依据组织学特征,构建静脉及其周围组织三维模型,通过扩散近似理论模拟激光腔内辐照静脉的光分布,采用有限元法求解生物热方程,获得组织各处温度分布,并根据Arrhenius方程计算激光辐照引起的损伤。比较研究了放射状光纤与放射状二环光纤的光热响应,探讨了激光功率、回拉速度、线性静脉内能量密度、静脉直径对放射状二环光纤治疗效果的影响。结果表明:采用放射状二环光纤辐照组织,各处温度较放射状光纤低,可减少光纤与血管壁的粘附;同样的线性静脉内能量密度辐照组织,激光功率较低的治疗方案安全性较高;静脉直径越大,需更高的线性静脉内能量密度才能达到治疗效果。提出的模型有利于更好地理解激光腔内治疗的作用机理。

静脉腔内激光治疗已成为治疗静脉曲张最有前途的技术之一,了解激光在血管及其周围组织中的传输,有助于选择合适的治疗参数,可以在关闭静脉的同时避免并发症;依据静脉及其周围组织的结构特征,构建三维管状结构的光学模型,利用三维蒙特卡罗算法研究了不同波长激光辐照下的光分布特性,探讨了血管管径、辐照位置、光学特性参数对治疗效果的影响。结果表明:波长的选择需要考虑治疗血管的直径,1500 nm激光对静脉周围组织的损伤较小,但光能流率衰减较快,适合治疗较细的血管;1320 nm激光的光能流率衰减较慢,适合治疗较粗的血管;在治疗过程中,光源应尽量保持在中轴线上,以避免血管壁发生溃疡和穿孔;减小血液的吸收系数和散射系数,更容易对静脉周围组织造成损伤;提出的模拟方法有助于静脉激光治疗临床医用中治疗方案的优化设计。