Simulación de Queratotomía Arqueada por Medio de un Modelo de Elementos Finitos: Aplicación de Una Plataforma de Interacción Entre Matlab y COMSOL Multiphysics

Catalina Moreno, Fernando Ramirez, Alejandro Arciniegas

Resumen


Resumen: La queratotomía radial es uno de los métodos quirúrgicos empleados para corregir los defectos ópticos de las personas; ésta ha sido ampliamente estudiada, e incluso se han propuesto nomogramas que permiten predecir los resultados de algunas geometrías; a pesar de esto, las experiencias postoperatorias han demostrado que la tasa de éxito de las cirugías es baja, ya que se presenta hipocorrección o hipercorrección de los pacientes, obligándolos a usar ayudas externas o llevándolos a someterse nuevamente a una cirugía. Teniendo en cuenta esto, se desarrolló una plataforma para simular estas cirugías por medio del método de elementos fi nitos, empleando los programas Matlab y COMSOL Multiphysics. Por medio de la rutina creada es posible obtener un modelo de la córnea preoperatoria que se asemeje tanto en geometría, como en condiciones de esfuerzo, a la córnea real; adicionalmente, es posible adaptar la geometría de la queratotomía radial que desee simularse. Se realizaron simulaciones para una cirugía compuesta de dos arcos y otra de tres arcos; los resultados obtenidos demuestran la capacidad de la simulación numérica para avanzar en el desarrollo de la cirugía refractiva, al ser posible estudiar parámetros, que de forma experimental, son difíciles de tener en cuenta, como la geometría inicial de la córnea y la edad del paciente, lo cual infl uye en el módulo de elasticidad del material; por otra parte, se encontró que esta aplicación es una potencial herramienta para los oftalmólogos, pues tiene la capacidad de predecir los resultados postoperatorios.

Palabras clave


Córnea, Queratotomía radial, Matlab, Graphical User Interface, COMSOL Multyphysics.

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Referencias


Vaughan, & Asbury’s. Chapter 21, Optics & Refraction. En Vaughan, & Asbury’s, General Ophthalmology, 18th Edition. McGraw -Hill Companies. 2011 2 Lindstrom RL. Th e surgical correction of astigmatism: a clinician’s perspective. Refract Corneal Surg 1990;6:441-54. 3 Elsheikh A, Alhasso D, Rama P. Biomechanical properties of human and porcine corneas. Exp Eye Res 2008;86:783-90. 4 Ramírez F, Arciniegas A, Urbano JM. A clinicaloriented fi nite element model of the cornea for refractive-error treatment. Bogotá. 2014. 5 Alastrué V, Calvo B, Peña E, Doblare M. Biomechanical Modeling of Refractive Surgery. J Biomech Eng 2006;128: 150-160 6 Anderson K, El-Sheikh A, Newson T. Application of structural analysis to the mechanical behaviour of the cornea. J R Soc Interface 2004;1:3-15. 7 Pandolfi A, Fotia G, Manganiello F. Finite element simulations of laser refractive corneal surgery. Engineering with computers 2009; 25:15-24. 8 Bryant MR, McDonnell PJ. Constitutive laws for biomechanical modeling of refractive surgery. J

Biomech Eng 1996;118:473-81. 9 Hoeltzel DA, Altman P, Buzard K, Choe K. Strip extensiometry for comparison of the mechanical response of bovine, rabbit, and human corneas. J Biomech Eng 1992;114:202-15. 10 COMSOL Inc. (3 de Mayo de 2013). COMSOL Multiphysics 4.3b. Los Angeles, California, Estados Unidos. 11 Amaya LE, Arciniegas A. Proyecto: Esfuerzos generados en la cirugía laminar refractiva. Bogotá. 2005 12 Chu YR., Hardten DR., Lindquist TD, Lindstrom RL. Chapter 42. Astigmatic Keratotomy. En W. Tasman, & E. A. Jaeger, Duane’s Ophthalmology. Philadelphia: Lippincott. 2009 13 Amaya LE; Arciniegas A. New triple arc incision method corrects both hyperopia and presbyopia. Surgical Maneuvers 1996;23. 14 Th e MathWorks, Inc. (s.f.). Matlab R2014b. Natick, Massachusetts, Estados Unidos 15 Ramírez F, Arciniegas A, Urbano JM. A clinicaloriented fi nite element model of the cornea for refractive-error treatment. Bogotá. 2014


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