Is it Possible to Derive the Dresdner Correction Formula Using a Finite Element Program? Lässt sich die Dresdner Korrekturformel durch Daten aus einem Finite-Elemente-Programm wiederfinden?

Abstract Introduction The aim was to construct a model cornea by CAD and finite element software to find out how the intraocular pressure compares to the forces for applanation at the outside of the model cornea. These data were to be compared to the Dresdner correction formula. Thereby, it was possible to find out whether the model was plausible and to find hints as to why a correction for how the intraocular pressure depends on the corneal thickness is necessary at all. Methods Using the open-source software FreeCad and geometrical data for the cornea of the literature, an average cornea was constructed. On this average cornea, a finite element analysis was performed using the free software z88aurora. The intraocular pressure was measured by applanation of the outer cornea. The necessary forces were analysed. Results In this model, the intraocular pressure had to be corrected depending on the corneal thickness. The correction factor was kmean; finite elements = 19.17 – 0.0334*corneal thickness. The necessary correction did not exclusively depend on the relation between the endothelial area and the area of the outer cornea: for this relation alone the correction would have been karea-relation = 1.0361 – 0.0006*corneal thickness. Discussion The model correction formula was close to the Dresdner formula. The relation between endothelial area and the area of the outer cornea could only explain about half of the necessary correction. Zusammenfassung Einleitung Ziel war es, eine Modellhornhaut mittels CAD-Software und Finite-Elemente-Netz zu konstruieren, um herauszufinden, in welcher Höhe der Augendruck an der Außenseite der Modellhornhaut zu messen ist. Diese Daten sollten mit den experimentell gewonnenen Daten der Dresdner Korrekturformel verglichen werden. Damit erhält man einerseits Hinweise darauf, ob das gewählte Finite-Elemente-Modell die Wirklichkeit korrekt abbildet und gewinnt Einsichten, warum überhaupt ein Korrekturfaktor für den Augendruck in Abhängigkeit von der Hornhautdicke nötig ist. Methodik Unter Verwendung der Open-Source-Software FreeCad wurde nach Literaturdaten eine durchschnittliche Modellhornhaut konstruiert. Mit der Open-Source-Software z88aurora wurde sie anschließend einer Finite-Elemente-Analyse unterzogen. Unterschiedlich hohe Augendruckwerte wurden den für eine Applanation nötigen Kräften an der Außenseite der Modellhornhaut gegenübergestellt. Ergebnis Im Modell musste der Augendruck in Abhängigkeit von der Mittendicke der Modellhornhaut korrigiert werden. Der Korrekturfaktor betrug kMittel; Finite-Elemente = 19,17 – 0,0334*Hornhautdicke. Er hing nicht allein vom Verhältnis zwischen Modellendothelfläche und Modellhornhautaußenfläche ab: Nähme man deren Verhältnis, so betrüge der Korrekturfaktor kFlächenverhältnis = 1,0361 – 0,0006*Hornhautdicke. Diskussion Der im Modell gefundene Zusammenhang zwischen Korrekturfaktor und Hornhautdicke lag dicht an dem experimentell gefundenen Wert. Das Verhältnis zwischen Modellendothelfläche und Modellhornhautaußenfläche erklärte nur etwa die Hälfte dieses Zusammenhanges.