基于近紅外激光痛覺刺激的溫度控制及場分布模型研究.pdf

1、痛覺作為有機體對損傷或危險的報警信號，對其進行刺激技術進行研究具有重要的醫(yī)學基礎研究和臨床診斷價值。而作為目前公認的、最有效的痛覺研究工具，激光痛覺刺激的非接觸刺激方式可以保證其在激活傷害性感受器的同時不受刺激機械性感受器干擾，激光痛覺誘發(fā)電位(LEPs)更易檢測;此外較高的瞬時溫升速度使得LEPs信號同步性更好。
　　目前大多數激光痛覺刺激研究集中在CO2激光器等，針對近紅外激光器，特別是其在持續(xù)致痛溫度控制和皮膚溫度場分布模型

2、等技術方面的研究相對較少。本課題基于上述背景展開研究，旨在推動近紅外激光痛覺刺激技術的研究進展。
　　目的:以近紅外激光痛覺刺激技術為研究背景，建立近紅外激光照射下的溫度控制系統(tǒng)和皮膚溫度場分布模型，并設計離體實驗對兩種技術與痛覺之間的關系進行探索研究，對近紅外激光痛覺刺激在實際應用中給予指導。
　　方法:首先，利用波長為1940nm的Tm∶YAG激光器搭建近紅外激光痛覺刺激系統(tǒng);其次，根據臨床實際和科研的需求，分別設計接觸

3、與非接觸測溫兩種溫度控制系統(tǒng)及相應離體實驗，對兩種溫度控制系統(tǒng)下的持續(xù)致痛溫度控制效果進行評價;最后，本研究在建立皮膚溫度場分布FEM-2模型的基礎上，將完成以下兩種方案的離體實驗對上述模型進行驗證:距激光照射中心的皮膚表面不同位置處、組織內部不同深度處的溫度測定，其中每種實驗方案采用的激光束腰半徑R與激光功率P關系如下:R=3.5mm情況下P=0.25W,0.5W,0.75W和1W; P=1W情況下R=2mm，3mm，3.5mm。

4、r>　　結果:溫度控制系統(tǒng)的離體實驗結果表明，接觸和非接觸測溫兩種溫控系統(tǒng)均可實現(xiàn)一定時長的持續(xù)致痛溫度控制;經離體實驗驗證，得出了在進行人體持續(xù)致痛實驗時需要以高功率密度激光提升溫升速度、低功率密度激光維持皮膚溫度場高于致痛閾值的結論;FEM-2模型所預測的離體組織皮膚表面及深度方向的溫度場分布與離體實驗所得實際結果相吻合，可以利用該模型來指導實際痛覺刺激的進行;在持續(xù)致痛方面，激光功率P=1W時，激光束腰半徑R=3.5mm與R=2m