乳腺组织温度分布的数值模拟研究

基于正常乳腺的解剖学结构和生理学特征,建立了一个乳腺组织多维热传递模型,采用有限元法求解热传导方程,获得乳腺组织的稳态温度分布.结果表明:乳腺浅表或深部组织的血液灌注和代谢产热等参数的变化均在一定程度上影响乳腺组织的温度分布,但相比之下,血液灌注的变化,尤其是浅表组织血液灌注的变化对乳腺皮表温度的影响更为显著.研究结果有望为乳腺热图像分析提供重要的参考.     

肢体传热的二维数值计算分析

利用数值方法模拟计算了Pennes方程对于裸露人体上肢的二维稳态温度场 ,并根据结果着重分析了血液灌注率、环境温度及代谢热对传热的影响 .     

无损检测血液灌注率的常热流方法

建立了无损测量活体组织血液灌注率的皮肤表面常热流加热方法。基于 Pennes生物传热方程 ,得出体表温度响应与组织血液灌注率之间的计算关系式。研究了不同体表热流、血液灌注率下的组织温升 ,分析了体表接触热阻对估测血液灌注率的影响。该法中接触热阻的影响可通过在皮肤与热偶间采用高热导率油脂减少到可忽略的程度。该文方法与其他方法相比 ,简便易行精度高     

无损测取活体组织血液灌注率的热波相位移方法

从原理上提出了一种新的无损测取活体组织血液灌注率的热波相位移法。通过对生物体表面施加一简谐变化的热作用，通过测取体表温度及体表热注之间的相位移来获取生物组织内的重要参数－血液灌注率。给出了求解广义时间迟不足型生物传热方程的方法，导出了用以无损测取血液灌注率的公式，为进一步开展相关课题的研究打下一定的基础。     

热籽介导磁感应热疗稳态温度场仿真

热籽介导肿瘤磁感应热疗前,为确定有效治疗区域及防止正常组织热损伤,需要建立三维治疗模型,进行温度分布的数值计算。该文采用毫米级的铁磁热籽作为植入材料,对其升温和传热过程进行空间数学模型建立,使用有限体积法对生物传热方程进行求解,研究不同热籽排布状态下的三维温度稳态分布情况,且在此基础上针对不同血液灌注率下磁感应热疗的组织温度分布和有效热疗区域进行了分析。研究表明:不同热籽排布对治疗温度分布影响较大,选用合适的热籽排布方案可以保证磁感应热疗良好的适形性;此外,血液灌注率较大的生物组织会显著降低治疗温度分布,在术前计划制定时应当综合考虑。该文结果对于制定合理的磁感应热疗术前计划、预测靶区热籽空间排布和有效治疗区域具有一定参考意义。     

激光辐照下皮肤组织中温度场的理论分析和数值模拟

基于Pennes传热方程，采用更能反映活体组织真实情况的血液灌注率和代谢热产率，从理论上分析了激光作用在生物皮肤组织时所引起的组织温度场变化，给出了皮肤组织温度变化的分析解，数值模拟了激光福照下组织的温度场分析。并讨论了激光辐照时间、组织深度以及生物组织热物性对组织温升的影响。     

激光照射下生物组织内部温度分布的解析式

基于Pennes生物传热方程,建立血液灌注率随时间变化条件下,激光与生物活体组织热相互作用的理论模型,通过数学物理方程求解该模型得出一维瞬态温度时空分布的解析函数表达式,从而为激光在医学中的应用提供理论依据.     

考虑脑脊液层的局部脑冷却传热分析

基于对脑部生理结构的分析,将脑部分为白质、灰质、脑脊液、颅骨和头皮5层,建立了三维脑部传热模型.讨论了外部冷量,血液灌注率和代谢产热率对温度分布的影响,研究各关键参数对脑部温度的影响规律.并着重比较了考虑脑脊液层与未考虑脑脊液层时的温度分布.结果表明,外部施加的冷量值和血液灌注率对温度分布有较大影响;在未考虑脑脊液层和考虑脑脊液层两种情况下,头皮、颅骨、脑脊液和部分灰质层的温度有较大差异.当冷量值增大时,此温差也会增大.并且两种情况下温差的峰值出现在脑脊液层.     

