基于雙光子共聚焦成像的大鼠小梁網(wǎng)三維重建及有限元分析

張 靜 錢秀清 張海霞 任 琳 劉志成

(首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院， 臨床生物力學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)研究北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100069)

引言

青光眼是一組以視乳頭萎縮及凹陷、視野缺損及視力下降為綜合表現(xiàn)的疾病[1]。它是全球第二大致盲眼病，造成的視功能損傷不可修復(fù)，與致盲原因第一位的白內(nèi)障相比，對(duì)人類健康的影響更為嚴(yán)重[2]。有研究分析預(yù)測(cè)，2040年全球范圍內(nèi)約有1.2億人會(huì)受到青光眼疾病的影響[3]?？梢姡喙庋圻@一嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量的癥候群不容忽視。目前，青光眼的發(fā)病機(jī)制尚不明確，病理性眼壓升高被公認(rèn)為是其發(fā)生和發(fā)展的主要危險(xiǎn)因素之一。眼壓是眼球內(nèi)容物作用于眼球內(nèi)壁的均衡壓力，正常眼壓值在10～21 mmHg之間。如果患者的眼壓超過了眼底視網(wǎng)膜視神經(jīng)所能承受的限度，就會(huì)引起眼底視神經(jīng)損傷，出現(xiàn)視功能損害，如不及時(shí)治療，視野就會(huì)逐漸喪失直至失明[4]。因此，控制眼壓、保護(hù)眼底功能是青光眼治療的追求目標(biāo)。生理性眼壓的穩(wěn)定性，主要依賴于房水生成量與排出量的動(dòng)態(tài)平衡，任何因素使得房水循環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡被破壞都可以導(dǎo)致眼壓升高。眼壓升高的病理生理過程主要有房水生成速率的增加、表層鞏膜靜脈壓升高以及房水外流阻力增大這3個(gè)方面。目前認(rèn)為，臨床上絕大部分的高眼壓形成是由于房水流出阻力增加所致。有研究表明，高眼壓形成與小梁網(wǎng)通道外流阻力的增加密切相關(guān)，而這一外流阻力主要來源于小梁網(wǎng)組織和Schlemm管區(qū)域[5]。由此可見，高眼壓對(duì)于小梁網(wǎng)形態(tài)的影響研究十分必要和迫切，能夠?yàn)榉克鞒稣系K形成的機(jī)制研究提供有價(jià)值的形態(tài)學(xué)信息。

小梁網(wǎng)組織內(nèi)嵌于鞏膜溝內(nèi)部，由相互聯(lián)結(jié)的小梁組成的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，小梁為膠原和彈性纖維組織。一方面，鑒于小梁網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且尺寸微小，成像技術(shù)需要達(dá)到微米量級(jí)的空間分辨率才能準(zhǔn)確獲取小梁網(wǎng)的結(jié)構(gòu)信息；另一方面，小梁網(wǎng)位于角鞏膜緣下方的虹膜根部，組織成像時(shí)表層鞏膜的散射較大。正是由于小梁網(wǎng)解剖位置的影響，成像設(shè)備需要有足夠的成像深度才能實(shí)現(xiàn)跨鞏膜成像。目前常用的成像技術(shù)很難同時(shí)滿足這兩方面的要求，如電子顯微鏡所能達(dá)到的空間分辨率較高，但成像深度較小。而利用光學(xué)相干斷層成像技術(shù)[6]和超聲生物顯微鏡[7]獲取的小梁網(wǎng)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)，由于分辨率較低，使得獲取小梁網(wǎng)微觀結(jié)構(gòu)信息受到局限。由于雙光子顯微鏡具有亞細(xì)胞級(jí)別的分辨率及其能夠獲得深層組織結(jié)構(gòu)和功能信息的能力，使其在基于實(shí)驗(yàn)的生物醫(yī)學(xué)成像方面得到越來越廣泛的關(guān)注[8]。Gonzalez等[9-10]利用雙光子激發(fā)熒光對(duì)人眼小梁網(wǎng)組織進(jìn)行成像，得到了較為清晰的小梁網(wǎng)組織自發(fā)熒光圖像，從中可以看到角鞏膜小梁網(wǎng)屬于片狀熒光帶。Masihzadeh等在共聚焦成像設(shè)備前加上前房角鏡對(duì)豬眼小梁網(wǎng)進(jìn)行成像，獲取了不同方位的小梁網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)，并將獲得的圖像數(shù)據(jù)拼接成了立體形態(tài)圖[11]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于小梁網(wǎng)形態(tài)學(xué)的研究一直都在前行的路上，但是到目前為止，關(guān)于小梁網(wǎng)的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)隨眼壓變化的規(guī)律還鮮見報(bào)道。本研究利用雙光子共聚焦成像技術(shù)對(duì)小梁網(wǎng)進(jìn)行原位成像，獲得了正常眼壓和高眼壓下小梁網(wǎng)的微觀結(jié)構(gòu)信息。并通過圖像處理的方法，定量分析了不同眼壓下小梁網(wǎng)孔隙率隨深度變化的規(guī)律。本研究基于共聚焦斷層圖像，三維重建獲得了小梁網(wǎng)細(xì)觀結(jié)構(gòu)有限元模型，通過對(duì)模型進(jìn)行有限元分析，獲取不同壓力下小梁網(wǎng)的變形云圖，得出小梁網(wǎng)最大變形部位以及最大變形值。綜上所述，本研究采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法去研究具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的小梁網(wǎng)組織，綜合分析了眼壓對(duì)小梁網(wǎng)形態(tài)學(xué)的影響，為青光眼發(fā)病機(jī)制以及降眼壓治療方法研究提供有價(jià)值的形態(tài)學(xué)信息。

