XX大學(xué)機(jī)械與機(jī)電工程學(xué)系畢業(yè)專題

淡江大學(xué)機(jī)械與機(jī)電工程學(xué)系畢業(yè)專題期末報(bào)告題目:隅角閉鎖型青光眼之眼球前房壓力模擬與分析指導(dǎo)教授:李宗翰博士研究生:蕭天偉專題生:劉碩婕黃詩淯中華民國(guó)九十八年十月二十五日

目錄第零章摘要--------------------------------------------P.3第一章序論---研究動(dòng)機(jī)---------------------------------------------P.4---研究目標(biāo)---------------------------------------------P.4---研究流程---------------------------------------------P.4第二章青光眼介紹---何謂青光眼------------------------------------------P.5---青光眼癥狀分類------------------------------------P.5---青光眼的高危險(xiǎn)群---------------------------------P.7第三章如何測(cè)量壓力---各類型眼壓計(jì)-------------------------------------------P.8---眼球曲率與眼壓關(guān)係-----------------------------------P.12第四章青光眼的預(yù)防及治療---青光眼的預(yù)防方法------------------------------------P.13---青光眼的治療方法-------------------------------------P.13---各類型青光眼治療步驟-------------------------------P.14第五章---參數(shù)設(shè)定-------------------------------------------------P.15---成果出圖-----------------------------------------------P.16第六章---結(jié)論-------------------------------------------------------P.19

第零章摘要：人的眼球猶如一小球，也可比喻為一精密的照像機(jī)，眼球的前房後房充滿了一種稱為房水的循環(huán)體液，維持眼球內(nèi)正常的壓力（此稱為眼壓），以免眼球塌陷。房水不斷的由睫狀體分泌出來，由後房流經(jīng)瞳孔進(jìn)入前房，再由前房隅角小樑網(wǎng)處排出眼球外，進(jìn)入血液循環(huán)。青光眼又稱為綠內(nèi)障，是世界各地成人失明的主要原因。當(dāng)某些因素導(dǎo)致房水分泌增加或排出受阻時(shí)，會(huì)造成眼壓升高。若眼壓超過正常眼所能忍受的程度時(shí)，會(huì)使某些視神經(jīng)受到傷害，於是在視野上出現(xiàn)缺損，這就是青光眼。雖然它不會(huì)傳染，也不會(huì)危及生命，但是若沒有儘早發(fā)現(xiàn)，病情將逐漸惡化，最後將導(dǎo)致視力完全喪失。青光眼的發(fā)生通常是兩眼同時(shí)或先後發(fā)生的。早期青光眼不容易察覺到，因?yàn)楫?dāng)我們?cè)诳匆晃矬w時(shí)，是用注意力和眼睛去看，這件物體就成為我們視野的中心，當(dāng)視野的中心視力減退時(shí)，會(huì)馬上察覺到，而對(duì)視野邊緣部分的視力減退則引不起重視，因?yàn)樗皇俏覀冏⒁獾闹行??；记喙庋蹠r(shí)，中心視力的影響大多數(shù)都發(fā)生在末期，初期的影響都是開始於視野外圍，所以不容易發(fā)覺。青光眼不是傳染性的疾病，但有些族群屬於高危險(xiǎn)群，例如糖尿病或高血壓患者、高度近視、家族中有青光眼病患者，最好定期作眼部青光眼檢查，以便早期診斷及儘早適當(dāng)?shù)闹委?。青光眼與眼壓有密切關(guān)係，所以測(cè)量眼壓為診斷與日後追蹤時(shí)不可或缺的一種檢查，這個(gè)角色就是由眼壓計(jì)來擔(dān)當(dāng)。眼底鏡檢查視神經(jīng)受損的程度，並配合精密的視野檢查，是否有視野缺損發(fā)生，其他尚包括病史的詢問，視力檢查，細(xì)心的檢查眼睛構(gòu)造有無改變或發(fā)炎，隅角鏡檢查以區(qū)分隅角是開放型或是閉鎖型。有時(shí)還需藉助於眼壓日差（即24小時(shí)中眼壓變化的情形），或暗房俯臥激發(fā)試驗(yàn)等等。第一章緒論研究動(dòng)機(jī):青光眼一直是失明的其中一項(xiàng)重要原因，也是許多人會(huì)得到的一種眼睛疾病，雖然醫(yī)療界已經(jīng)有針對(duì)青光眼的治療方式，也大致了解導(dǎo)致青光眼的原因，卻一直不明白為何會(huì)得到青光眼。做這份報(bào)告就是希望能藉由研究來得知青光眼是因?yàn)楹畏N原因得到的。另一方面，也希望藉由軟體的分析，可以讓往後醫(yī)生除了可以藉由專業(yè)經(jīng)驗(yàn)累積之外，更可以透過數(shù)據(jù)來判斷青光眼病患是否需要?jiǎng)邮中g(shù)研究目標(biāo):希望先透過蒐集資料，充分了解青光眼的疾病分類、眼壓之測(cè)量分法以及相關(guān)的治療方式，再經(jīng)由ANSYS軟體分析操作，來模擬在發(fā)病時(shí)眼球前房的房水流動(dòng)情形。研究流程:收集有關(guān)青光眼資料瞭解各類型青光眼分類認(rèn)識(shí)檢查儀器與檢查方法發(fā)病前與發(fā)病後的治療建構(gòu)眼球模型藉由ANSYS軟體進(jìn)行數(shù)值模擬得到眼球內(nèi)壓力和流場(chǎng)分佈圖第二章青光眼介紹何謂青光眼青光眼是眼科疾病中導(dǎo)致失明的主要原因之一，在35歲以上的年齡層有百分之二的人們因此視力受到威脅，但若早期診斷出來，由青光眼引起的失明幾乎是可以預(yù)防的。

