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(jī)體對損傷或危險的報警信號，對其進(jìn)行刺激技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究和臨床診斷價值。而作為目前公認(rèn)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(jī)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(shù)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(shù)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(shù)的研究進(jìn)展。
　　目的:以近紅外激光痛覺刺激技術(shù)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(shè)計(jì)離體實(shí)驗(yàn)對兩種技術(shù)與痛覺之間的關(guān)系進(jìn)行探索研究，對近紅外激光痛覺刺激在實(shí)際應(yīng)用中給予指導(dǎo)。
　　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(jù)臨床實(shí)際和科研的需求，分別設(shè)計(jì)接觸

3、與非接觸測溫兩種溫度控制系統(tǒng)及相應(yīng)離體實(shí)驗(yàn)，對兩種溫度控制系統(tǒng)下的持續(xù)致痛溫度控制效果進(jìn)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(chǔ)上，將完成以下兩種方案的離體實(shí)驗(yàn)對上述模型進(jìn)行驗(yàn)證:距激光照射中心的皮膚表面不同位置處、組織內(nèi)部不同深度處的溫度測定，其中每種實(shí)驗(yàn)方案采用的激光束腰半徑R與激光功率P關(guān)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(jié)果:溫度控制系統(tǒng)的離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接觸和非接觸測溫兩種溫控系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)一定時長的持續(xù)致痛溫度控制;經(jīng)離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出了在進(jìn)行人體持續(xù)致痛實(shí)驗(yàn)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(jié)論;FEM-2模型所預(yù)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(shí)驗(yàn)所得實(shí)際結(jié)果相吻合，可以利用該模型來指導(dǎo)實(shí)際痛覺刺激的進(jìn)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