強(qiáng)激光對生物組織熱損傷問題的研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)激光已成為多種醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中特殊有效的診治手段。但是，強(qiáng)激光與生物組織的相互作用極其復(fù)雜，已成為一個(gè)激光物理、生物傳熱傳質(zhì)學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉學(xué)科難題。激光醫(yī)務(wù)工作者通常由于擔(dān)心激光對正常組織產(chǎn)生過大的熱損傷，經(jīng)常人為地調(diào)低所采用的激光功率或減少激光手術(shù)刀的作用時(shí)間，結(jié)果發(fā)生“鈍刀切肉”現(xiàn)象，使組織的熱損傷區(qū)擴(kuò)大并延長手術(shù)時(shí)間。因此，一方面醫(yī)學(xué)界迫切要求了解強(qiáng)激光作用下生物組織中的非穩(wěn)態(tài)溫度場，以便估算激光熱損傷區(qū)厚度和切割深度，使激光手術(shù)安

2、全操作規(guī)程的制訂建立在科學(xué)的依據(jù)之上；而另一方面國際工程熱物理和激光物理界對此課題的研究，遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)學(xué)界的這種要求，迄今為止未能提出一個(gè)公認(rèn)的實(shí)用數(shù)學(xué)模型。目前，從國內(nèi)外發(fā)表的文獻(xiàn)來看，對該問題的絕大部分研究工作是數(shù)理研究與激光醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究分離，其結(jié)果難以在醫(yī)學(xué)臨床上得到推廣應(yīng)用。 本論文的題目是《強(qiáng)激光對生物組織熱損傷問題的研究》，論文首先介紹了激光與生物組織的相互作用，重點(diǎn)闡述了本文的主要研究對象—熱相互作用，分析已有生

3、物傳熱傳質(zhì)方程的基礎(chǔ)上并結(jié)合動物實(shí)驗(yàn)和實(shí)際情況得出了本文的數(shù)學(xué)模型—數(shù)學(xué)上稱之為多邊界的Stefan問題，并對強(qiáng)激光作用下生物組織的熱損傷過程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，模擬計(jì)算不僅可以確定熱損傷區(qū)厚度和切割深度的數(shù)值，還能得出一些重要的數(shù)據(jù)參數(shù)：相間邊界的移動速度、相邊界溫度隨時(shí)間的變化以及這些參數(shù)與功率的相互關(guān)系。將實(shí)驗(yàn)得出的強(qiáng)激光作用下生物組織熱損傷和切割深度值與計(jì)算機(jī)模擬值進(jìn)行了比對，結(jié)果表明：該計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合得較好，從而較好地解決了