當(dāng)我們注視著一個(gè)物體時(shí)，影像藉著視神經(jīng)從視網(wǎng)膜傳導(dǎo)至大腦，這條神經(jīng)就像一束內(nèi)含百萬條電線的電纜，每條電線皆帶著一個(gè)傳至大腦的訊息，當(dāng)這些訊息拼湊在一起就產(chǎn)生一個(gè)和被注視物體一般清晰的影像，青光眼可以破壞這些「電線」，使大腦解讀的影像盲點(diǎn)增加，而人們很少意識(shí)到這樣的改變，直到可觀看的視神經(jīng)損害發(fā)生，如果整條神經(jīng)被破壞殆盡，就導(dǎo)致失明。

預(yù)防青光眼產(chǎn)生的視神經(jīng)損害或失明的關(guān)鍵就在於早期的診斷及早期的治療。眼科醫(yī)師可在定期檢查中篩檢出青光眼並加以治療。因此，成年人必須接受眼科醫(yī)師的定期檢查。圖一水漾液循環(huán)示意圖青光眼的癥狀分類:(一)隅角閉鎖性青光眼患者易有頭痛癥狀，大部分隅角閉鎖性青光眼患者，由於解剖構(gòu)造的關(guān)係，眼壓起伏大，較易有傍晚頭痛的癥狀。亞洲地區(qū)患有「隅角閉鎖性青光眼」的患者較多，平時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)慢性頭痛的癥狀，但在急性發(fā)作後，頭痛的情形往往變得更加嚴(yán)重，這是因?yàn)榧毙郧喙庋郯l(fā)作後，三叉神經(jīng)亦受到刺激，因此造成眼睛痛、眼眶痛、太陽穴周邊及後頸部疼痛等等，在眼壓降低後，疼痛感雖然可以好轉(zhuǎn)，但仍有不少患者在觸摸到上述部位時(shí)，會(huì)感到疼痛與不適。(二)隅角開放性青光眼眼壓上升的過程是漸進(jìn)的，除非眼壓突然上升很多，否則通?；颊卟惶珪?huì)有感覺，也很少會(huì)頭痛，因此最容易被忽略圖二隅角開放示意圖圖二隅角開放示意圖圖三隅角閉鎖示意圖圖三隅角閉鎖示意圖(三)正常眼壓青光眼是一種慢性、沒有明顯癥狀的青光眼。病人的邊緣視野先喪失，往往要嚴(yán)重到危及中央視力時(shí)才會(huì)有自覺。病人往往是因其他眼疾就醫(yī)，偶然被醫(yī)師發(fā)現(xiàn)有可疑的視神經(jīng)病變；或是在接受眼底視神經(jīng)檢查的體檢時(shí)被發(fā)現(xiàn)。一般而言，有心臟血管疾病、周邊血管疾病、高血壓、高血脂、動(dòng)脈硬化、血液濃度增加、心律不整、血壓過低、高度近視等病史較易罹患此病。這些疾病都可能影響視神經(jīng)的血管而使視神經(jīng)易受傷害。

