Influencia de las propiedades biomecánicas del tejido corneal en la evaluación de la presión intraocular

Escuer Gracia, Javier
Rodríguez Matas, José Félix (dir.) ; Calvo Calzada, Begoña (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Ingeniería Mecánica department, Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras area

Máster Universitario en Mecánica Aplicada

Abstract: La precisión en la evaluación de la presión intraocular (PIO) es crucial para el cribado, diagnóstico y tratamiento del glaucoma, la segunda causa más común en el mundo de ceguera irreversible. Actualmente, la tonometría de aplanación de Goldmann (TAG), se considera la prueba de referencia en la práctica oftalmológica. Esta evaluación se basa en la ley de Imbert-Fick, que supone que la presión interior que actúa en una membrana esférica infinitamente delgada, infinitamente flexible y homogénea es igual a la presión necesaria para aplanar una pequeña área de dicha membrana. Es evidente que estas hipótesis no se verifican en la córnea, que es un material anisótropo, heterogéneo y de espesor finito. En este trabajo se ha llevado a cabo un modelo numérico basado en el método de los elementos finitos (MEF) de una esfera en la que se varió el radio, el espesor y el comportamiento del material (módulo elástico, E, en el caso de un material elástico lineal, o constantes del material para modelos hiperelásticos no-lineales). Con estos modelos se realizó una simulación de la tonometría de aplanación de Goldmann. Debido a que las características que definen la geometría de la córnea del paciente se corresponden a la condición en la que el globo ocular se encuentra bajo la acción de la PIO, en todas las simulaciones se realizó la identificación de la geometría cero-presión de la córnea, con la finalidad de llevar a cabo una simulación más realista de la TAG y, por tanto, una estimación más precisa de la PIO. El estudio paramétrico realizado mostró como resultado que la estimación de la PIO mediante TAG (PIOG) se incrementa con la curvatura de la córnea (disminución del radio anterior), con el espesor corneal central (ECC) y con la rigidez del material, indicando que dentro de los valores fisiológicos de curvatura, espesor y rigidez de la córnea, se viola la ley de Imbert-Fick, en la cual se basa la TAG. Estas tendencias se observaron independientemente del modelo de material utilizado para simular la córnea (lineal o no-lineal), con la salvedad que para el modelo no-lineal se obtuvo una PIOG dos órdenes de magnitud mayor que para el caso elástico-lineal. Adicionalmente, se realizó la simulación de la TAG sobre una geometría más realista del globo ocular, que consideró la presencia de la esclera y del limbo junto a la córnea, además de incorporar el comportamiento anisótropo en estos dos últimos tejidos. Este modelo no solo se empleó para analizar el efecto de la anisotropía del material en la estimación de la PIOG, sino también el de la cirugía de ablación corneal (LASIK). Al igual que en el caso simplificado, en este modelo también se identificó la geometría cero presión como parte del proceso de simulación. Los resultados obtenidos indican que la PIOG obtenida con el modelo anisótropo es ligeramente inferior a la obtenida con el modelo isótropo no-lineal, mostrando en ambos casos la misma tendencia. En lo referente a la cirugía LASIK, los resultados muestran que la PIOG disminuye después de la corrección de miopía, debido, en este caso, a la disminución en el espesor de la pared corneal.

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Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master