Логотип журнала "Провизор"








Равновесное моделирование повышает комфортность контактных линз

Согласно данных Американского Совета по проблемам зрения, примерно 75% взрослого населения в Соединенных Штатах требуют некоторой формы коррекции зрения. Тем не менее, только 10% американцев носят контактные линзы. Исследования показывают, что каждый четвертый пациент при первичной примерки линз считает их неудобными и прекращает их ношение. Таким образом, повышение уровня комфорта контактных линз (https://mir-linz.com.ua) и увеличение численности пользователей является постоянной целью офтальмологов.

Для того, чтобы понять факторы, которые создают комфорт при ношении линз, важно изучить физику твердых и жидких составляющих элементов линзы взаимодействиющих с глазом. В статье, опубликованной в журнале Прикладная математика, авторы Дэвид Росс, Кара Макай, и Эмили Холц разработали математическую модель равновесия для демонстрации упругих напряжений и распределения давления притягивания между мягкой гидрогелевой контактной линзой и глазом. В модель возможно вводить для расчётов произвольные (радиально-симметричные) формы линз, формы глаза и толщину профилей, и затем получать результаты зависимости распределения давления между линзой и формой глаза. «Важной особенностью нашей модели является то, что она идентифицирует и математически выражает основные элементы баланса, при которых контактная линза находится в равновесии: радиальной напряженности, кольца натяжения и давления втягивания,» говорит Росс. «Мы установили, что другие эффекты — как изгибающие напряжения и тягущего напряжения на границе раздела линзы и слезной пленки — ничтожно малы.»

Контактная линза действует как присоска на глаз. В любой присоске тонкий слой смазки отделяет два твердых вещества, по крайней мере, один из которых деформируется всасыванием. В этом случае линза искажает форму при помещении на глаз, погружая себя в природно встречающейся, тонкой слезной пленки после объектива, который действует в качестве смазочного слоя и удерживает линзу на месте. «Слезной пленки после линзы передает в глаза нормальные напряжения, деформации устанавливается в контактных линзах,» говорит Maki. Это поддерживает деформацию. Когда объектив находится в равновесии, давление всасывания — которая толкает или тянет объектив в сторону или в сторону от глаз — интегрирует к нулю и не создает результирующую силу на объективе; для желаемого равновесия происходит, давление должно сбалансировать с радиальными и обручем напряженности.

«Давление всасывания является единственным механическое воздействие линзы на глаз в равновесии,» говорит Росс. «Таким образом, понимание важно для понимания, как проектировать для комфорта во время и после того, как начнет мигать есть также напряжение сдвига, оказываемое слезной пленки на глаз;.., Но понять, что мы должны понимать давление всасывания»

Maki и Росс разработал модель в 2014 году для специалистов-практиков в области дизайна контактных линз. В настоящее время, наряду с Holz, они вводят предварительный математический анализ этой модели. «Модель в виде мы представляем в этой статье практически идентична модели, которую мы изначально выведенной баланса сил,» говорит Росс. «Хорошая практика моделирования в математической физике требует, чтобы вы пытаетесь понять проблемы, как из баланса сил и энергии-минимизации или вариационной, перспективы. Мы хотели найти, применять и анализировать вариационную формулировку, поскольку он обогащает счет приложения проблемное поле».

Maki и Росс первый документ по этой теме представлены результаты расчетов. Впоследствии Holz вычислены численные решения уравнений, которые помогли авторам понять структуру решений и их зависимости от входных данных. «Мы использовали наш код для изучения зависимости распределения давления всасывания на глаза и линзы формы,» говорит Хольц. «Эти исследования были отправной точкой для теоретических исследований, результаты которых представлены в данной статье.»

Анализ модели показывает красноречивые результаты о толщине линзы и распределения давления, оба из которых влияют на комфорт. «Самый большой вынос в том, что мирская-кажущиеся проблемы применения — гидрогель линза действительно просто присоске — может дать жесткие математические проблемы,» говорит Maki. «Пока мы довольны четкостью нашей постановке задача является особой, сложно-нелинейной, двухточечная краевая задача.» Существование решения этой краевой задачи зависит от толщины линзы; в некоторых случаях решения не существует. В конечном счете, различные решения — или их отсутствие — подтверждают влияние толщины линзы, и глаз и формы линзы в модели.

Росс и др. надеются использовать результаты своей модели, чтобы переосмыслить контактную дизайн и комфорт объектива, и уже работают, чтобы поместить это в действие. «Мы работаем с сотрудниками в компании Bausch & Lomb , чтобы понять, как детали профилей давления всасывания коррелируют с комфортом,» говорит Maki. «Тогда мы сможем решить обратную задачу проектирования формы линз и толщины профилей для оптимального комфорта.» Повышенный комфорт в контактах могут также поддается к новым приложениям линзы сами по себе, в том числе введения лекарства (для лечения глаукомы, например), метаболического контроля, дополненной реальности, методов и сенсорной аксессуара.

Авторы пытаются обобщить свою модель, устраняя ограничения радиальной симметрии в линзе. «С асимметричных градиенты давления всасывания линзы в слезную пленку после линзы может управлять потоками, которые оказывают чистые напряжения сдвига на линзы,» говорит Росс. «Мы обобщая нашу модель, чтобы захватить движение линзы по ходу цикла мигания.»

Maki и Росс представит дальнейшие успехи в этом исследовании во время сеанса на глазном моделирования на SIAM конференции по наукам о жизни в Бостоне этим летом. π

Дата публикации:

В статье использованы материалы, предоставленные Обществом промышленной и прикладной математики, США. Примечание: Материалы были отредактированы для лучшего восприятия содержания.





© Провизор 1998–2017



Грипп у беременных и кормящих женщин
Актуально о профилактике, тактике и лечении

Грипп. Прививка от гриппа
Нужна ли вакцинация?
















Крем от морщин
Возможен ли эффект?
Лечение миомы матки
Как отличить ангину от фарингита






Журнал СТОМАТОЛОГ



џндекс.Њетрика