بخشی از مقاله
چکیده
گلوکوم یا آب سیاه دومین دلیل نابینایی در جهان محسوب میشود، بنابراین بررسی میزان فشار داخل چشم امری ضروری در بیماری آب سیاه میباشد. در این تحقیق فشار در زلالیه 35 میلیمتر جیوه در نظر گرفته شد که با فشار 22 میلیمتر جیوه به عنوان ماکزیمم فشار چشم سالم مقایسه گردید. برای حل این مسئله از روش تراکنش سیال و جامد بهره گرفته شده است. نهایتا بیشینه جابجایی نسبت به چشم سالم 0/02958 میلیمتر افزایش، بیشینه تنش نسبت به چشم سالم 1295/3 پاسکال افزایش و بیشینه کرنش نسبت به چشم سالم 0/0644 افزایش داشته است.
.1 مقدمه
چشم و بینایی نقش مهمی در زندگی هر شخص ایفا میکند. زندگی بدون بینایی، زندگی کاووسواری است. بیماری آب سیاه یکی از شایع ترین علل کوری و آسیب برگشت ناپذیر به چشم در دنیا محسوب می شود. بنابراین بررسی و تحلیل درباره آن امری مهم است. در این تحقیق سعی شده تا فشار 35 میلیمتر جیوه در زلالیه مورد بررسی قرار گیرد و با فشار 22 میلیمتر جیوه به عنوان ماکزیمم فشار در چشم سالم مقایسه گردد.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
چشم انسان عضو اصلی بینایی است که از اجزای مختلف تشکیل شده است. نور پس از عبور از قسمت جلوی چشم به شبکیه چشم میرسد. شبکیه از اعصاب بینایی تشکیل شده که اهمیت فراوانی دارند. زیرا این اعصاب، بینایی را به مغز منتقل میکنند. در جلوی چشم مایعی به نام زلالیه جریان دارد. وقتی زلالیه به هر دلیلی نتواند از چشم خارج گردد، در جلوی چشم تجمع کرده و به ناحیه پشت چشم فشار وارد میکند. در نهایت این افزایش فشار به وسیله مایع زجاجیه به قسمت تحتانی چشم وارد میگردد که اعصاب بینایی در آنجا قرار دارند. پس اعصاب بینایی تحلیل رفته و بینایی به مرور زمان کاهش پیدا میکند، که به آن آب سیاه یا گلوکوم میگویند. نحوه وارد شدن فشار به شبکیه در شکل 1 قابل مشاهده است.
شکل : 1 نحوه وارد شدن فشار به شبکیه
آخمانوا و همکاران [2] به شبیه سازی کامپیوتری جریان در چشم انسان با یک مدل دو بعدی پرداختند و نمودار سرعت و فشار را به دست آوردند. نورمن و همکاران [13] مدل سازی المان محدودی از صلبیه انسان انجام دادند و ضخامت صلبیه را با استفاده از میکرو ام آر ای محاسبه کرده و سپس مورد تحلیل قرار دادند. سیسکلی [5] در پایاننامه خود به مدل سازی کامپیوتری برای انتقال حرارت در چشم انسان به روش المان محدود با نرم افزار آباکوس پرداخت و اختلاف دما 5 درجه سانتیگراد بین جلو و پشت قرنیه را مشاهده کرد. اوی و انجی [12] به شبیه سازی المان محدود ساختار چشم با یک مدل دو بعدی پرداختند و کانتور دما در چشم را به دست آوردند. ویلامارین و همکاران [19] در مطالعهای به شبیه سازی سه بعدی جریان زلالیه در چشم انسان پرداختند. نتایج تحقیق آنها شامل پروفیل سرعت و دما در ناحیه جلویی چشم میباشد.
.3 مواد و روشها
برای مدل سازی از یک مدل 3 بعدی تقریبا دقیق از چشم انسان استفاده شده تا میزان تنش، کرنش و جابجایی در شبکیه چشم به دست آورده شود. فشار در زلالیه 35 میلیمتر جیوه در نظر گرفته شده و نتایج با فشار 22 میلیمتر جیوه به عنوان ماکزیمم فشار طبیعی در چشم انسان [17] مقایسه میگردد.
این شبیه سازی به وسیله تراکنش سیال و جامد - FSI - انجام گرفته است. برای شبیه سازی این مسئله از یک FSI دو طرفه و یک FSI یک طرفه استفاده شده است، به طوری که بین قسمت جامد جلوی چشم و سیال پشت آن - زجاجیه - ، FSI دو طرفه و بین زجاجیه و جامد پشت آن - شبکیه - ، FSI یک طرفه در نظر گرفته شده است. ابتدا FSI دو طرفه حل شده و مقادیر فشار برای زجاجیه به دست میآید. سپس از جواب FSI دو طرفه به عنوان ورودی FSI یک طرفه استفاده شده و مقادیر تنش، کرنش و تغییر شکل در شبکیه به دست میآید. برای شبیه سازی از نرم افزار انسیس 15 استفاده شده است. ماژولهای مورد استفاده برای این منظور Fluid Flow - CFX - و Static Structural میباشند که به یکدیگر کوپل شدهاند.
این شبیه سازی به صورت سه بعدی و پایا انجام شده است به علت سرعتهای پایین از اثرات توربولانس صرف نظر شده و تمام اجزای چشم با خواص واقعی در نظر گرفته شدهاند. همچنین اثرات دما لحاظ نشده و لایه های چشم به صورت یک لایه در نظر گرفته شدهاند. جدول خواص سیال و خواص جامد به ترتیب در جداول 1 و 2 مشاهده میشود.
جدول .1 خواص سیالات
جدول .2 خواص جامدات