要診斷正常眼壓青光眼並不容易，醫(yī)師必須將許多可能會(huì)造成類似視神經(jīng)病變的診斷排除掉後才能確定診斷。而正常眼壓青光眼病情惡化的速度在不同病人之間具有相當(dāng)大的個(gè)體差異性。當(dāng)視野缺損有惡化之虞時(shí)即需治療。

(四)先天性青光眼即俗稱「牛眼」。是一種先天性眼疾，癥狀在出生或出生三個(gè)月左右出現(xiàn)。此種發(fā)生率很低，其中與遺傳有關(guān)，通常在３歲以內(nèi)發(fā)生，而且兩眼都會(huì)影響，男孩比女孩較易發(fā)生，主要是眼排流管的構(gòu)造有先天性的異常而引起，病人的房水排流管自出生後就不正常，因?yàn)閶牒⒌难劬M織較成年人具有彈性，當(dāng)眼壓增加，眼球便被撐大，而\o"搜尋關(guān)於[角膜]"角膜因水腫而呈混濁，容易流眼淚、怕光、\o"搜尋關(guān)於[眼睛紅]"眼睛紅或眼瞼抽搐。嬰兒喜歡躲在棉被或較暗的地方?；佳鄣难蹓涸龈?，眼珠被撐大，眼睛看來叫正常人為大，故稱「牛眼」。(五)絕對(duì)性青光眼各種型之青光眼末期，導(dǎo)致視力完全喪失，眼壓無法控制，眼睛非常疼痛，統(tǒng)稱為絕對(duì)性青光眼。此類青光眼只能以冷凍法或雷射破壞睫狀體來減少房水的分泌，減輕疼痛，嚴(yán)重者更需手術(shù)治療。

青光眼的高危險(xiǎn)群:1.年齡越高，得病機(jī)率也會(huì)增加2.種族和性別的差異3.家族遺傳性若父母患有青光眼，他或她的子女有20%的機(jī)率罹患青光眼。假如兄弟姊妹裡有一人得到青光眼，其兄弟或姊妹有50％的機(jī)率罹患青光眼。4.糖尿病和高血壓等慢性病5.眼部受過傷，導(dǎo)致眼球組織造成差異6.長(zhǎng)期服用類固醇（Corticosteroid）第三章如何測(cè)量壓力:(一)Goldman平壓式眼壓計(jì)此為國(guó)際通用測(cè)量眼壓的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量壓平每直徑3.6㎜角膜所需要的力，圖四測(cè)量壓力示意圖圖四測(cè)量壓力示意圖圖五平壓式眼壓計(jì)圖五平壓式眼壓計(jì)眼壓計(jì)算方式Pt＝W/AA:壓平面積Pt:眼內(nèi)壓W:壓平角膜的外力（二）PASCALDCT動(dòng)態(tài)輪廓眼壓計(jì)1.動(dòng)態(tài)輪廓眼壓計(jì)特性裂隙燈附件與壓平式眼壓計(jì)一樣操作方便便利的拋棄型測(cè)量頭套防止污染和潛在的感染可能直接測(cè)量壓力－沒有壓力轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差數(shù)字顯示結(jié)果－避免操作者偏差和讀數(shù)錯(cuò)誤。不需要機(jī)械的校正；自動(dòng)校準(zhǔn)。電池運(yùn)作－沒有電纜。通過透明的傳感應(yīng)探頭可視控制眼/探頭接觸面。單鍵操作。2.臨床優(yōu)點(diǎn)不像壓平式眼壓計(jì)會(huì)受到角膜厚度和其他角膜特性的影響，導(dǎo)致錯(cuò)誤評(píng)估的眼壓值。動(dòng)態(tài)輪廓眼壓計(jì)提供了一個(gè)精確直接測(cè)量真正眼壓的途徑，不受角膜屬性的個(gè)體間差異影響。即便在Lasik術(shù)後的眼睛也能正確測(cè)量眼內(nèi)壓。PASCAL能探測(cè)並精確測(cè)量動(dòng)態(tài)的眼內(nèi)壓脈動(dòng)，得到眼內(nèi)壓的舒張值和收縮值。結(jié)果顯示為（舒張）IOP和OPA（眼脈動(dòng)振幅，也就是收縮值和舒張值之間的差異）。測(cè)量過程不需要螢光染色。IOP(IntraocularPressure)：眼內(nèi)壓，波谷平均值即為IOPIOP=(F-U)/C+(Pv)OPA(OcularPulseAmplitude)：眼脈動(dòng)振幅波峰為收縮壓，波峰與波谷的差值就是OPA3.DCT眼壓計(jì)的運(yùn)作PASCAL使用一個(gè)電晶體的壓力感應(yīng)器，內(nèi)置在輪廓圓弧的中間，凹面探頭，當(dāng)探頭接觸角膜表面時(shí)直接測(cè)量眼內(nèi)壓。弧形表面經(jīng)過特別計(jì)算可以對(duì)角膜產(chǎn)生最少的型態(tài)改變，並將角膜內(nèi)的力都導(dǎo)向壓力感應(yīng)器表面。此設(shè)備可以安裝在裂隙燈上，並通過裂隙燈的搖桿向前接觸病人。感應(yīng)探頭裝在傳動(dòng)器上以提供精確的外力控制。

