Impact of refractive surgery to the biomechanical properties of the cornea - a finite element analysis

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Pietilä, Juhani
dc.contributor.advisor Li, Jue
dc.contributor.author Salmenhaara, Kalle
dc.date.accessioned 2015-12-16T07:51:29Z
dc.date.available 2015-12-16T07:51:29Z
dc.date.issued 2015-12-14
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19159
dc.description.abstract Refractive surgery is used to remove tissue from the outermost layer of the eye, cornea, in order to change the curvature of the anterior surface, thus focusing the image to the correct position in the retina. In Finland, mainly two techniques of refractive surgery are used. FemtoLASIK, where a thin flap is formed in surface of the cornea and underneath the flap, a refractive correction is made with laser ablation. SMILE, which is a flapless technique, a lenticule is created inside the cornea and extracted through a small incision. When a part of a tissue is removed, in addition to optical changes in cornea, the biomechanical properties are changed. Currently SMILE is considered as a safer technique for high refractive corrections since the stiffer anterior layers of the cornea remain intact. In this thesis the current knowledge of the structure and biomechanical properties of the cornea are reviewed. Based on the review, a model of the cornea is built using the finite element method (FEM). With the model, the previously mentioned refractive surgery techniques are simulated. The results of the simulations are compared to previous research and the applicability to the physiological conditions is discussed. The results of the simulations agree with the current view, which suggests that SMILE is safer procedure when correcting high refractive errors. However measurements from patients would indicate different kind of corneal behavior than the simulations, which would suggest that the current models of the cornea are not applicable in physiological conditions. A new theory of corneal biomechanics is proposed to explain the corneal deformation after refractive surgery. en
dc.description.abstract Refraktiivisessa kirurgiassa sarveiskalvosta, eli silmän uloimmasta kerroksesta, poistetaan kudosta, jotta sarveiskalvon pinnan kaarevuus muuttuu, jolloin kuva kohdistuisi oikealle kohdalle verkkokalvossa. Suomessa tehdään pääasiassa taittovirheleikkauksia kahdella tekniikalla. FemtoLASIK:issa sarveiskalvon pintaan tehdään ohut läppä, joka siirretään syrjään, sen alta laserilla muokataan sarveiskalvoa halutun muotoiseksi. SMILE:ssä sarveiskalvon sisälle muodostetaan laserin avulla lentikkeli, joka poistetaan pienestä avauksesta. Poistettaessa osa kudoksesta, vaikutetaan optisten omi-naisuuksien lisäksi biomekaanisiin ominaisuuksiin. Vallitsevan käsityksen mukaan syvemmälle sarveiskalvoon tehty lentikkeli säästää enemmän mekaanisesti jäykempiä pintakerroksia sarveiskalvosta kuin läppäleikkaukset, jolloin suurissa taittovirheen korjauksissa SMILE olisi tekniikkana turvallisempi kuin femtoLASIK. Tässä työssä selvitetään tämänhetkinen tieto sarveiskalvon rakenteesta ja biomekaanisista ominaisuuksista. Selvityksen perusteella mallinnetaan sarveiskalvoa elementtimenetelmän (FEM) avulla. Mallin avulla simuloidaan edellä mainittuja refraktiivisen kirurgian tekniikoita. Saatuja tuloksia verrataan aiempaan tutkimukseen sekä pohditaan saatujen tulosten soveltuvuutta sarveiskalvoon fysiologisissa olosuhteissa. Elementtimenetelmä-analyysin tulokset viittaavat vallitsevaan käsitykseen, joka puoltaa SMILE:n käyttöä suurien taittovirheiden korjauksessa. Toisaalta potilasmittausten tulokset ovat ristiriitaiset elementtimenetelmä-analyysin kanssa, joka viittaisi siihen että vallitseva teoria sarveiskalvon biomekaniikasta ei kuvasta hyvin sarveiskalvon käyttäytymistä fysiologisissa olosuhteissa. Lopuksi esitetään uusi teoria sarveiskalvon biomekaniikasta, joka selittäisi sarveiskalvon muodonmuutokset taittovirheleikkauksen jälkeen fi
dc.format.extent 67+8
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Impact of refractive surgery to the biomechanical properties of the cornea - a finite element analysis en
dc.title Refraktiivisen kirurgian vaikutus sarveiskalvon biomekaanisiin ominaisuuksiin - elementtimenetelmä-analyysi fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword Cornea en
dc.subject.keyword SMILE en
dc.subject.keyword LASIK en
dc.subject.keyword finite element method en
dc.subject.keyword refractive surgery en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201512165677
dc.programme.major Bioniikka fi
dc.programme.mcode S3006 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Paulasto-Kröckel, Mervi
dc.programme EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka (TS2005) fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account