基于快、慢速加载单轴拉伸数据识别的角膜生物力学特性比较

作     者：张迪 张海霞 曾正 袁子维 王维 李林 ZHANG Di;ZHANG Haixia;ZENG Zheng;YUAN Ziwei;WANG Wei;LI Lin

作者机构：首都医科大学生物医学工程学院首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2022年第37卷第4期

页      面：669-675页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32171304 31370952 31470914) 

主　　题：角膜 黏超弹性模型 单轴拉伸实验 

摘      要：目的比较基于快、慢速加载单轴拉伸数据确定的角膜生物力学特性参数。方法选取15只健康成年兔的角膜进行平均加载速率为0.16、0.02 mm/s单轴拉伸实验,分别获得应力-应变以及应力松弛数据;分别利用黏超弹性模型、1阶Ogden模型和2阶Prony级数模型对加卸载迟滞环曲线、应力-应变曲线、应力松弛曲线进行分析。基于黏超弹性模型拟合快速加卸载迟滞环曲线确定的参数集记为G_(vh)。拟合慢速加载的应力-应变、应力松弛数据的材料参数集记为G_(OP)。利用相关性分析比较G_(vh)与G_(OP)之间参数的相关性。结果对快速加卸载迟滞环数据、慢速加载的应力-应变数据与应力松弛数据的拟合优度R^(2)都大于0.95。G_(vh)与G_(OP)中6个参数中5个(μ,A_(1),A_(2),τ_(1),τ_(2))差异明显(P0.05),并且两参数组中Ogden模型参数呈正相关。结论基于快、慢速加载的单轴拉伸数据识别的角膜生物力学参数具有差异性。研究结果为进一步探索利用临床数据识别角膜生物力学特性提供前期的研究基础。