1 材料和方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為SPF級(jí)SD大鼠，體重320～350 g，雌雄不限，由首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心(IACUC:AEEI-2013-x-123)提供。將6只大鼠隨機(jī)分成兩組，未加壓組3只大鼠用來作為空白對(duì)照組。高眼壓組利用吊瓶懸掛加壓的方式，分別給每只鼠左眼加壓60 mmHg，右眼作為未加壓對(duì)照組。維壓24 h后，將大鼠安樂死后取出眼球，然后將新鮮眼球置于4℃福爾馬林溶液中浸泡12 h固定，最后將眼球置于PBS緩沖液中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1成像系統(tǒng)

雙光子共聚焦成像系統(tǒng)由中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院自行搭建，使用可調(diào)鎖模激光器，激發(fā)光源Ti為藍(lán)寶石激光，140 fs脈沖，頻率80 MHz，激發(fā)波長(zhǎng)950 nm，685 nm的二向色鏡置于物鏡前，用來將二次諧波信號(hào)反射到PMT上，在PMT前放置有一個(gè)680 nm波長(zhǎng)的濾波器和一個(gè)帶通濾波器。成像過程中通過觸動(dòng)器來控制聚焦深度。

1.2.2圖像處理及三維模型建立

利用雙光子共聚焦成像設(shè)備采集小梁網(wǎng)組織的圖像數(shù)據(jù)，獲取的斷層圖如圖1(a)所示。首先，利用Matlab軟件對(duì)圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)集進(jìn)行裁剪和圖像增強(qiáng)處理，使得小梁網(wǎng)區(qū)域的孔隙和黑色背景的灰度值處于不同的范圍；然后，根據(jù)處理后圖像的灰度直方圖分別獲得孔隙和小梁網(wǎng)的灰度值范圍，從而計(jì)算得出小梁網(wǎng)的孔隙率，即孔隙的面積占整個(gè)小梁網(wǎng)區(qū)域的百分比。對(duì)于小梁網(wǎng)三維模型的建立，首先將預(yù)處理后的共聚焦斷層圖導(dǎo)入Mimics14.0(Materialise Corporation，比利時(shí))軟件中進(jìn)行重建工作，使用軟件中閾值分割和區(qū)域增長(zhǎng)以及編輯每張序列圖等工具，獲得的小梁網(wǎng)及其周圍組織的三維模型如圖1(b)所示；然后，將模型導(dǎo)入Solidworks(Dassault Systemes SA，法國(guó))軟件中進(jìn)行優(yōu)化(見圖1(c))；最后，利用ANSYS 14.0(ANSYS Corporation，美國(guó))軟件對(duì)模型進(jìn)行模擬分析。

