Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 8: Laser in der Medizin II

Q 8.5: Vortrag

Montag, 15. März 1999, 17:45–18:00, PH1

Simulationsrechnung zur Laser-induzierten Wärmeausbreitung in biologischem Hartgewebe — •Günter Uhrig und Hans-Jochen Foth — Universität Kaiserslautern, Fachbereich Physik

Bei der gepulsten Laserbestrahlung von Zahn- und Knochengewebe (z.B. durch einen CO₂-Laser) wird neben dem Ablationsprozeß ein Teil der Laserenergie als Wärme im Gewebe deponiert. Die Wärmeleitung und der Einfluß der Ablation auf die Erwärmung erzeugen eine zeitabhängige, räumliche Temperaturverteilung, welche an der Probenoberfläche mit Hilfe einer Infrarot-Kamera ausgemessen wurde. Ferner wurde basierend auf der Finite-Elemente-Methode eine Computersimulation durchgeführt. Mit den Programmpaketen PATRAN und NASTRAN war es hierbei möglich, eine transiente Berechnung unter Einbeziehung der Ablation durchzuführen. Die graphischen Darstellungen der Ergebnisse zeigen sehr anschaulich, wie sich Temperaturfronten in das Gewebe ausbreiten. Besonders interessant ist dabei der von den Bestrahlparametern (Repetitionsrate, Bestrahlzeit, Pulsenergie) und den Gewebeparametern (Wärmekapazität, Wärmeleitkoeffizienten) abhängige Einfluss der Ablationsfront auf die Wärmefront.