[发明专利]一种激光连接生物组织热损伤评估方法

权利要求书

1.一种激光连接生物组织热损伤评估方法，其特征在于，利用激光照射生物组织切口后组织内失活的分子或细胞的百分比表征生物组织的热损伤程度；其中，热损伤程度由式(1)决定：

公式中C₀为分子或细胞的初始浓度，C(t)为在时间t时分子或细胞的浓度，C₀与C(t)关系满足阿里纽斯方程：通过引入组织常数，计算出生物组织热损伤程度D_d(t)是关于时间t的函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤(1)：利用激光连接生物组织，并采集温度数据

选择样本表面温度最高处，在激光连接过程中采用红外热像仪对样本表面温度进行监测，获得焊接过程中组织温度随时间变化的信息；

步骤(2)：组织温度-时间曲线拟合

对步骤(1)提取的温度数据进行拟合，以获得温度随时间变化关系式，基于温度-时间曲线的形状，用指数衰减型Expdec1方程y＝y₀+A₁*exp(-x/t₁)对温度-时间曲线拟合得到温度-时间函数如式(2)所示：

T(t)＝y0+A₀exp(-t/t₀)+273.15 (2)

其中y₀，A₀，t₀为时间-温度曲线拟合基本系数；

将式(2)代入阿里纽斯方程，再代入式(1)得出在激光连接生物组织的条件下热损伤程度的数学模型如式(3)所示：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括利用生物组织显微组织纹理特征分析验证热损伤程度，具体包括如下步骤：

步骤(3)：生物组织热损伤的计算

将激光连接生物组织的具体时间代入热损伤程度的数学模型式(3)中，计算出该时间下的皮肤组织的热损伤程度；

步骤(4)：生物组织显微组织纹理特征分析

采用基于灰度共生矩阵的图像纹理特征方法，对不同激光照射条件下的生物显微组织进行纹理特征提取，以灰度共生矩阵的二阶统计特征值作为评价生物组织受激光照射的热损伤程度量化指标，验证计算得到的热损伤程度值D_d。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的“利用激光连接生物组织”具体为：

采用波长为1064nm的Nd:YAG光纤激光器照射离体生物皮肤组织切口，设置激光峰值功率在3-5W区间，脉冲频率在50-150MHz区间内，扫描速度在50-100mm/s区间内，激光照射样本20min连接离体生物皮肤组织。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，离体生物皮肤组织为猪背部离体皮肤或试验大鼠背部皮肤，形状为尺寸为30±5mm×20±5mm×2±0.5mm的长方体。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在激光连接离体皮肤组织时，对应的热损伤程度D_d的临界值为0.6321。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，灰度共生矩阵的二阶统计特征值包括：角二阶矩，对比度，熵和相关性。