圖1 小梁網(wǎng)組織的三維重建。(a)小梁網(wǎng)斷層序列圖；(b)Mimics重建的小梁網(wǎng)模型；(c)優(yōu)化后的模型Fig.1 3D reconstruction of the trabecular meshwork. (a)The tomographic sequence images of trabecular meshwork; (b)3D model of the trabecular meshwork using mimics; (c)The optimized model of the trabecular meshwork

1.2.3小梁網(wǎng)有限元模型

將小梁網(wǎng)模型導(dǎo)入有限元軟件ANSYS 14.0進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格類型，設(shè)定小梁網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸為8 μm。網(wǎng)格劃分后的單元總數(shù)為849 162，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為1 227 431，劃分結(jié)果如圖2所示。小梁網(wǎng)組織的材料選用線彈性不可壓縮材料，泊松比設(shè)為0.49，楊氏模量設(shè)為162 Pa[12]。將小梁網(wǎng)模型中鄰管組織區(qū)域以及Schlemm管遠(yuǎn)離小梁網(wǎng)的一側(cè)所有面設(shè)為空間固定面。同時(shí)在小梁表面的所有面施加均勻載荷，方向與房水外流的方向一致(圖2所示，沿Z軸負(fù)方向)，這是為了模擬不同眼壓與鞏膜靜脈壓之間的壓力差對(duì)小梁網(wǎng)組織的作用[13]。

圖2 小梁網(wǎng)模型的網(wǎng)格劃分、邊界約束以及壓力條件Fig.2 The trabecular meshwork model after the meshing, boundary constraints and pressure

1.2.4有限元模型的驗(yàn)證

為驗(yàn)證有限元模型的有效性，將模擬計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較。由于ANSYS軟件的后處理功能只能給出單個(gè)點(diǎn)的變形值，因此需要監(jiān)測(cè)小梁網(wǎng)模型上下表面點(diǎn)的相對(duì)變形來確定不同眼壓下組織厚度的變化。通過這種方法，在有限元模型上依次找到小梁網(wǎng)組織前表面的測(cè)量點(diǎn)以及鄰管組織與Schlemm管交界處的測(cè)量點(diǎn)在模型中的位置，并監(jiān)測(cè)不同眼壓下小梁網(wǎng)的厚度變化情況。對(duì)于實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，在高眼壓情況下(60 mmHg)，小梁網(wǎng)組織由于被擠壓而變得致密，總的厚度明顯變薄(厚度小于40 μm)。正常眼壓條件下，小梁網(wǎng)厚度值為(66.4±5.14)μm(P<0.001 )。

為驗(yàn)證有限元分析的可靠性，在ANSYS軟件的后處理中探測(cè)小梁網(wǎng)和Schlemm管交界線對(duì)應(yīng)點(diǎn)和小梁網(wǎng)前表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的變形差來確定不同眼壓下小梁網(wǎng)組織的厚度變化(不同壓力條件下，厚度變化小于30 μm)。將有限元計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，眼壓升高后，小梁網(wǎng)組織的厚度均呈變薄的趨勢(shì)，誤差也在可接受的范圍內(nèi)，因此認(rèn)為模型的計(jì)算是合理的。

2 結(jié)果

2.1 高眼壓下小梁網(wǎng)形態(tài)

圖3為獲取的小梁網(wǎng)局部區(qū)域的形態(tài)圖，其中(a)取自未加壓情況，可以看到小梁網(wǎng)纖維排列較為規(guī)則，孔隙明顯。對(duì)于加壓60 mmHg的情況，一些小梁被壓縮，甚至有些小梁網(wǎng)膠原纖維發(fā)生斷裂(見圖3(b))。將加壓組左右兩圖進(jìn)行對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)深層小梁網(wǎng)組織損傷的程度較弱，而距離前房較近的組織斷裂損傷比較明顯。眼內(nèi)壓增高會(huì)引起小梁網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)異常，主要表現(xiàn)為小梁發(fā)生彎曲或塌陷。這一壓力升高所導(dǎo)致的組織解剖結(jié)構(gòu)異常會(huì)使房水流出阻力發(fā)生變化，影響房水的排出。

