Desarrollo de un simulador de cambios queratométricos resultado de cirugías oculares

La predicción de cambios en intervenciones quirúrgicas oculares facilita la elección de longitudes de corte, ubicación de cortes, selección de lentes intraoculares y otros aspectos propios de cada cirugía. Mediante este proyecto se busca predecir los cambios propios de incisiones en intervenciones p...

Full description

Autores:
Romero Romero, Rafael Orlando
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48445
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/48445
Palabra clave:
Refracción
Cataratas (Oftalmología)
MATLAB (Programa para computador)
Enfermedades de la córnea
Ingeniería
Rights
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description La predicción de cambios en intervenciones quirúrgicas oculares facilita la elección de longitudes de corte, ubicación de cortes, selección de lentes intraoculares y otros aspectos propios de cada cirugía. Mediante este proyecto se busca predecir los cambios propios de incisiones en intervenciones por cataratas mediante un modelo computacional ajustado a cada paciente. Se busca ilustrar el desarrollo de un algoritmo que estime numéricamente los efectos posteriores a una intervención de cataratas, validando mediante las propiedades dióptricas del paciente. En primera medida se buscó responder la pregunta: ¿es posible modelar numéricamente la biomecánica ocular en función de una intervención quirúrgica para predecir la cinética o queratometría ocular? Para resolver esta pregunta se validaron materiales y condiciones de apoyo, haciendo comparaciones con diferentes fuentes. Una vez validado el modelo, se implementó un ajuste biométrico sobre el paciente y las características de la incisión ideal. Finalmente se calibró el modelo para un paciente ejemplo y se compararon los valores del modelo respecto a los valores medidos in-vivo. Se compararon múltiples modelos de materiales, de los cuales se utilizó el modelo de "Yeoh" para materiales hiperelásticos, el cual está completamente explicado y desglosado. Con el modelo de elementos finitos desarrollado se implementó un algoritmo para ajustar las características biométricas del paciente, incluyendo condiciones de carga. Basado en la operación típica de incisión autosellante, se caracterizaron las longitudes y dimensiones de la incisión. Por último, el algoritmo calcula los cambios en las dioptrías oculares mediante lo cuál se estima la aproximación del modelo y los cambios que surgen. Finalmente se obtuvo un algoritmo en Matlab, el cual genera un modelo de elementos finitos y lo ejecuta a través de ABAQUS. El algoritmo logra representar la geometría del paciente de forma satisfactoria y obtener resultados con múltiples confi.
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Mediante este proyecto se busca predecir los cambios propios de incisiones en intervenciones por cataratas mediante un modelo computacional ajustado a cada paciente. Se busca ilustrar el desarrollo de un algoritmo que estime numéricamente los efectos posteriores a una intervención de cataratas, validando mediante las propiedades dióptricas del paciente. En primera medida se buscó responder la pregunta: ¿es posible modelar numéricamente la biomecánica ocular en función de una intervención quirúrgica para predecir la cinética o queratometría ocular? Para resolver esta pregunta se validaron materiales y condiciones de apoyo, haciendo comparaciones con diferentes fuentes. Una vez validado el modelo, se implementó un ajuste biométrico sobre el paciente y las características de la incisión ideal. Finalmente se calibró el modelo para un paciente ejemplo y se compararon los valores del modelo respecto a los valores medidos in-vivo. Se compararon múltiples modelos de materiales, de los cuales se utilizó el modelo de "Yeoh" para materiales hiperelásticos, el cual está completamente explicado y desglosado. Con el modelo de elementos finitos desarrollado se implementó un algoritmo para ajustar las características biométricas del paciente, incluyendo condiciones de carga. Basado en la operación típica de incisión autosellante, se caracterizaron las longitudes y dimensiones de la incisión. Por último, el algoritmo calcula los cambios en las dioptrías oculares mediante lo cuál se estima la aproximación del modelo y los cambios que surgen. Finalmente se obtuvo un algoritmo en Matlab, el cual genera un modelo de elementos finitos y lo ejecuta a través de ABAQUS. El algoritmo logra representar la geometría del paciente de forma satisfactoria y obtener resultados con múltiples confi.The biometry change prediction due to ocular surgery eases the cut length, orientation and location selection before surgery, it can be even helpful in intraocular lenses design process. This project predicts the optical changes due cataract surgery, adapting a numerical model for each patient conditions. This project shows the development of an algorithm that numerically describe the surgery effects under certain ocular cuts, validated through dioptric changes in patients. The main question is: is it possible to numerically model the ocular biomechanics changes product of surgery procedure in order to predict the final optical configuration of the eye? In order to solve this question, multiple configurations of material models and model supports conditions were made, comparing some literature configurations. After the validation of the model, an adjustment to patients? case were made from ocular biometric characteristics and ideal incision. Finally, the model was executed and compared to in-vivo patient' measures. Different material models for tissues were compared, between them the Yeoh Model was selected to represent tissue hyper-elastic material. This model was entirely explained, compared and demonstrated in this document. In the algorithm the finite element model was adjusted to the patient biometric characteristics and load conditions. Based on ideal self-sealed incision were dimensions, location and orientation of the "full-thickness corneal incision" characterized. After the program generate and runs the full model, it estimates the dioptric proprieties of the final eye model configuration, through this parameter the precision of the model was estimated. Finally, the project reaches a MATLAB algorithm that create a finite element model, adjust it to patient' parameters and runs a final model through ABAQUS, that result in post-surgery condition.Magíster en Ingeniería MecánicaMaestría63 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería MecánicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Mecánicainstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaDesarrollo de un simulador de cambios queratométricos resultado de cirugías ocularesTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMRefracciónCataratas (Oftalmología)MATLAB (Programa para computador)Enfermedades de la córneaIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=7RE9nmMAAAAJ&hlvirtual::3682-10000-0001-5103-601Xvirtual::3682-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000774847virtual::3682-194e3ac0e-4927-4bfc-b5ac-1fc26b959982virtual::3682-194e3ac0e-4927-4bfc-b5ac-1fc26b959982virtual::3682-1ORIGINALu833570.pdfapplication/pdf2990169https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/41a1e1b8-259b-4c5a-82c7-b4514d036553/download053f9b373caeb8371d0daa78f53841a6MD51THUMBNAILu833570.pdf.jpgu833570.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10253https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/5081e7e9-ceac-4bd9-b260-0b4d24de00fa/download9963d22729f9bc4367401b573f460380MD55TEXTu833570.pdf.txtu833570.pdf.txtExtracted texttext/plain80000https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/c50a6cfc-8cce-4554-9ff7-75bab9fc9f2a/downloadc1b040742024af23e7b6fb350a1dd7ddMD541992/48445oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/484452024-05-10 11:36:06.473https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co