характеристики глазной оболочки. Будут проанализированы стандартные методики, используемые в клинике для обработки данных офтальмологических измерений, и оценены границы их применимости.
- Добавил в систему: Любимов Григорий Александрович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 20 марта 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Исследование глаза как механической системы: математическое моделирование и клинические приложения |
| Результаты этапа: Поставлена и решена задача о раздувании давлением изолированной роговицы. Проведены сравнение с имеющимися экспериментальными данными и оценка возможности приложения линейной теории. Проанализирована модельная задача о деформировании роговицы, для которой учитывается неоднородность пространственного распределения ее упругих характеристик, под действием внутреннего давления и тонометра Маклакова. Проведено исследование возможного влияния гипотензивной терапии, в первую очередь с помощью аналогов простагландинов, на биомеханические показатели корнеосклеральной оболочки глаза при первичной открытоугольной глаукоме. Клинические исследования проведены в НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и их результаты обработаны на основе математической модели в НИИМ МГУ; разработаны биомеханические критерии, способствующие корректировке диагноза и оценке эффективности гипотензивной терапии. Разработаны рекомендации по применению в клинике полученных результатов. | ||
| 2 | 5 марта 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Исследование глаза как механической системы: математическое моделирование и клинические приложения |
| Результаты этапа: Проведены расчеты для оценки влияния естественной и искусственно созданной (при операциях, неоднородности роговицы, меняющих свойства роговицы в апикальной и периферической областях) на показания тонометрии по Шиотцу. Разработана методика учета нелинейно упругого поведения роговицы в рамках общего развиваемого нами подхода, рассматривающего роговицу как безмоментную двумерную поверхность, а склеральную область как элемент, характеризуемый давлением и объемом содержащейся в нем жидкости, и получены предварительные результаты, моделирующие изменение подроговичного объема и формы роговицы с нелинейно упругими свойствами. Проведен анализ с точки зрения механики имеющихся данных о нестационарном поведении роговицы и глазного яблока в целом под воздействием струи сжатого воздуха и их сопоставление с результатами нашего моделирования. Продолжены накопление и обработка на основе нашей методики данных, получаемых в клинике при обследовании больных с первичной открытоугольной глаукомой для уточнения разработанных нами критериев и оценки эффективности конкретных методов лечения. | ||
| 3 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Исследование глаза как механической системы: математическое моделирование и клинические приложения |
| Результаты этапа: Создана законченная теория тонометрии по Маклакову и Шиотцу для роговицы, ослабленной в некоторой области (апикальной или периферийной). Для этого проведены дополнительные расчеты, в частности, исследовано влияние такой неоднородности на связь глубины погружения плунжера с тонометрическим давлением при тонометрии по Шиотцу. Воспроизводимые в модели динамической тонометрии зависимости сопоставлены с характеристиками, получаемыми при анализе получаемых с большим временным разрешением данных наблюдений. Закончены расчеты и сопоставление с данными опытов для роговицы, раздуваемой внутренним давлением. Сформулированы задачи тонометрии, в которых учет нелинейного упругого поведения роговицы может оказаться существенным. В клинике исследована связь коэффициентов эластоподъема с коэффициентом ригидности глаза по Фриденвальду и корнеальным гистерезисом, измеряемым методом двунаправленной апппланации (Ocular Response Analyzer), при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ). Определена также корреляционная связь этих показателей с параметрами решетчатой пластинки склеры (толщиной и глубиной расположения), определенных с помощью оптической когерентной томографии, при различных стадиях ПОУГ. Результаты, полученные в процессе выполнения гранта, просуммированы, и определены границы их применимости. В частности, на первоначальном уровне оценена необходимость учета присутствия различных внутриглазных жидкостей, осмотических эффектов в стекловидном теле, поправок в случае, когда неоднородность упругих свойств роговицы по толщине не может быть эффективно описана только зависимостью обобщенной жесткости от координаты. На основании теоретических исследований и обработки клинических данных оценены перспективы использования результатов гранта для клинической диагностики. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".