圖3 局部小梁網(wǎng)形態(tài)圖(左圖和右圖分別取自深度為30和20 μm處圖像(小梁網(wǎng)內(nèi)側(cè)設(shè)為0 μm)，箭頭為壓縮區(qū)域，三角為斷裂區(qū)域，比例尺：20 μm)。(a)正常眼壓；(b)高眼壓條件下(60 mmHg)Fig.3 The morphological images of the local TM(This TPM image was obtained at a depth of 30 μm (the left) and 20 μm (the right) below the TM inner layer, and the arrow indicates the location of compressed area and the triangle symbol refers to the fracture area, scale bar=20 μm). (a) In the normal eye; (b)In the pressurized eye of 60 mmHg.

2.2 小梁網(wǎng)孔隙率隨深度變化

圖4 不同眼壓下小梁網(wǎng)孔隙率隨深度變化折線圖Fig.4 Curves of trabecular meshwork porosity with image depth at different intraocular pressures

圖4為正常眼壓和高眼壓條件下小梁網(wǎng)孔隙率隨深度的變化曲線?？梢钥闯?，無論加壓與否，小梁網(wǎng)孔隙率均隨著深度的增加而增大的趨勢(shì)是一致的，這與小梁網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)(臨管組織、角鞏膜小梁網(wǎng)以及葡萄膜小梁網(wǎng))的形態(tài)變化趨勢(shì)相適應(yīng)。即從小梁網(wǎng)遠(yuǎn)端看向近端，隨著深度的增加孔隙逐漸變小，房水外流阻力逐漸減小。由曲線圖看出，距角鞏膜緣200 μm深度時(shí)，加壓后小梁網(wǎng)的孔隙率明顯小于未加壓時(shí)的孔隙率。這是由于加壓使得小梁網(wǎng)膠原纖維坍塌，組織被壓縮變薄，因此孔隙率較小的深層小梁網(wǎng)出現(xiàn)在200 μm深度處。而對(duì)于未加壓情況，小梁網(wǎng)形態(tài)在200 μm對(duì)應(yīng)于靠近前房的淺層小梁網(wǎng)，其孔隙率遠(yuǎn)大于離角鞏膜緣更近的深層小梁網(wǎng)組織。

2.3 模擬結(jié)果云圖

圖5為不同壓力下小梁網(wǎng)模型的變形云圖。有限元分析結(jié)果顯示，小梁網(wǎng)的最大形變位置出現(xiàn)在孔隙較密集的地方，即圖5紅色標(biāo)記所在的區(qū)域。其中(a)和(b)分別給出小梁網(wǎng)在40和100 Pa壓力差作用下的變形云圖，不難發(fā)現(xiàn)小梁網(wǎng)的最大變形均出現(xiàn)在孔隙多的區(qū)域。本研究分析了10個(gè)不同的壓力差(從40～220 Pa，間隔為10 Pa)，得到了小梁網(wǎng)區(qū)域-Z方向(房水外流的方向)的最大變形值隨壓力的變化趨勢(shì)(見圖6)。壓力差為40 Pa得到的小梁網(wǎng)最大形變值為0.004 2 mm。而當(dāng)模擬壓力差設(shè)增加到180 Pa時(shí)，方向形變的最大值可達(dá)到0.019 mm，已達(dá)到淺層小梁網(wǎng)孔隙的尺寸?？梢钥闯?，若小梁網(wǎng)組織存在于壓力差為180 Pa左右的環(huán)境，小梁網(wǎng)組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)非常大。

圖5 不同壓力下小梁網(wǎng)的變形云圖。(a)壓力差為40 Pa；(b)壓力差為100 PaFig.5 Deformation cloud of the trabecular meshwork under different pressures.(a)With the pressure of 40 Pa;(b)With the pressure of 100 Pa

圖6 小梁網(wǎng)-Z方向最大變形值隨模擬壓力變化折線圖Fig.6 Graph for the value of the maximum deformation of the negative Z directionwith different simulated pressures

