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基于模拟血管树以及改进Pennes方程的生物传热模型
  • ISSN号:1671-8097
  • 期刊名称:《热科学与技术》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程] Q463[生物学—生理学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学热能工程系,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50546029).
中文摘要:

以血管树形态模型以及单根血管的轴向温度变化规律为基础,对传统Pennes方程进行了改进,建立了一种新型的生物传热模型,并将其模拟结果与传统Pennes方程的模拟结果进行了比较。首先采用分形L系统的方法构建了血管树模型,然后解析求解了单根血管传热问题,得到了血管轴向温度的变化规律,最后对传统Pennes方程的血液灌注项进行了改进,使其表示血管与组织间的局部挟热量。以含有简单形态血管树的二维生物组织区域为例,分别采用改进Pennes方程和传统Pennes方程对其进行了传热求解,计算结果表明改进Pennes方程可以描述血管树对于组织温度分布的局部影响,而传统Pennes方程反映的是组织区域内均匀形式的温度分布。

英文摘要:

Based on the simulated vascular trees, a bioheat transfer model was presented. The vascular tree models were developed using fractal methods to provide the parameters of blood vessels and blood flows for the thermal calculation. Through mathematic analysis of heat exchange between a single blood vessel and the coaxial tissue cylinder, the blood temperature variations along the blood vessel were established. The blood perfusion term in Pennes' bioheat equation was modified to represent the local heat exchange between the blood and the tissue. The approach of independently meshed grids in the tissue and the blood vessel regions was adopted to simplify the numerical calculation. The temperature distribution in biological tissues containing simple vascular tree was simulated respectively, and the results retained by solving the traditional Pennes' equation and the modified Pennes' equation were compared and analyzed.

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期刊信息
  • 《热科学与技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学
  • 主编:王补宣
  • 地址:大连市甘井子区凌工路2号大连理工大学
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jtst@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84707963
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8097
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1472/T
  • 邮发代号:8-262
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2346