生物组织热传递的物理基础

给出生物组织热传递物理基础的一般概述，主要讨论激光辐射下，生物组织内共存的、各种形式能量的获得、存储和传输机制。并根据生物热传递方程及其边界条件，讨论了激光辐射组织热传递的理论模型。     

舌体一维传热模型解析解及舌温与血液灌注率的关系

结合中国传统医学理论，以猪舌为实验对象进行了生物传热的研究与计算．采用药物进行“动物造模”改变舌体的血液灌注率，测得不同血液灌注率下相对应的舌面温度，首次得到舌血液灌注率与舌面温度之间的函数关系．对猪舌动、静脉的血气分析，计算得到了舌体的代谢热．根据舌体的传热特点，以实验数据为依据，对Pennes模型进行简化，建立了舌一维传热方程，并获得其在不同血液灌注率下的解析解，结果表明，通过一维传热模型求解所得到的舌面温度与实验值基本吻合．此研究提供了较准确的生物物性参数，并为生物传热模型的建立与计算提供了方法和经验．     

基于楔形体的舌一维传热模型及其解析解

定量讨论生物体的传热规律，在建立所研究对象的生物传热模型基础上获得其解析解，以猪舌和人舌为研究对象，通过有创和无创实验方法获取舌体温度与血液灌注率间变化规律的实验曲线，研究舌体的传热过程。在理论计算中将舌体简化为楔形体，针对舌体的传热特性建立猪舌的准一维传热模型，方程的形式为二阶变系数非齐次方程，并求得其解析解。将人舌的有关数据代入模型进行验算，所得计算温度值与由热像仪测得的实验值变化趋势一致、此种建模及计算方法可从理论上定量分析血液灌注率与舌体温度分布变化之间的规律，同时说明人舌与猪舌温度分布随血液灌注率变化的规律相同。该模型亦适用于其他有内热源的近似于楔形肋生物体的传热计算。     

沙疗温度及血液灌注对膝关节温度场和应力场的影响

为探究沙疗过程中沙体温度及血液灌注率对于人体膝关节部位温度场分布以及骨骼热应力的影响,在生物传热学以及经典力学的理论基础上,通过运用将膝关节部位的计算机断层扫描(computed tomography,CT)影像数据导入3D逆向建模软件Mimics建立三维模型,并将模型导入COMSOL软件并进行传热数值模拟的方法来研究了沙疗过程中膝关节温度场以及热应力的变化规律.结果表明:在45℃沙体环境下沙疗30 min,膝关节骨骼的温度和热应力主要集中在髌骨和胫骨上,而在胫骨的长骨部位尤为集中.由骨骼热应力变化曲线可以知道骨骼平均热应力在沙疗20 min时达到顶峰,在20～30 min出现下降趋势,然后在30 min以后随着时间增加开始逐渐减退.可见合适的沙疗时间在20 min左右为最佳,但不超过30 min为宜.在整个沙疗过程中,血液灌注率对于人体的温度场以及应力场起着至关重要的调节作用.     

一侧颈动脉堵塞引起的体表非对称温度分布特征

将颈部简化为含大血管的圆柱形组织,对颈动脉血管和含微、小血管的颈部组织分别建立热平衡模型．通过有限元求解,研究颈部表面的温度分布与颈动脉流量、颈部组织的物性以及环境参数的关联性．最后,实验研究兔子在一侧颈动脉结扎后的颈部两侧体表温度差,初步验证传热模型的合理性．     

缠绕管换热器并管传热模型及实验

为了研究缠绕管式换热器中的并管结构的传热规律 ,对并管金属管壁的微元段建立热平衡方程 ,以管壁温度对称分布及通过两并管焊接结构的热量相等为边界条件 ,提出了并管传热模型。在以空气为工质的并管传热实验台上 ,测定了管壁温度 ,然后与模型计算管壁温度比较 ,验证了该传热模型的有效性。该模型是多流体并管式缠绕管换热器设计计算的基础。在低温和深冷分离工程中 ,这种结构紧凑可实现多流体换热的缠绕管式换热器 ,有着广泛的应用     

家禽热应激及预防措施(综述)

综述了高温的不良刺激使家禽产生热应激后，家禽体内所引起的体热平衡、内分泌、血液化学成分等非特异性应答反应，以及对热应激的有效预防措施