圖7為小梁網(wǎng)變形后的分布，選取局部區(qū)域并放大，與同一區(qū)域變形前云圖對(duì)比來看，可以清楚地看到小梁被擠壓變形的情況。在模擬計(jì)算分析中，隨著模擬壓力的增加，小梁組織變形程度也會(huì)加劇。綜合分析得出高眼壓會(huì)使得小梁受壓塌縮變形，尤其是孔隙較密集區(qū)域，組織結(jié)構(gòu)變化后會(huì)影響小梁網(wǎng)處房水正常地排出眼外，即影響了小梁網(wǎng)通道上的外流阻力。

圖7 小梁網(wǎng)變形后云圖(模擬壓力差為100 Pa)，右圖是將左圖方框區(qū)域放大4倍后變形前后的結(jié)果Fig.7 The real deformation of trabecular meshwork with the simulated pressure in 100 Pa. The right are the amplified pictures (4×) of the area in the left box before deformation (up) and after deformation (bottom)

3 討論與結(jié)論

房水主要通過前房角處的小梁網(wǎng)組織進(jìn)入Schlemm管，再依次通過集合管、房水靜脈和鞏膜表面的睫狀前靜脈，最后回流到體循環(huán)[14]。由于小梁網(wǎng)的解剖位置和微小尺寸的影響，對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的獲取具有一定的難度?；谇肮?jié)光學(xué)相干斷層成像術(shù)和超聲生物顯微鏡等能實(shí)現(xiàn)一定深度組織的成像，但其空間分辨率不足以獲取小梁網(wǎng)的微觀結(jié)構(gòu)信息[15-16]。近年來，隨著光學(xué)顯微成像技術(shù)的發(fā)展，無論是在分辨率還是探測(cè)深度方面，都取得了巨大成功，涌現(xiàn)了一批創(chuàng)新技術(shù)。有研究利用光譜雙光子顯微技術(shù)對(duì)房水外流通道進(jìn)行成像，獲取到了Schlemm管、集合管、鞏膜靜脈等圖像數(shù)據(jù)，并通過定量評(píng)估給出了Schlemm管、集合管、鞏膜靜脈的尺寸范圍[17]。雙光子顯微鏡帶有超高靈敏度的直接探測(cè)器，具有記錄組織深層最細(xì)微的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力，已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像研究。目前認(rèn)為，雙光子顯微成像技術(shù)是觀察小梁網(wǎng)和Schlemm管結(jié)構(gòu)極為有效的研究工具。

雙光子共聚焦成像技術(shù)(包括雙光子自體熒光和二次諧波信號(hào))，可以在不破壞房水流出通道的前提下對(duì)小梁網(wǎng)通道組織進(jìn)行原位成像，較為真實(shí)地反映小梁網(wǎng)通道微觀結(jié)構(gòu)信息。本研究基于雙光子共聚焦成像技術(shù)直接對(duì)眼組織進(jìn)行成像研究，避免了使用染色劑以及對(duì)組織進(jìn)行切片的操作，減少對(duì)小梁網(wǎng)組織造成一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)上的損傷，從而使得獲取的成像數(shù)據(jù)更加接近小梁網(wǎng)的真實(shí)形態(tài)。本研究所依托的雙光子成像系統(tǒng)使用的是950 nm的激發(fā)波長(zhǎng)，在有效降低鞏膜組織散射、顯著提高成像深度的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分辨率依然可達(dá)到0.5 μm，使得獲取的小梁網(wǎng)微觀結(jié)構(gòu)較為清晰。

臨床證據(jù)顯示，高眼壓是房水外流通道阻力增加的重要影響因素。實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出，流出阻力的主要發(fā)生部位主要位于小梁網(wǎng)區(qū)域，包括Schlemm管的內(nèi)壁[5]。此外，還有研究表示流出阻力的增加是由于小梁網(wǎng)的結(jié)構(gòu)異?；蚬δ芨淖?cè)斐傻腫18-19]。Ernst等的研究曾指出，小梁網(wǎng)通道的結(jié)構(gòu)、組織成分和材料特質(zhì)等都直接影響房水的外流阻力[20]。學(xué)者們?cè)诜克鞒鍪茏栌绊懸蛩胤矫孀隽嗽S多研究，到目前為止，眼壓升高仍然是青光眼最為關(guān)鍵的危險(xiǎn)因素。雖然目前認(rèn)為房水的流出受阻于小梁網(wǎng)通道是導(dǎo)致眼壓升高的主要原因，但造成外流通路上房水流出受阻的確切部位和機(jī)制還沒有確切的答案，從而影響治療措施的制定。由此可見，獲取小梁網(wǎng)的三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)，特別是不同壓力下小梁網(wǎng)的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)有助于提升我們對(duì)小梁網(wǎng)通道外流阻力形成的形態(tài)學(xué)認(rèn)識(shí)，為通過提高房水流出效率緩解高眼壓的臨床治療方法研究奠定形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。

