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     

三点法无损测量生物活体组织热参数的分析

基于两点法测量原理,提出了一种通过三点测温无损确定柱状生物活体组织热参数的新方法,建立了该方法的理论模型,数值计算分析了导热系数、血液灌注率体积热容量等参数对温度变化的影响,以及这些热参数的灵敏度系数.研究结果表明,活体组织的上述热参数的灵敏度系数是线性无关的,可以通过所提出的三点法同时进行测量.     

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。     

生物热物性全参数辨识技术及其切片实验研究

提出了一套可用于同时确定生物在体组织中随空间变化的导热率K、血液灌注率W_b和代谢热产率q_m以及导温系数α的新方法,从而克服了传统生物热物性测试技术中只能测量常物性的K、W_b和α而q_m难以利用Pennes方程测出的不足,为同时考察活体组织非均匀热参数的空间分布规律找到了一条可行途径,这是一种具有普遍意义性的方法.文中给出了一个针对大鼠头部组织的物性辨识算例,并采用切片实验考察了该方法的实际应用问题,发现采用表面力,热的办法测取材料热物性时,所得结果的精度受热渗透深度限制,并继而提出了采用空间加热措施以提高物性测试精度的设想.     

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.     

手臂三维热传递的有限元分析

联合Pennes方程和W-J方程,建立了基于解剖学的人体手臂三维热传递的分析模型,并利用有限元分析法对三维稳态温度场进行了数值模拟,着重分析了组织的血液灌注率、代谢产热、环境温度和空气对流换热系数等因素对生物组织热传递的影响.结果表明:血液灌注率对保持体温的稳定有重要作用.研究结果对分析人体体表温度分布特征的形成机制具有重要的指导意义.     

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．     

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。     

肿瘤热疗中探针加热下组织温度场演化规律的研究

研究了肿瘤热疗中实施组织温度场预示、优化加热及功率调节一体化的问题。基于新近建立的生物传热热波方程,采用双倒易边界元方法,对在一定加热方式下生物组织内的热量传递规律进行了考察。对传统Ｐｅｎｎｅｓ方程和生物传热热波方程的对比研究发现,在针对真实热疗过程中由于调节加热功率而导致的温度场演化进行模拟时,两类方程的预示结果存在明显差别,这提示了在预测和控制生物体内微小温度时所采用的精细模型应是理论基础更为严密的生物传热热波方程,且在瞬变加热作用下尤为关键。文章还研究了血液灌注率在组织温度场发生改变中的作用及其生理学意义。这些研究为建立实用的肿瘤热疗仪器打下了一定的基础。     

生物组织光学特性参数无损测量的实验研究

通过测量生物组织表面的漫射光分布,利用漫射近似得到的解析表达式,反演其光学特性参数,实现光学特性参数的无损测量。无损测量结果与其它文献报道的结果进行了比较,证明了试验设计的可行性。     

光热效应机理与医学应用

介绍了激光与生物组织相互作用的基本内容，详细分析和讨论了激光与生物热作用效应与医学应用以及激光生物组织热作用过程和机理，并对热效应作了定量描述．     

生物组织取象的光子密度波方法研究

本文研究了一种装置简单，价格低廉，对人体无害的新型生物组织取象方法－扩散光子密度波取象方法。     

生物组织光传播的理论研究

从光的传输理论出发,利用漫射近似方程,推导出当无限细脉冲光及连续光束垂直入射到生物组织表面时,生物组织表面漫反射光随空间及时间变化的解析表达式。详细分析了组织光学特性参数与组织表面漫反射挑分布之间的关系,为生物组织光学特性参数的无损测量提供了理论根据。     

用近红外光谱技术实现生物组织含氧量的无损检测

为了实现利用近红外光谱技术进行生物组织氧合无损检测, 引入了光在强散射介质中的吸收定律,利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法计算了光子在组织中的迁移路径长度。在此基础上设计了双波长反射式近红外组织氧合变化监护仪。通过组织液体模型和人体骨骼肌含氧量检测的实验,证实了其有效性。     

生物组织中血氧等参数的红外无损检测及其应用

本技术检测的是生物组织中微细血管（微动脉、微静脉、毛细血管）中的血氧参数，与常见的指端脉搏血氧仪不同，能在血液灌注微弱和心脏停止工作（靠体外循环机维持）情况下无创、定量、实时：连续地得到局部组织（脑、肌肉、皮瓣等）的血氧参数。     

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.     

牙鲆体表溃烂综合症病理组织观察

报道了牙鲆养殖过程中发生的体表溃烂综合症的病理组织变化，该的病原有盾纤类纤毛虫指状拟舟虫和致病菌兔莫拉氏菌，指状拟舟虫不仅寄生于牙鲆体表皮肤，鳍，亦可侵入腹腔，肾脏，肌肉，心脏甚至脑，兔莫拉氏菌大量寄生于心脏血液中，随血液循环至各组织器官，引起牙鲆肝脏，肾脏及脾脏组织病变，指状拟舟虫和兔莫拉氏菌共同导致牙鲆死亡。     

测量生物组织光学特性参数的单积分球技术

对测量生物组织光学性质的单积分球系统和双积分球系统进行比较和分析，提出了一种应用比较法进行测量生物组织漫反射率和透射率的单积分球技术，并通过Kubelka-Munk模型获得了离体猪肌肉组织光学特性参数，这种测量技术也适用于离体人体组织的光学特性参数测量．     

离体生物组织相变潜热的DSC测试

差示扫描量热法是一种在线性温度程序控制下经过温度扫描,以所测能量差来研究物质热力学性质的热分析方法．文中分别对部分离体生物组织如猪瘦肉、猪肝、猪肥肉及牛肉的相变温度、相变潜热进行了DSC测试,获得了相变潜热及相变温度区间．结果表明组织水分含量越高、脂肪含量越低,其相变潜热较大,     

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。