Μελέτη των εμβιομηχανικών αποτελεσμάτων στο κερατοειδή από την απότμηση επιφάνειας με μικροκερατόμο και femtosecond laser

Abstract

Στο πλαίσιο αυτής της διπλωματικής εργασίας μελετήσαμε τα εμβιομηχανικά αποτελέσματα από την δημιουργία κερατοειδικού κρημνού σε μία επέμβαση LASIK. Ο κερατοειδής είναι η πρόσθια διάφανη μεμβράνη του οφθαλμού η οποία καλύπτει την ίριδα και την κόρη. Αποτελεί το πιο ευαίσθητο τμήμα του οφθαλμού και ένα από τα βασικότερα μέρη του για την καλή εστίαση των αντικειμένων, έχοντας τη μεγαλύτερη διοπτρική ισχύ. Έχει κατά μέσο όρο πάχος 550μm και δείκτη διάθλασης 1,376. Στην διαθλαστική χειρουργική ο στόχος είναι να μεταβάλουμε την οπτική ισχύ του κερατοειδούς χιτώνα μεταβάλλοντας την καμπυλότητά του. H λειτουργική όραση στον άνθρωπο προϋποθέτει το σχηματισμό ενός ευκρινούς ειδώλου στον αμφιβληστροειδή. Ο ανθρώπινος οφθαλμός αποτελείται από δύο διαθλαστικές (κυρτές) επιφάνειες, το κερατοειδή και το κρυσταλλοειδή φακό ώστε να επιτυγχάνεται η σύγκλιση των ακτινών του φωτός στον αμφιβλη-στροειδή. Η ύπαρξη διαθλαστικών σφαλμάτων, δηλαδή η μη σωστή εστίαση του φωτός στον οφθαλμό έχει σαν συνέπεια την θόλωση του αμφιβληστροειδικού ειδώλου. Η τεχνική LASIK συνίσταται στη δημιουργία ενός κερατοειδικού κρημνού (flap) και στη φωτοαποδόμηση του εκτεθειμένου στρώματος με excimer laser. Η διαδικασία απότμησης επιφάνειας πραγματοποιείται είτε με τη χρήση μικρο-κερατόμου είτε με femtosecond laser. Σε αυτήν την διπλωματική δημιουργήσαμε ένα μοντέλο του κερατοειδούς μετά την αφαίρεση κρημνού και μελετήσαμε με την Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων την συμπεριφορά του. Οι προσομοιώσεις, μας έδειξαν τις διαφορές των δύο μεθόδων στην κατανομή των τάσεων στην επιφάνεια του κερατοειδούς και στην παραμόρφωσή του λόγω της ενδοφθάλμιας πίεσης. Επιπλέον έγινε η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων για διάφορες τιμές του πάχους και της ακτίνας του κρημνού και για διάφορες τιμές του μέτρου ελαστικότητας του κερατοειδούς.

In this thesis we studied the corneal biomechanical effects of surface ablation during LASIK surgery. The cornea is the eye’s anterior transparent film which covers the iris and pupil. The cornea is the most sensitive part of the eye and one of the main parts needed to properly focus light on the retina having the highest dioptric power. It has an average thickness of 550mm and a refractive index of 1.376. In keratorefractive surgery, the goal is to alter the optical power of the cornea by changing its shape. A functional vision requires the formation for a clear image on the retina. The human eye is composed of two refractive surfaces of the cornea and the crystalline lens in order to form the required image. Refractive error is the incorrect focusing of light on the retina. The LASIK technique consists in creating a corneal flap and photoablation of the exposed surface (cornea’s Stroma) with excimer laser. The surface ablation is done either by using a microkeratome or by a femtosecond laser. In this thesis we created a model of the cornea after surface ablation and studied with the Finite Element Method its properties. The two methods differ in stress distribution on the corneal surface and deformation due to the intraocular pressure. In addition comparison was made of the results of the two methods for various values of the thickness and the radius of the flap and for various values of the Young’s modulus of the cornea.