用时空调配法分析电磁辐射引起的组织热损伤分析
Bhagya Shree Meena1, Sushil Kumar1
1Department of Mathematics, S. V. National Institute of Technology Surat, Gujarat 395007, India.
这项研究使用先进的分数模型来模拟生物热传递,以了解来自电磁辐射的组织温度和热损伤. 研究结果揭示了像输血和相滞等参数如何影响组织中的热效应.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算物理 计算物理
- 热科学 热科学 热科学
背景情况:
- 外部热源在医疗治疗中越来越多地使用,需要精确控制热损伤.
- 活体组织表现出非同质性,需要在热行为分析中考虑局部非平衡效应.
研究的目的:
- 研究受电磁辐射影响的生物组织中的热损伤和温度分布.
- 分析生物热传递使用概括的单相延迟 (SPL) 和双相延迟 (DPL) 模型,包括非里埃和非局部效应.
主要方法:
- 开发并解决了二维和三维时间空间分数SPL和DPL生物热传递模型.
- 采用了数字方法,将高斯半径基函数 (RBFs) 结合起来进行空间离散,并将切比舍夫多项式转移为时间离散.
- 研究了包括血 perfusion 速率 (Wb),相滞后 (τq, τt) 和分数导数顺序 (α, β) 在内的参数的影响.
主要成果:
- 数值解决方案有效地捕捉了各种生理和模型参数下的温度分布和热损伤.
- 证明了输血,相滞后和微分衍生序列对组织热反应的显著影响.
- 验证了高斯的RBF在多维空间准确性和切比舍夫多项式在光谱时间准确性方面的能力.
结论:
- 与传统模型相比,一般化的分数SPL和DPL模型为分析生物热传递提供了更全面的框架.
- 了解血 perfusion 和相滞等参数的相互作用对于优化热疗法和预测热引起的组织损伤至关重要.
- 采用的数值技术为解决多维领域复杂的生物热传递问题提供了强大而准确的方法.
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