清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084
利用选择性光热解(SP)的三维光热作用模型, 对血管尺寸、位置和数目等血管参数对皮肤组织选择性光热解作用中光热响应规律的影响进行了理论分析和数值求解。数值结果表明, 当利用选择性光热解效应热损伤皮肤组织内的特定血管时, 假如一定区域内有其他血管存在, 则目标血管的热损伤率会受区域内其他血管的影响而减小。这个区域的大小与激光光斑大小及激光波长有关。一般来说, 当血管处于激光光斑以外或深度超过1 mm(对于585 nm激光)时, 这些血管的影响可忽略不计。
医用光学 选择性光热解 血管参数 光热作用 气化潜热 皮肤外科
1 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室，生命科学与技术学院生物医学工程研究所，西安 710049
2 咸宁学院信息工程学院，湖北咸宁 437005
基于Pennes传热方程，从理论上分析了光动力治疗中激光作用所引起的组织温升的变化．结果表明，激光照射在生物组织内形成热源，该热源在一维生物组织空间引起组织的温升一般随时间呈指数形式增大，随激光照射处的距离呈指数减少．激光照射生物组织产生热效应，存在一个最小阈值光剂量，仅当照射的激光剂量大于阈值光剂量时，才能产生热效应．阈值光剂量大小由生物组织的光学参量和热物性参量决定，并随激光照射处的距离呈指数增加．
光动力疗法 光剂量 光热效应 理论分析 Photodynamic therapy Light dosage Optical-thermal interaction effect Theoretic analysis
清华大学热能工程系 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084
采用热疗过程中组织物性动态变化的光热模型，数值模拟了分别采用漫射光纤加入头和裸光纤加入头时的激光诱导肿瘤间质热疗(LITT)中热损伤体积的变化，并对实际漫射光纤加入头下发光强度不均匀的影响进行了分析。数值计算结果表明，通常情况下漫射光纤加入头产生的热损伤体积远大于裸光纤时的热损伤体积;裸光纤加入头产生的热损伤区域关于光纤端部不是球对称的，漫射光纤加入头产生的热损伤区域近似呈椭球形;漫射光纤产生的热损伤体积对加入头发光强度的非均匀性不太敏感。可见激光光纤加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗具有重要的影响。
医用光学和生物技术 激光诱导肿瘤间质热疗 蒙特卡罗模拟 加入头 动态光热作用
1 中国计量学院计量技术工程学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江医院病理科,浙江 杭州 310013
强激光作用于生物组织时会产生气化、碳化和熔融等相变热效应,并对组织造成热损伤,据此提出了包含碳化层和生物组织层双层结构、具有两个相间移动边界的激光与生物组织热相互作用数学模型。对数学模型进行了数值求解,得出了组织内部的温度分布,相间边界的温度,相间边界移动速度及碳化层厚度等参数的变化规律,并探讨了它们与激光强度之间的相互关系等问题。数值模拟表明,该光热作用过程分为两个不同阶段
医用光学与生物技术 激光与组织热相互作用 数值模拟 热损伤 生物传热
华中科技大学激光技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
低能量激光对生物组织有好的生物效应,因此可以利用低能量激光对人体的相关穴位或者病灶进行照射产生积极的生物效应,以达到治疗的效果.采用波长为600～800 nm之间的半导体激光器(LD)设计了适合头部照射的治疗仪器,通过将近1年的实际治疗发现,这种激光照射穴位和病灶的理疗治疗方法能够达到一定的治疗效果.
热传导 激光二极管 低能量激光 热相互作用
1 华中科技大学激光技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉市结核病防治分院, 湖北 武汉 430030
3 华中科技大学同济医学院附属同济医院, 湖北 武汉 430030
采用KTP非线性晶体进行腔内倍频,将基频光1064 m和1320nTt两条红外谱线激光倍频成为532 m绿光和660 nm红光,将532 nim和660 m用300μm芯径的光纤耦合传输用于人体泪腺管道堵塞的疏通和经支气纤维镜进行支气管结核病变的治疗.结果表明KTP倍频激光对正常组织损伤较小,创面恢复快,并发症少.临床试验与应用证明KTP/YAG 532 nn和660nm两种波长的激光是腔内介入治疗的理想光源.
KTP/YAG激光 热相互作用 腔内介入治疗
1 Department of Thermal Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China
2 Cryogenic Laboratory,The Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China
Chinese Journal of Lasers B
2002, 11(3): 233
1 沈阳工业大学,中国,沈阳,110023
2 中国科学院金属研究所,中国,沈阳,110015
激光和生物组织的光热作用机理及在临床上的应用作了全面的论述,同时建立了一个定量描述光热作用的模型,讨论了光热作用中热产生、传导及热效应.
激光 生物组织 光热作用 热效应 Laser Tissue Photo thermal interaction Heat effcts
1 Changchun Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130023, CHN
2 Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics, Nat. Key Lab. of Semiconductor Lasers, Changchun 130022, CHN
华中理工大学激光技术国家重点实验室,武汉 430074
研究了激光与物质相互作用中激光输出不稳定性对材料中温度场分布的影响以及减少这种影响的途径。 首次在激光热传导方程中引入噪声项, 推导了噪声影响下该激光热传导方程的解。 研究发现, 温度场的分布受噪声的影响, 材料表面温度的涨落较大, 而材料的深处涨落较小; 温度场的涨落还和激光加热的过程有关, 随激光加热时间的增长, 温度场的涨落增大。 此外, 材料的热传导系数、 热扩散率和发射率均对温度场的涨落有影响。 文中还提出了减小激光输出不稳定性影响的几条途径。
激光热传导方程 高斯白噪声 温度涨落 激光与物质热作用
