[发明专利]一种预测角膜膨隆的方法和系统

权利要求书

1.一种预测角膜膨隆的方法，其特征是包括有:

S1，建立个性化CVS有限元角膜模型；

S2，建立形态与材料个性化角膜模型；

S3，基于角膜模型实现CVS喷气模拟；

S4，结果提取。

2.根据权利要求1所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：所述有限元角膜模型的基本设置包括有设置单元、划分网格以及设置合理的边界条件。

3.根据权利要求1所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：所述形态个性化包括有通过Pentacam角膜地形图系统导出受试者角膜前后表面高度图数据矩阵，用10阶Zernike多项式拟合每只眼的角膜前表面高度图和角膜厚度图，以计算任意位置的节点坐标和相应的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：所述材料个性化包括有赋予模型特定的材料属性，采用Ogden方程来表述材料特性，Ogden方程的表达式如下：

其中U为应变能势，J为总体积应变，λ为主应变，Jel为弹性体积应变，μi、αi和Di是代表组织的超弹性和可压缩性的材料参数。

5.根据权利要求4所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：还包括有考虑全眼球效应的DCR参数算法，其计算公式1为：

式中{DCRk|k＝1，2，…}为上步中相关性分析所确定的DCR参数群，ConMati为角巩膜本构材料参量，GeoParaj为全眼球几何形态参数；

公式推导实则利用上步取得的DCR参数数据库，经拟合导出在体角膜生物力学性能计算公式2为：

testCMat_i＝f^-1(DCR_k，GeoPara_j)；i＝1，2|k，j＝1，2，...

或

testCMat_i＝f^-1(DCR_k，GeoPara_j，IOP)；i＝1，2|k，j＝1，2...

式中f-1(…)为待确定的在体角膜生物力学性能计算公式函数形式，上标‘-1’意为其理论上因是公示2的反函数，testCMati(i＝1，2)为公式输出的角膜生物力学性能参数，为本构材料参数μ和α。

6.根据权利要求1所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：所述喷气模拟包括有基于流体动力学模拟结果获CFD模拟所得的角膜在不同形态和时间点上前表面空气压力分布数据，空气压力分布方程公式3：

p＝f(t，h，r)

式中p为角膜表面任意点P上所受空气压力值，由时间t、角膜顶点压陷量h、点P相对于角膜顶点的位置向量r共同决定。

7.根据权利要求1所述的一种预测角膜膨隆的方法，其特征是：所述结果提取包括有：

S41，根据模型坐标提取整个角膜不同子午线的重要角膜生物力学参数；

S42，根据角膜顶点与角膜曲率最大值处的连线和不同子午线接近程度的占比，提出代表角膜不对称性的参数；

S43，并采用Logistic回归和Wald-Forward逐步回归方法确定角膜生物力学参数的最佳组合；

S44，得出代表整个角膜的综合角膜生物力学参数，根据数值风险划分提示有无角膜膨隆风险。

8.一种预测角膜膨隆的系统，其特征是：包括有输入模块、模型构建模块、模拟模块以及输出模块；

所述输入模块用于输入患者信息、检查结果信息；

所述模型构建模块用于构建角膜模型；

所述模拟模块用于进行喷气模拟；

所述输出模块用于输出模拟结果。