青光眼是一种慢性进行性视神经病变，其特征是视神经节细胞凋亡、视乳头凹陷增加和视野缺损。病理性眼压升高引起的筛板变形和重塑使穿行其中的视神经轴突受到损伤进而阻断轴浆运输，最终导致患者视野缺损。因此分析高眼压作用下筛板与视神经的变形分析将为青光眼的早期诊断及病程预测提供一定的基础。

利用激光共聚焦成像系统的断层扫描功能对正常眼压下猫眼视神经的冠状面冰冻切片进行层间扫描，然后得到筛板处视神经的断层序列图（图1）。

将猫眼筛板激光共聚焦断层图像导入到Mimics中，进行阈值分割，去掉血管和其他部分，使视神经显示高信号，进行三维模型的构建，以stl格式导出（图2）。

将模型导入Geomagic中，应用简化和松弛的功能，使其消除不符合真实情况、结构过于狭长和自相交三角面，形成新的光滑三角面，得到最终的视神经模型，以Stl格式导出。

将简化生成的圆板和简化后的视神经再次导入Mimics进行布尔运算相减得到真实的筛板模型，以Stl格式导入Geomagic去除自相交的三角面片得到最终筛板模型（图3）。

为了得到较好的网格形状，采用软件Hypermesh进行网格划分。用Solidworks建立三维实体模型，用ANSYS SCDM建立筛板三维实体模型。由于筛板网状结构的复杂性不能直接划分网格，故将几何模型由ANSYS导入Hypermesh中分别对视神经和筛板进行网格划分。先分别划分筛板表面和263个视神经的表面网格，然后将视神经网格映射筛板表面上，调整后形成筛板完整二维网格，将闭合的二维网格最后转换成四面体3D网格，调整和重新划分局部网格后得到最终网格（图4）。
 

利用Ansys软件进行有限元分析，将由Hypermesh得到的网格导入 Workbench模块，进行力学分析。筛板作为视神经的支撑结构，其力学特性与视神经不同，设筛板和视神经的杨氏模量分别为0.1 MPa和0.03 MPa。

考虑到软组织为不可压缩材料，泊松比均取为0.45。在筛板前表面施加三种不同的压力：0.00399 MPa（30mmHg）、0.00532 MPa（40mmHg）和0.00665 MPa（50mmHg）。

考虑到筛后视神经组织和周围巩膜对筛板的支撑，在筛板后表面和侧面均设置了弹性支撑。因为筛板嵌于巩膜管开口处和周围巩膜紧密连接在一起，为了限制筛板产生刚体位移，同时也约束了筛板侧面垂直方向上的位移。利用有限元方法分析筛板在不同眼压下的位移。
 

筛板和视神经的变形图（图5）显示随着眼压升高，筛板与视神经变形逐渐增大，且视神经的变形大于筛板。在相同眼压下，筛板和视神经中心区域比周围区域的变形更大。

为了比较不同眼压下的变形情况，在模型前表面选取PA、PB、PC、PD 共 4条直线路径，计算每条路径上均布点的位移。结果（图6）显示，每条路径在眼压相同时产生的变形基本一致，都表现出‘U’形变化。PA、PB路径筛板厚度变化如图7所示。