基于混合生物热传导模型的Pennes方程的改进

在血管树模拟研究的基础上,运用混合生物热传导模型并采用考虑血管和组织间局部传热的血液灌注率,改进了传统的Pennes生物传热方程.运用COMSOL Multiphysics对其进行仿真,并对改进前后Pennes方程求解结果进行比较,结果表明,改进后的Pennes方程能够显示出血管树对组织区域温度分布的局部影响,而传统Pennes方程则只表述了组织中温度分布的均匀形式.

全身麻醉下个体化病人体温调节反应的计算机仿真

目的通过构建计算机仿真模型分析全身麻醉引起的体温调节系统损伤和手术室低温环境对个体化病人围手术期体温调节的影响。方法开发一个麻醉模型,通过降低基本代谢率、皮下血管收缩和骨骼肌颤抖的阈值来模拟麻醉效果,并耦合到作者建立的"皮肤-体核"二节点体温调节模型中。该模型可通过设置骨骼肌颤抖产热、出汗、及皮下血管舒缩能力的强弱模拟年龄衰老导致的热调节能力损伤,设置不同脂肪厚度模拟肥胖以及设置心血管模型参数模拟不同的心血管疾病,进而计算分析这些个体化特征对低温麻醉条件下体温调节的影响。结果在低温环境下,与年轻人相比,老年人体核温度较低,体表温度较高。脂肪厚度增加或左心室功能衰竭加重,都有可能缓解低温环境中体核温度下降。风速或相对湿度增加会导致体核温度降低。当麻醉引起的血管收缩阈值降低0.5~3℃时,会引起体核温度显著降低。结论通过对比模型预测与实验测量的结果,验证了该模型的可靠性。身体的个体化特征对低温环境下人体温度调节具有重要影响。个体体征与全身麻醉结合进一步复杂化了人体的体温调节,给临床医师带来巨大挑战。