使用三维数字图像关联的体内角膜全视野位移和应变测量

在眼科学和临床诊断领域中，角膜生物力学特性对于评估和诊断角膜疾病、屈光手术、青光眼以及角膜扩张症（如圆锥角膜）等方面越来越受到重视。角膜的生物力学特性指的是其在受力后产生形变的能力，这种特性对于理解角膜疾病的发展过程及治疗效果的评估至关重要。为了准确测量角膜的位移和应变，研究人员开发了新的技术，并通过体内实验验证了其有效性。 本文提到的“三维数字图像关联”技术（Three-dimensional Digital Image Correlation，简称3D DIC），是一种先进的测量技术，能够获得物体表面的三维运动和形变信息。在角膜生物力学的研究中，使用该技术可以测量角膜在受到内眼压影响时的全视野位移和应变变化。 文章中提到了研究的“重要性”：随着角膜生物力学在临床评估和诊断中的重要性日益凸显，例如在屈光手术、青光眼以及角膜扩张症的诊断中，开发有效的角膜应变和位移测量技术变得尤为重要。通过这些测量可以更深入地了解角膜的力学反应，为疾病的诊断和治疗提供新的视角和工具。 研究“目的”是提出一种用于确定角膜生物力学特性的三维数字图像关联方法。研究团队通过在兔眼模型上进行实验，模拟了角膜在不同内眼压条件下的变形情况。实验中的内眼压水平分别设定为2.3、3.3、5.3和6.9kPa。通过这种方法，研究者能够测量角膜表面的位移，并构建实时的全视野三维变形向量场和应变图。 实验的“结果”显示，该方法能够测量角膜表面的位移，并成功构建了实时的全视野三维变形向量场和应变图。研究发现，在各个内眼压水平下，角膜表面的应变分布并不是均匀的。角膜中央区域的应变以压缩应变为主，而非拉伸应变。这一结果对于理解角膜在不同压力下的力学特性具有重要意义。 “结论”部分指出，这项技术有潜力作为眼科研究中确定角膜生物力学特性的一种辅助工具。这将对角膜疾病的诊断和治疗提供重要的生物力学数据支持，有助于医生更好地理解和评估角膜在生理和病理状态下的行为。 “作者附属机构”信息显示，参与研究的人员来自香港理工大学生物医学工程跨学科分部，这表明该研究具有多学科合作的特点，研究者们可能具有工程学、医学及生物工程学等多个领域的专业背景。 该研究为眼科学领域提供了一种创新的角膜生物力学测量方法，有望在未来的临床和科研工作中发挥重要作用。随着技术的不断完善和应用拓展，该技术可能成为评估角膜疾病和治疗效果的可靠工具。