感測(cè)器探測(cè)到的壓力被數(shù)字化並儲(chǔ)存在設(shè)備的記憶卡裡。一個(gè)內(nèi)置的微處理器得出眼內(nèi)壓（IOP）和由於心臟搏動(dòng)所形成的波動(dòng)幅度（眼脈動(dòng)振幅OPA）。IOP和OPA以數(shù)字的型式顯示在液晶顯示器上。接觸眼睛的探頭部份由一個(gè)拋棄型的套子「SENSORCAP」保護(hù)。設(shè)備由電池來驅(qū)動(dòng)。PASCAL就是如此簡(jiǎn)單易用：將它旋轉(zhuǎn)到病人眼睛前方，通過一個(gè)藍(lán)色旋鈕激活設(shè)備，向前接觸患者的眼睛，收回幾秒鐘後就可以立即在發(fā)光的液晶體顯示器上看到數(shù)字化的結(jié)果，精確而且毫不含糊。圖六DCT眼壓計(jì)圖七DCT眼壓計(jì)圖六DCT眼壓計(jì)圖七DCT眼壓計(jì)(三)非接觸眼壓計(jì)NCT非接觸式眼壓計(jì)的設(shè)計(jì)原理是利用一種可控的空氣脈衝，其壓力具有線性增加的特性，使通過氣體脈衝力將氣體噴射到角膜中央的表面，使角膜變形呈3.6mm直徑圓形平面時(shí)，經(jīng)角膜射入的光線經(jīng)反射後有足夠強(qiáng)的光線進(jìn)入觀測(cè)器為止，借助儀器的微電腦，將所得資料加以處理，直接測(cè)出眼壓數(shù)值。1.設(shè)計(jì)原理

眼壓計(jì)的測(cè)量頭不與角膜接觸，僅用噴射空氣壓平恆定面積的角膜，噴射空氣的力量迅速隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈線性增加，與此同時(shí)瞄準(zhǔn)光束射到角膜，然後從角膜反射出來，被光電管接受。當(dāng)壓平角膜的面積達(dá)3.6mm直徑時(shí)，光電管接受了最大光線量，即產(chǎn)生最大量的角膜光反射時(shí)間，直接與空氣噴射力相關(guān)，與眼壓的抵消力相等，而可測(cè)出眼壓值。NCT在測(cè)量過程中需要更大的力量，但作用與單位面積的力在兩種眼壓計(jì)是相同的。2.非接觸眼壓計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)優(yōu)點(diǎn)

