猪肝组织光热转换效率的实验研究(2)
激光与生物组织的热效应作用的研究内容非常广泛，大致包括:光热理论探讨、数值模拟和实验研究。这些理论与实践将为激光手术、康复医学和临床医学的发展提供相应的依据。在临床医学涉及领域中具有非常重要的理论意义和实际应用价值，已经成为当今医学学术界竟相关注的前沿知识。
当激光光束进入猪肝组织后，在生物体内相应部位就会出现一定的光分布，受到光辐照的部位会吸收散射激光的能量，在被辐照部位的表面以及内部产生热能。同时由于生物组织的热传输功能，会引起机体内形成一定规律的动态的温度场的分布。因此根据理论分析，通过建立有效的猪肝组织传热模型，对此温度场的分布给予测量，可以估算热损伤区域的范围及程度，得出实验数据，为医学所应用。可以为使激光手术因为有了相应的科学依据而更加安全有效。
激光对猪的肝脏组织的热作用可分述如下:(1)热致温热(2)热致红斑(3)热致水泡(4)热致凝固(5)热致汽化(6)热致碳化(7)热致燃烧(8)热致气化。其中不可逆的损伤是光凝固、光汽化和碳化[4]。
然而在实际操作过程中激光辐照下猪肝组织发生的热效应十分复杂，而不仅仅是只会发生一种热效应，而可能是几种热效应同时发生。在激光医学应用中，最大程度上减少热损伤以及机械损伤，依据激光对生物组织热作用时损伤是否可恢复，从而根据组织的类型和激光物理性质，调整每种热作用的作用部位和温度范围，达到最好的效果，使激光更好地服务于人类的医学事业，帮助和救助更多的患者。
2. 主要研究工作和方法
本文采用离体猪肝组织进行研究，测量其温度场的分布，以及影响温度分布的条件。在实验中采用微型热电偶探针和光辐射温度测量方法，实现对小块离体猪肝组织在酒精灯辐照下温度变化的实时监测。将探针置于组织体中测量组织外部平面上的个点的温度变化，根据已有样本，在实验中可精确快速的对各个部位进行定量测量。由于实验室条件的限制，在实验过程中采用酒精灯来代替激光来对实验进行模拟，得到相关实验数据。利用温差电偶装置建立起来的检测系统，在酒精灯照射下对离体猪肝组织进行实验测定，不仅测量了其表面温度场的分布，同时也验证了系统的性能，加深了对生物组织光热作用的的规律和特点的认识。在酒精灯和猪肝组织进行热作用时，要保持测试点不变，测至组织碳化方可结束，持续时间有将近一小时，因此在实验过程中保持外界条件不能发生改变十分重要。另外，实验过程以及实验结果中出现了与理论知识不完全吻合的现象，对于实验结果中出现的这些特殊现象文中还要进行适当讨论以及分析。
3. 实验研究
3.1 实验原理
利用热电偶探针测温，其原理是两种成分不同的导体连接在一起，形成一个闭合回路，当两个导体接触点的温度不同时，在回路中就产生了电动势，这种现象称为塞贝克效应。这是由于探针两端存在的温度差而导致电路中产生温差电势，这种温差电势是温度的函数。温差电势的大小取决于热电极两端的温差和热电极的电子密度，而电子密度和热电极材料成分有关。温差越大，温差电势也越大，当热电极两端温度相同时，即温差为零，则温差电势也为零。热电偶产生热电势的特点：
(1)当热电极的材料均匀时，热电偶产生的热电势的大小与热电极的长度以及直径没有关系。
(2)只有当两端热电极的材料成分不同时，才能做成热电偶，两个材料成分完全相同的热电极，不能做成热电偶。
(3)当热电偶两端热电极的材料成分确定后，热电偶的热电势的大小只与热电偶两端的温度差有关[6,7]。
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