【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模型设计领域，特别是涉及一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法。
技术介绍
1、角膜内皮细胞是角膜的最内层细胞，为单层六边形细胞，它对于保持角膜透明度和正常功能具有重要作用。角膜内皮细胞密度以每年0.3％～0.6％的速度缓慢下降，如遇到创伤、内眼手术则内皮细胞的损失更多。损伤后的内皮细胞通过扩大移行进行修复，如角膜内皮损失过多，内皮的代谢泵功能失代偿可引起角膜水肿，细胞间紧密连接断裂或者缺失，细胞部分边界缺失、融合，屏障功能降低，临床上即表现为角膜内皮功能失代偿。在角膜疾病的诊断和治疗中，角膜内皮细胞的形态和数量往往是重要的参考指标。
2、目前，大量研究着重关注细胞密度和六边形细胞占比。然而临床发现存在大量细胞密度高但角膜已明显水肿或细胞密度低但角膜仍处于透明状态的现象，表明当前角膜内皮形态测量方法不能准确反映细胞功能。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，包括：
4、将四分之一标准角膜模型导入有限元前处理软件中，并生成2d网格，以得到基础网格模型；
5、导入角膜内皮细胞详细几何模型；
6、根据所述基础网格模型和所述详细几何模型确定完整的角膜内皮细胞模型；
7、根据所述完整的角膜内皮细胞模型生成角膜其他位置的网格，
8、根据所述角膜完整的有限元模型进行计算。
9、优选地，所述生成2d网格，包括：
10、选择角膜内皮表面生成2d网格，最小网格尺寸为2μm，最大网格尺寸为368μm，作为基础网格模型，模型中间网格尺寸为2μm，在径向上逐渐增大；
11、使用过渡网格划法，保持单元全部为四边形单元；
12、删除中间的网格，作为基础网格，留出469μmⅹ324μm空间，以替换详细细胞模型。
13、优选地，在导入角膜内皮细胞详细几何模型之后，还包括：
14、根据所述详细几何模型生成2d网格；网格尺寸为2μm。
15、优选地，根据所述基础网格模型和所述详细几何模型确定完整的角膜内皮细胞模型，包括：
16、细胞之间的连接蛋白使用梁单元模拟；
17、将详细几何模型生成的网格投影到角膜内皮表面上，使详细几何模型贴合角膜内皮表面；
18、将基础网格模型和详细网格模型连接，组成完整的角膜内皮细胞模型。
19、优选地，根据所述完整的角膜内皮细胞模型生成角膜其他位置的网格，得到角膜完整的有限元模型，包括：
20、根据角膜几何模型生成角膜其他位置的网格，圆心处的网格细化，网格尺寸为8μm，厚度方向上尺寸为16μm，在径向上粗化网格，粗化部分网格尺寸从17μm逐渐增加到378μm，以得到所述膜完整的有限元模型；所述角膜其他位置包括后弹力层、基质层、前弹力层和上皮细胞层。
21、优选地，根据所述角膜完整的有限元模型进行计算，包括：
22、在有限元模拟软件中给角膜完整的有限元模型赋予材料及截面属性，材料本构选择neo-hooke，材料参数c10设置为173pa，材料参数d1设置为0.00061/pa，为内皮细胞定义厚度为5μm；
23、细胞之间的连接为梁单元，给梁单元赋予圆形截面；所述圆形截面的半径为1μm；
24、为所述角膜其他位置材料本构选择线弹性本构，材料参数弹性模量设置为0.1mpa，泊松比设置为0.45；
25、将角膜端面节点约束x、y、z方向平动自由度，以固定所述角膜完整的有限元模型；
26、对角膜界面节点施加对称约束；
27、选择角膜内皮细胞模型，施加压力2e-03mpa，以模拟眼压；
28、在不包括内皮细胞的角膜细化区域和粗化区域之间、内皮细胞和角膜其他位置之间，建立绑定接触；
29、在所述有限元模拟软件中提交计算，得到计算结果。
30、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
31、本专利技术提供了一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，包括：将四分之一标准角膜模型导入有限元前处理软件中，并生成2d网格，以得到基础网格模型；导入角膜内皮细胞详细几何模型；根据所述基础网格模型和所述详细几何模型确定完整的角膜内皮细胞模型；根据所述完整的角膜内皮细胞模型生成角膜其他位置的网格，得到角膜完整的有限元模型；根据所述角膜完整的有限元模型进行计算。本专利技术能够提高建立角膜内皮细胞有限元模型的效率及效果。
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1.一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，所述生成2d网格，包括：
3.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，在导入角膜内皮细胞详细几何模型之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，根据所述基础网格模型和所述详细几何模型确定完整的角膜内皮细胞模型，包括：
5.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，根据所述完整的角膜内皮细胞模型生成角膜其他位置的网格，得到角膜完整的有限元模型，包括：
6.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，根据所述角膜完整的有限元模型进行计算，包括：
【技术特征摘要】
1.一种特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，所述生成2d网格，包括：
3.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其特征在于，在导入角膜内皮细胞详细几何模型之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的特殊的角膜内皮细胞有限元模型的建立方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢立信，李东芳，李宗义，周庆军，林萍，王新航，王超颖，
申请(专利权)人：山东第一医科大学附属眼科研究所山东省眼科研究所，山东第一医科大学附属青岛眼科医院，
类型：发明
国别省市：
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