本文選題：光熱效應　切入點：數(shù)值模擬　出處：《大連理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：激光在生物醫(yī)學中的應用是人類歷史上的重大進步之一,它不僅僅開辟了對疾病和生命科學發(fā)生發(fā)展的新途徑,而且提供了臨床診治疾病的嶄新手段。在現(xiàn)代的研究中,激光已經(jīng)被普遍的應用到內(nèi)科、外科、婦科、眼科、兒科、耳鼻喉科、皮膚科、口腔科、腫瘤科、針灸科、理療科等臨床各科,在生物醫(yī)學的學習研究中占有非常重要的地位。激光輻照生物組織的眾多效應中,光熱效應是其中的一個重要因素,但是生物組織中光熱效應的產(chǎn)生、傳輸和作用機理等還不是十分清楚,有待于進一步的研究。在組織層面上,激光與生物組織的光熱效應的研究是一個基礎性的研究,在細胞層面上,激光輻照生物細胞的研究對研究離子通道的各種功能具有重要的作用。在對離子通道的研究中,激光刺激會改變離子通道的活性,會通過改變細胞膜周圍離子的濃度等影響離子通道的開啟和關閉,也會通過改變細胞周圍的溫度來影響離子的運輸?shù)�。研究激光對生物細胞的影響時,首先要研究激光輻照細胞時,其瞬態(tài)空間溫度場的分布情況；然后要建立描述離子分布的泊松-玻爾茲曼方程,通過方程對離子通道動力學進行分析研究。本論文概述了激光在生物臨床醫(yī)學中的發(fā)展與應用；簡單介紹了生物可興奮細胞膜上產(chǎn)生的動作點位和離子機制。概括介紹了光在生物組織中的傳輸模型,包括經(jīng)典Pennes方程,Weinbaum-Jiji模型和多孔體模型：介紹了光在生物組織的傳輸模型。本文運用有限元軟件對激光輻照生物細胞進行了數(shù)值模擬分析,并且與膜片鉗空電極實驗進行比較,得到了激光輻照生物細胞時溫度場的時空分布情況,得到了980nm激光輻照生物細胞時,當照射時間為0.5s時的溫升和溫度耗散曲線,并通過曲線擬合出其溫升和溫降方程,對熱源項的各個部分進行模擬,得到其徑向函數(shù)對溫度變化的影響比軸向函數(shù)打。最后一部分,根據(jù)數(shù)值模擬的細胞空間溫度場的分布,結合恒溫下的描述離子動力學的泊松-玻爾茲曼方程,得到空間溫度場分布下的泊松-玻爾茲曼方程。
[Abstract]:Laser irradiation is one of the important advances in the history of biology , and it not only opens up a new way to develop disease and life science , but also provides a new means of clinical diagnosis and treatment of diseases .
Then a Poisson - Boltzmann equation describing ion distribution is established , and the ion channel dynamics is analyzed by the equation . The development and application of laser in biological clinical medicine are summarized .
In this paper , we introduce the transfer model of light in biological tissue , including the classical Pennes equation , the Wienbaum - Jiji model and the porous body model , and compare the temperature rise and temperature dissipation curve of the laser irradiated biological cells with the finite element software . The temperature rise and temperature dissipation curve of the laser irradiated biological cells are obtained .

【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q27;TN249

【共引文獻】

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1 彭波;李翰林;盧本卓;;生物分子模擬中的靜電計算[J];計算物理;2015年02期

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本文編號：1730091