本文综合论述了激光生物医学、生物医学测试计量技术和激光心肌血管重建术的进展。指出了激光心肌血管重建术研究和临床应用中存在的问题,并针对这些问题开展了以下研究工作:根据激光与心肌组织的作用规律和激光重建心肌血管的机理,分析了各种激光器重建心肌血管的优点与缺点。并根据生理学原理对激光打孔时间与功率密度这两个重要参数的选择进行了分析研究。根据光子传输理论和心肌组织的结构特点,利用计算机技术进行了激光与心肌组织作用规律的漫射近似研究和蒙特卡罗模拟研究。同时,建立了红外激光重建心肌血管的理论模型和红外激光重建心肌血管过程中产生热损伤的理论模型,并进行了理论计算和实验检测。在此基础上,提出了“生物滤波器”打孔方法,并对“生物滤波器”的效果进行了实验检测。本文还采用心外膜电图、心肌组织染色、放射性生物微球和心血管铸型等生物医学检测技术对CO2激光重建心肌血管的质量进行了检测。根据各种实验检测结果和已有的理论,对激光心肌血管重建术的治疗机理进行了系统的分析研究。在本文的研究工作中所取得的主要创新性研究成果:1.论文系统地分析了激光孔道周围心肌损伤和孔道“喇叭口”产生的原因,并首次提出应用于激光心肌血管重建术的“生物滤波器”打孔法。该方法能够有效地提高激光束的质量;消除“喇叭口”;减小孔道周围损伤的范围,从而有效地提高激光重建心肌血管的质量。经过检索还未发现相同的研究报道。2.论文推导出激光重建心肌血管的深度和孔径与激光的输出功率、光斑半径和照射时间以及心肌组织的吸收系数、比热、汽化潜热、密度、热传导率和热扩散率之间的定量关系,并进行了实验检测,为临床治疗方案的最优化设计和智能化激光重建心肌血管仪器设备的研制奠定了基础。3.论文根据红外激光心肌打孔的原理,建立了热传导导致激光孔道周围心肌热损伤的理论模型,并采用有限元算法通过自己编程进行了系统的计算研究。得出了热传导导致热损伤的规律,这些研究成果为临床应用中减小激光导致的热损伤提供了理论依据。4.论文针对激光心肌血管重建术的治疗机理进行了分析研究,并根据实验结果提出了自己的观点:实验参数不同,产生激光孔道的质量不同,则有不同的治疗机理。论文采用理论建模和计算机模拟研究相结合的方法对激光重建心肌血管进行了研究,并采用多种生物医学检测技术进行实验验证,取得具有创新性的研究成果,对激光心肌血管重建术的机理研究与临床应用都具有重要的理论意义和实用价值。