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激光辐照下皮肤组织中温度场的理论分析和数值模拟 被引量：6
1
作者 沈桂平 谢树森 《福建师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2002年第4期26-29,共4页
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 ,数值模拟了激光辐照下组织的温度场分布 .并讨论了... 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 ,数值模拟了激光辐照下组织的温度场分布 .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 . 展开更多
关键词 数值模拟 激光福照 pennes传热方程 皮肤组织 温度场 激光生物医学
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皮肤病的非恒温加热仿真分析 被引量：5
2
作者 江少锋 刘光启 +3 位作者 唐劲天 卓子寒 冯礼 张晓冬 《国际生物医学工程杂志》 CAS 2013年第1期17-21,共5页
目的为了达到皮肤病热疗法的最大疗效和最小副作用，在之前的基础上，进行探索性的非恒温加热仿真实验。方法利用数学工具（Matlab）对治疗时皮肤的非恒温加热波形进行仿真分析和选择。结果与先前的恒温加热疗法相比，非恒温加热时皮肤... 目的为了达到皮肤病热疗法的最大疗效和最小副作用，在之前的基础上，进行探索性的非恒温加热仿真实验。方法利用数学工具（Matlab）对治疗时皮肤的非恒温加热波形进行仿真分析和选择。结果与先前的恒温加热疗法相比，非恒温加热时皮肤里层的温度呈上升趋势，而恒温加热则是下降的。结论相对恒温加热，非恒温加热对里层的细菌更具有抑制作用，且有更小的副作用． 展开更多
关键词 皮肤疾病 pennes传热方程 非恒温加热 仿真分析
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含肿瘤皮肤组织传热分析的广义有限差分法 被引量：9
3
作者 李艾伦 傅卓佳 +1 位作者 李柏纬 陈文 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1198-1205,共8页
生物传热分析在低温外科手术、肿瘤热疗、病热诊断等临床医学治疗和诊断中有着广泛的应用.由于健康皮肤组织内肿瘤的存在使得肿瘤附近区域的温度会明显升高,这一特性常被用于检测皮肤组织内的肿瘤生长,因此有必要开展生物传热数值分析... 生物传热分析在低温外科手术、肿瘤热疗、病热诊断等临床医学治疗和诊断中有着广泛的应用.由于健康皮肤组织内肿瘤的存在使得肿瘤附近区域的温度会明显升高,这一特性常被用于检测皮肤组织内的肿瘤生长,因此有必要开展生物传热数值分析的研究.本文以含肿瘤的皮肤组织为研究对象,将一种新型区域型无网格配点法——广义有限差分法应用于能描述含肿瘤皮肤组织传热过程的Pennes方程求解.广义有限差分法利用泰勒展开式与移动最小二乘法将计算区域内的每个离散点上的物理量导数表示成其与邻近点物理量及权重系数的线性组合,进而构建得到仅含各离散点未知物理量的线性方程组.该方法不仅具有无需划分网格、避免数值积分等无网格配点法的优点,同时还克服了大多数无网格配点法中插值矩阵高度病态的问题,为此类方法在大规模工程数值计算中的应用提供了可能性.本文首先介绍了模拟含肿瘤皮肤组织传热过程的广义有限差分法离散模型,随后通过不含肿瘤与含规则形状肿瘤的基准算例,检验广义有限差分法的计算精度与收敛性;在此基础上,通过数值模拟研究不同肿瘤形状及肿瘤位置分布对皮肤组织内温度分布的影响. 展开更多
关键词 广义有限差分法 配点法 移动最小二乘法 泰勒展开式 pennes生物传热方程
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激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究 被引量：9
4
作者 包美芳 钱志余 +3 位作者 李韪韬 肖笛 王晋阳 钱露 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期718-721,共4页
激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传... 激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传热方程和轴对称高斯形状的激光光束热源方程,参量针对离体猪肝组织,考虑到了生物组织热物性密度、比热和热导率随温度变化的情况.仿真获得激光功率为0.77 W、0.95 W、1.23 W,照射时间为10~90 s,径向距离0~2 mm范围和轴向距离0~4 mm范围的温度场数据集.利用拟合算法,获得了自变量为激光功率、照射时间、径向距离和轴向距离的生物组织温度场分布模型.将功率为0.88 W和1.05 W时的结果与Pennes方程结果相比较,两者误差在5%以内. 展开更多
关键词 激光诱导间质热疗 温度场 有限元 pennes生物传热方程
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无损检测血液灌注率的常热流方法 被引量：3
5
作者 李和杰 张学学 +1 位作者 柯江华 刘静 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1354-1356,共3页
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... 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 。 展开更多
关键词 血液灌注率 无损测量 常热流加热方法 体表温度 pennes生物传热方程 组织 升 接触热阻
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高频ns脉冲串作用下肝脏肿瘤热效应的多参数有限元仿真 被引量：3
6
作者 米彦 芮少琴 +4 位作者 李成祥 姚陈果 徐进 卞昌浩 唐雪峰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2477-2485,共9页
为了综合传统不可逆电穿孔和ns脉冲的特点,充分发挥脉冲电场非热治疗肿瘤的优势,将高频ns脉冲串引入到消融肿瘤组织的应用中,并研究了此高频ns脉冲串在生物组织中产生的热效应。通过多参数有限元方法对施加1对针电极的肝脏和肿瘤组织的... 为了综合传统不可逆电穿孔和ns脉冲的特点,充分发挥脉冲电场非热治疗肿瘤的优势,将高频ns脉冲串引入到消融肿瘤组织的应用中,并研究了此高频ns脉冲串在生物组织中产生的热效应。通过多参数有限元方法对施加1对针电极的肝脏和肿瘤组织的温度以及热损伤进行了仿真,施加的电压范围为1~4 k V,脉冲宽度范围为50~500 ns,重复频率介于100 k Hz^1 MHz之间,脉冲串长度为100μs,脉冲串的重复频率为1 Hz。使用Pennes生物传热方程计算电热耦合下的温度,并根据Arrhenius公式计算热损伤。结果表明:肿瘤在单个脉冲串作用下在100μs时刻达到的最高温度为49.26℃;在1 s时刻最高温度为40.4℃,经过1 s时刻之后热损伤的累积程度只有0.001 6,不会造成热损伤;通过参数拟合,可以得到任意参数下的组织温度以及热损伤。研究结果可为将来的实验研究提供参数选择的理论依据。 展开更多
关键词 温度 热损伤 肿瘤 高频ns脉冲串 pennes生物传热方程 有限元
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激光照射下生物组织内部温度分布的解析式
7
作者 宋伟宏 熊国欣 +1 位作者 王天军 李立本 《山西师范大学学报（自然科学版）》 2010年第1期71-75,共5页
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.
关键词 激光 生物组织 pennes生物传热方程 热传导方程的解析解
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