一个3D全身人体温度调节模型来模拟手和脚的冷引起的血管扩张
Manpreet Singh1, Jaques Reifman2, Jose E Rubio1
1Department of Defense Biotechnology High Performance Computing Software Applications Institute, Telemedicine and Advanced Technology Research Center, United States Army Medical Research and Development Command, Fort Detrick, MD, USA; The Henry M. Jackson Foundation for the Advancement of Military Medicine, Inc., Bethesda, MD, USA.
这项研究通过结合寒冷诱导血管扩张 (CIVD) 来增强人体模型来预测感冒损伤. 改进的模型准确地预测皮肤温度,有助于防止极端环境中与寒冷有关的伤害.
科学领域:
- 人类生理学 人类生理学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 环境健康 环境健康
背景情况:
- 感冒引起的血管扩张 (CIVD) 是一种生理反应,对于预防手和脚等外围区域的感冒损伤至关重要.
- 准确预测寒冷应激的热反应对于理解和减轻寒冷伤害风险至关重要.
研究的目的:
- 通过结合一种新的CIVD机制配方来增强一个3D全身热调节人体模型.
- 为了提高人类在北极类环境中的热反应的预测准确度.
主要方法:
- 开发了一种新的现象学CIVD配方,基于皮肤环境热交换调节血流.
- 当核心体温下降到36.5°C以下时,CIVD被禁用.
- 校准和验证了模型,使用来自153名男性受试者的数据,在10种不同的冷暴露条件下进行校准和验证.
主要成果:
- 增强型号在皮肤温度上实现了根平均平方误差 (RMSE) <3.0°C,这与没有CIVD的模型相比是显著的改进.
- 整合CIVD可将皮肤温度预测错误降低高达3.6°C.
- 该模型对核心体温预测 (RMSE <0.2°C) 显示出高准确性,并将数据预测准确度提高了高达63%.
结论:
- 使用CIVD增强的温度调节模型提供了更准确的外围热应对寒冷压力的预测.
- 这种模型可以作为一个有价值的工具,用于制定指导方针,以尽量减少寒冷伤害风险,在长时间暴露于极端寒冷.
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