McEwen等最早的工作是將小梁網(wǎng)視為產(chǎn)生外流阻力的單一組織，由一個(gè)簡(jiǎn)單的各向同性通道構(gòu)成[21]。而之后的研究也多將小梁網(wǎng)假設(shè)為多孔介質(zhì)，并且由膠狀材料填充[22]。例如，Villamarin等基于人眼組織切片建立了眼前節(jié)房水流動(dòng)模型，其中的小梁網(wǎng)模型是一塊網(wǎng)狀組織，模擬研究通過將小梁網(wǎng)假設(shè)為多孔介質(zhì)進(jìn)行分析[23]。然而，小梁網(wǎng)組織的孔隙結(jié)構(gòu)是不均勻分布[24]，孔徑大小不一，那么將小梁網(wǎng)假定為多孔介質(zhì)獲得的研究結(jié)果可能與實(shí)際狀況有一定的差距。為了更為清晰準(zhǔn)確地觀察小梁網(wǎng)孔隙結(jié)構(gòu)，基于共聚焦斷層圖重建出了小梁網(wǎng)細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型。通過有限元方法分析了不同壓力對(duì)小梁網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的影響，發(fā)現(xiàn)加壓會(huì)使小梁網(wǎng)微觀結(jié)構(gòu)中的小梁扭曲變形，孔隙密集區(qū)域變形較為嚴(yán)重。本研究分析了大鼠小梁網(wǎng)的孔隙率隨深度的變化規(guī)律，結(jié)果表明，小梁網(wǎng)孔隙率隨著深度的增加是逐漸增大的，即淺層小梁網(wǎng)孔隙率較大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，淺層小梁組織(孔隙較多區(qū)域)損傷程度較嚴(yán)重，這說明模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的結(jié)果是一致的。

綜合分析實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果得出：眼壓升高后，小梁網(wǎng)的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定程度的塌縮變形，小梁網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化可能是導(dǎo)致房水流出阻力增大更重要的影響因素，這在一定意義上為研究和治療青光眼提供有價(jià)值的形態(tài)學(xué)信息，并為房水流出障礙形成機(jī)制的研究提供了可參考的依據(jù)。但是，本研究也有很多不足之處，如小梁網(wǎng)模型的力學(xué)特性被定義為線彈性材料，但軟組織多是非線性材料。所以，在以后的研究中，會(huì)考慮將小梁網(wǎng)設(shè)為非線性材料，以期為臨床提供更可靠的理論依據(jù)。小梁網(wǎng)與Schlemm管以及集合管、鞏膜靜脈是房水外流的主要通道，它們是一個(gè)整體，目前的研究?jī)H考慮小梁網(wǎng)處的受力以及變形情況，接下來的研究會(huì)考慮將整體通道的形變與壓力結(jié)合，從整體上研究房水外流通道與阻力之間的關(guān)系?？梢韵嘈?，在充分認(rèn)識(shí)小梁網(wǎng)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，能為下一步構(gòu)建小梁網(wǎng)外流通道模型提供有價(jià)值的形態(tài)學(xué)信息。而且通過實(shí)驗(yàn)與模擬計(jì)算相結(jié)合的方法獲得小梁網(wǎng)變形與高眼壓之間的關(guān)系，也為探究高眼壓對(duì)小梁網(wǎng)房水流出阻力的影響研究提供了新的視角。

(致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院費(fèi)雷寰和李慧在實(shí)驗(yàn)中給予的幫助)