本文關(guān)鍵詞：基于近紅外激光痛覺刺激的溫度控制及場分布模型研究

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【摘要】：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(shù)進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(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)計離體實驗對兩種技術(shù)與痛覺之間的關(guān)系進行探索研究,對近紅外激光痛覺刺激在實際應(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)臨床實際和科研的需求,分別設(shè)計接觸與非接觸測溫兩種溫度控制系統(tǒng)及相應(yīng)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(chǔ)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(nèi)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(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。結(jié)果：溫度控制系統(tǒng)的離體實驗結(jié)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(jīng)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(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驗所得實際結(jié)果相吻合,可以利用該模型來指導(dǎo)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=2mm兩種條件下結(jié)果對比分析,前者未對皮膚造成損傷且有效致痛區(qū)域較激光束腰半徑R=2mm情況下更大,前者既能產(chǎn)生持續(xù)致痛又可避免熱損傷。結(jié)論：該研究下的近紅外激光痛覺刺激系統(tǒng)能較好地實現(xiàn)持續(xù)致痛溫度控制和皮膚溫度場模型的建立與分析,可滿足和推動近紅外痛覺刺激研究。
【關(guān)鍵詞】：痛覺 激光誘發(fā)電位 近紅外激光 溫度控制 溫度分布模型
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R402;R454.2
【目錄】：

• 英文縮略詞表6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 痛覺簡介10-13
• 1.1.1 痛覺的產(chǎn)生機理10-13
• 1.1.2 痛覺研究的意義13
• 1.2 激光痛覺刺激技術(shù)13-17
• 1.2.1 痛覺刺激的技術(shù)手段14
• 1.2.2 激光痛覺刺激技術(shù)的原理14-15
• 1.2.3 激光痛覺刺激的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本課題提出依據(jù)17-18
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 近紅外連續(xù)激光痛覺刺激技術(shù)的理論探索19-25
• 2.1 近紅外連續(xù)激光器的選擇19
• 2.2 近紅外激光照射下溫度控制技術(shù)19-20
• 2.3 近紅外激光照射下皮膚溫度場分布模型的建立20-24
• 2.3.1 近紅外刺激下皮膚溫度場分布的相關(guān)分析21
• 2.3.2 模型方法選擇及建立21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 近紅外連續(xù)激光痛覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)25-39
• 3.1 系統(tǒng)的設(shè)計要求25
• 3.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計25-26
• 3.3 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計26
• 3.3.1 準(zhǔn)直鏡26
• 3.3.2 光楔26
• 3.3.3 濾光片26
• 3.4 過電保護和冷卻系統(tǒng)的實現(xiàn)26-27
• 3.5 程控模塊的設(shè)計27-35
• 3.5.1 設(shè)計需求27-28
• 3.5.2 硬件設(shè)計28-33
• 3.5.3 軟件設(shè)計要求33-34
• 3.5.4 用戶圖形界面的創(chuàng)建34-35
• 3.6 溫控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)35-38
• 3.6.1 接觸式測溫下溫控系統(tǒng)的實現(xiàn)35-36
• 3.6.2 非接觸式測溫下溫控系統(tǒng)的實現(xiàn)36-38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 第四章 近紅外連續(xù)激光痛覺刺激技術(shù)的實驗研究39-51
• 4.1 近紅外連續(xù)激光刺激下持續(xù)致痛溫度控制技術(shù)的實驗研究39-43
• 4.1.1 接觸式測溫下持續(xù)致痛溫度控制技術(shù)的離體驗證實驗39-40
• 4.1.2 非接觸式測溫下持續(xù)致痛溫度控制技術(shù)的離體驗證實驗40-42
• 4.1.3 討論42
• 4.1.4 本實驗小結(jié)42-43
• 4.2 近紅外連續(xù)激光刺激下皮膚溫度場分布模型的實驗研究43-50
• 4.2.1 實驗平臺的搭建43-44
• 4.2.2 離體實驗方案設(shè)計44-45
• 4.2.3 統(tǒng)計方法45
• 4.2.4 實驗結(jié)果45-48
• 4.2.5 討論48-50
• 4.2.6 本實驗小結(jié)50
• 4.3 本章總結(jié)50-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 全文總結(jié)51-52
• 5.1.1 整機系統(tǒng)51
• 5.1.2 溫控系統(tǒng)及實驗驗證51-52
• 5.1.3 皮膚表面溫度分布模型的實驗驗證52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻53-58
• 發(fā)表論文&專利58-59
• 致謝59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 肖克;吳士明;;考察紅外熱像儀醫(yī)用價值的臨床試驗報告[J];激光雜志;2013年02期

2 穆志明;楊基春;董曉曦;胡勇;金文東;李迎新;;雙波長紅外激光誘發(fā)痛覺刺激研究[J];中國激光;2015年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董曉曦;雙波長激光痛覺刺激的方法和技術(shù)研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2014年

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本文編號：618472