①適用於成人及兒童，以及對(duì)表面麻醉劑有反應(yīng)者。

②檢查進(jìn)行中出現(xiàn)氣流衝擊時(shí)，被檢者略感不適，但無疼痛。由於眼壓計(jì)不接觸角膜，故不需要滴麻醉劑，可避免麻醉藥物過敏及角膜上皮損傷後的感染問題。且不致引起接觸傳染。

③測(cè)量操作迅速，每次測(cè)定可以在3ms內(nèi)完成，在一定範(fàn)圍內(nèi)檢查結(jié)果比較準(zhǔn)確，但當(dāng)眼壓在25mmHg以上時(shí)，與Goldmann壓平眼壓計(jì)測(cè)量結(jié)果有比較大的差別。④操作簡(jiǎn)單，容易掌握，方便使用。非醫(yī)務(wù)人員經(jīng)過培訓(xùn)後可進(jìn)行操作。(2)缺點(diǎn)

①對(duì)高度散光、角膜混濁、角膜移植術(shù)後以及固視不良者不宜用此法檢查眼壓。

②眼壓的準(zhǔn)確性：8mmHg及>25mmHg者誤差較大。眼壓較高區(qū)域其可靠性降低，因此仍需應(yīng)用Goldmann眼壓計(jì)測(cè)量較高的眼壓區(qū)段。

③儀器只能用於坐位測(cè)量，不能用於臥位患者。桌式儀器，不便於攜帶，且遠(yuǎn)比一般眼壓計(jì)的價(jià)格昂貴。

④本儀器難以校正及標(biāo)準(zhǔn)化，眼科醫(yī)師不能自行校正以排除誤差。據(jù)我們觀察了本院幾種NCT，不僅不同廠家的產(chǎn)品測(cè)得的眼壓值有誤差，而且同一產(chǎn)牌的產(chǎn)品亦存在誤差。

