Měření teplotních charakteristik tkání po interakci s UV zářením

Abstract

Práce popisuje interakci UV záření s měkkou a tvrdou tkání. Jako zdroj UV záření je používán KrF excimerový laser generující záření o vlnové délce 248 nm. Teplotní odezva tkáně je snímána pomocí termovizní kamery typ (FLUKE Ti55/20FT). Termovizní kamera má v lékařství důležitou roli. Termovize se využívá např. jako pomocná diagnostická metoda. V našem případě slouží k výzkumu teplotních polí na povrchu vzorku tkáně. Teoretická část práce je věnována termografii a termografickému měření, dále přenosu tepla. Nejdůležitější částí je část interakce laserového záření s tkání, která obsahuje poznatků k časovému rozvoji šíření tepla v tkáni. Praktická část je zaměřena na měření časového průběhu tepelného vzruchu po interakci UV záření s tkání a na teplotní model šíření tepla. Ke studiu interakce záření s tkání a samotného měření je důležité pochopit princip měření tepla termovizní kamerou a také dodržovat zásady správného měření. Pro modelování byl použit komerčně dostupný program COMSOL Multiphysics 3.5a (Heat transfer modul) od firmy Humusoft, který umožňuje řešit tuto úlohu popsanou parciálními diferenciálními rovnicemi (PDE) pomocí metody konečných prvků.

This paper describes the interaction of UV radiation with the soft and the hard tissue. As a source of UV radiation is used KrF excimer laser generating the radiation about the wave length 248 nm. The temperature response of tissue to laser radiation is scanned by the help of thermovision camera (type FLUKE Ti55/20FT). Today thermovision camera plays the important role in medicine. Thermovision is used as a helpful diagnostic method. In our case it serves to the research of the temperature fields on the surface of the tissue sample. The theoretical part of the work is devoted to the thermovision and the thermografic measurement and also the heat transport. The most important part is a part about the laser radiation interaction with the tissue. This part includes the summarization of knowledge to the time development of the heat transport in the tissue. The practical part is focused on the measurement of time behaviour of the thermal impulse after the interaction of UV radiation with the tissue and on the thermal model of the heat transport. For the studying of the interaction of the radiation with the tissue and the measurement is important to understand principle of heat-measurement with the thermovision camera and to follow the principles of the correct measurement. The commercially available software - COMSOL Multiphysics 3.5a (Heat transfer modul) by Humusoft was used for the simulation. This software makes possible to solve this problem described by the partial differential equations (PDE) by the help of the final elements method.