Цели и задачи проекта

Базируясь на разработанной нами методике, создать наиболее полную эффективную модель глазного яблока, дающую возможность при клиническом обследовании с одной стороны более надежно определять внутриглазное давление, а с другой извлекать дополнительную информацию, получая интегральные характеристики упругих свойств раздельно для роговицы и склеральной области.

Процесс исследования

Оболочка глаза, состоящая из роговицы и склеры, организована очень сложно, и изучением этой организации занимаются многие коллективы. Однако разрабатываемые на базе таких исследований модели мало приложимы к решению практически важных задач не только из-за громоздкости, но прежде всего из-за того, что механические характеристики глазных тканей индивидуальны и не могут быть заранее оценены для конкретного глаза. Нами развит максимально простой подход к моделированию глазной механики, основанный на представлении глазного яблока оболочкой, заполненной находящейся под давлением жидкостью, причем роговица представляется безмоментной поверхностью, а склеральная область нульмерным резервуаром, откликающимся изменением объема на изменение давления. Развиты варианты упругой модели: как физически линейный, так и нелинейный. Параметры модели оценены на основе сопоставления с данными экспериментов. Такой подход оказался эффективен, прежде всего, для моделирования тонометрии глаза. Разработана также модель, учитывающая как деформацию глазной оболочки, так и течение внутриглазной жидкости. Эта модель была использована для анализа диагностической процедуры тонографии.       

Необходимая для медицинской диагностики оценка внутриглазного давления осуществляется в клинике на основе измерения деформационных характеристик роговицы, нагруженной создающим усилие устройством – тонометром. Как правило, эта оценка основывается на представлении о «среднем» глазе и игнорирует индивидуальные механические свойства тканей, что может приводить к серьезным ошибкам. Разработанная нами методика создает возможность при клиническом обследовании с одной стороны более надежно определять внутриглазное давление, а с другой извлекать дополнительную информацию, получая интегральные характеристики упругих свойств раздельно для роговицы и склеральной области. Поскольку повышенная жесткость глазных тканей является фактором риска для развития глаукомы, возможность определения в клинике представительной совокупности параметров, характеризующих механические свойства и механическое состояние глаза, открывает новые перспективы для диагностики этого социально опасного заболевания.         

В настоящее время разрабатывается учитывающее вязкоупругость обобщение модели, позволяющее анализировать данные, получаемые при деформировании роговицы струей сжатого воздуха, в том числе при высоком временном разрешении.

Дальнейшее направление исследований предполагает продолжение изучения глаза как механической системы и моделирования различных методов тонометрии с целью максимального повышении информативности и диагностической ценности этой процедуры.

Результаты проекта

Исследовано влияние упругих свойств глазных тканей на показания основных применяемых в клинике статических тонометров. Выявлены ситуации, когда неучет индивидуальных характеристик может привести к значительным ошибкам. Изучено влияние на данные тонометрии пространственной неоднородности роговицы, в том числе возникающей вследствие операций по коррекции зрения. В содружестве с НИИ глазных болезней им. Гельмгольца удалось разработать диагностические критерии первичной открытоугольной глаукомы, не требующие полного определения всех параметров модели. Теоретически обоснована эффективность этой процедуры как метода диагностики глаукомы Показано, что можно по результатам дифференциальной тонометрии по Шиотцу выделить глаза с аномальной жесткостью оболочки.