NCT雖是一種簡(jiǎn)單易掌握並為廣大患者所接受的測(cè)量眼壓方法，但由於儀器價(jià)格昂貴，並可能出現(xiàn)高眼壓假陰性，故其結(jié)果僅相對(duì)可信，我們認(rèn)為不宜用於青光眼的臨床工作，而應(yīng)推廣國(guó)際通用的金標(biāo)準(zhǔn)Goldmann壓平式眼壓計(jì)。圖八NCT眼壓計(jì)圖八NCT眼壓計(jì)角膜厚度角膜弧度散光度數(shù)圖九發(fā)現(xiàn)DCT的測(cè)量數(shù)據(jù)不因角膜或散光的條件影響資料來源:三軍總醫(yī)院眼科部眼球曲率和眼壓關(guān)係:1.眼壓測(cè)量值誤差會(huì)受到角膜厚度影響且與設(shè)定之壓力值有關(guān)，眼內(nèi)壓力越高時(shí)誤差越大，且誤差與角膜弧度無直接關(guān)係2.CCT(角膜)每增加10微米，眼壓測(cè)量值便增加0.19毫米汞柱3.角膜曲度對(duì)眼壓測(cè)量之影響弧度越大的角膜必須花較多力量來克服角膜模形變所造成的阻力，角膜曲度每增加一單位光度眼壓值便增加0.34毫米汞柱4.角膜性散光:(1)順性角膜散光…低估(2)逆性角膜散光…高估5.NCT比GAT更容易受角膜厚度所影響第四章青光眼預(yù)防方式:保持心情舒暢--避免情緒過度波動(dòng)青光眼最主要的誘發(fā)因素就是長(zhǎng)期不良精神刺激脾氣暴躁抑鬱憂慮驚恐生活飲食起居規(guī)律--適量體育鍛鍊不要參加劇烈運(yùn)動(dòng)保持睡眠品質(zhì)飲食清淡營(yíng)養(yǎng)豐富，禁煙酒、濃茶、咖啡適當(dāng)，控制進(jìn)水量每天不能超過1000~1200ml，一次性飲水不得超過400ml注意用眼衛(wèi)生保護(hù)用眼，不要在強(qiáng)光下閱讀，暗室停留時(shí)間不能過長(zhǎng)，光線必須充足柔和，不要過度用眼婦女更年期以及痛經(jīng)，可是眼壓升高應(yīng)高度重視經(jīng)期，如出現(xiàn)青光眼表現(xiàn)者應(yīng)及時(shí)就診?？魄喙庋奂易寮拔ｋU(xiǎn)因素者必須定期復(fù)查一旦有發(fā)病徵象者必須積極配合治療防止視功能突然喪失在家DIY穴位按摩及熱敷，也是降眼壓保養(yǎng)視力不錯(cuò)的方法，藉按摩眼部穴道以疏通經(jīng)絡(luò)之氣，使氣血運(yùn)行通暢，能快速放鬆眼睛周圍及眼內(nèi)的肌肉，降低眼壓。對(duì)於具有不利視神經(jīng)血液循環(huán)因素的患者，必須針對(duì)這些因素加以改善，如治療心律不整、控制血脂肪濃度、避免過高及過低的血壓等。也鼓勵(lì)在體能狀況許可的範(fàn)圍內(nèi)，培養(yǎng)每週至少三次運(yùn)動(dòng)的習(xí)慣，有助於促進(jìn)組織微細(xì)循環(huán)以維護(hù)視神經(jīng)細(xì)胞的活力。青光眼治療方式:(一)目前最普遍的口服及外敷藥物:特拉發(fā)坦(Travatan)和露明甘(Lumigan)的這兩種新藥，憑借排出過多的眼液而產(chǎn)生效果。青光眼主要癥狀是眼液累積過多(二)手術(shù)1.傳統(tǒng)手術(shù)：眼科醫(yī)生可能從眼白的地方取去一小塊的組織，以製造一個(gè)通道讓房水從眼排出來。對(duì)於某些病人，新排水口可能會(huì)閉塞，需要進(jìn)行第二次的手術(shù)。雖然青光眼的手術(shù)可以挽回剩餘的視力，但對(duì)於改善視力，一般都沒有幫助。事實(shí)上，手術(shù)後的視力也可能不如手術(shù)前，一如其他手術(shù)，青光眼手術(shù)也可能有併發(fā)癥，其中包括有白內(nèi)障、角膜問題、內(nèi)眼發(fā)炎或房水過多導(dǎo)致眼球萎縮。2.雷射手術(shù)：對(duì)於開角型青光眼，會(huì)使用激光光束在排水的濾簾位置，減低房水流過濾簾的壓力，這有助打開小孔讓房水流動(dòng)得暢順。[副作用]:有時(shí)會(huì)再度復(fù)發(fā)3.雷射治療:在隅角小樑處以氬雷射光打數(shù)十個(gè)小點(diǎn)，以產(chǎn)生小疤痕反應(yīng)，此方可增加在雷射小疤痕之間的組織房水流出量。[副作用]:有時(shí)會(huì)無效、幾乎無副作用4.濾過性顯微手術(shù):此種手術(shù)方式為在鞏膜（眼白的部分）開一個(gè)小小的洞以引流房水，此過程稱為小樑切除術(shù)，此步驟將過剩的房水引流出眼睛，以減小或避免視神經(jīng)受到進(jìn)一步的傷害。在手術(shù)後，房水可經(jīng)由手術(shù)製造的小開口流出，並形成結(jié)膜水皰狀的隆起位於眼球上表面，並且被上眼皮所覆蓋，因此，不易由外觀上辨識(shí)出。一般來講，在二個(gè)星期以後視力應(yīng)可恢復(fù)。老年性病患，手術(shù)的成功率大約是70％至90％。在年輕人，此修復(fù)功能特別旺盛，也因而導(dǎo)致手術(shù)成功率較不理想。目前使用之抗傷口癒合的藥物，如Mitomycin-C與5-FU，可減緩傷口癒合的速度，增加手術(shù)開口通暢，增加房水引流效果。[副作用]:剛接受手術(shù)的病患可能會(huì)感覺到淚水增加，以及出現(xiàn)暫時(shí)性的紅腫與異物感。(三)中醫(yī)針灸:放鬆眼內(nèi)的肌肉、促進(jìn)血液及房水循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到降眼壓的效果。不同的治療方式各種類型的治療步驟：閉鎖性：第一步：雷射、第二步：藥物、第三步：手術(shù)、第四步：摘除。開放性：第一步：藥物、第二步：雷射、第三步：手術(shù)、第四