基于分形方法的生物組織凍融過(guò)程相變傳熱研究.pdf

1、冷刀手術(shù)可以有效地去除人體內(nèi)的惡性組織，具有很好的發(fā)展?jié)摿?，是目前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。論文采用分形方法研究冷刀手術(shù)過(guò)程中生物組織的凍融相變傳熱問(wèn)題。 論文首先對(duì)生物組織的有效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了研究。將生物組織看成由血管樹(shù)與生物細(xì)胞組織組成的多孔介質(zhì)，建立了血管樹(shù)分形模型。采用電阻法分析了血管樹(shù)的有效導(dǎo)熱系數(shù)。根據(jù)盒維法分析了生物組織的孔隙率，計(jì)算了生物組織的有效導(dǎo)熱系數(shù)。模擬了血管樹(shù)結(jié)構(gòu)和血液灌注率同生物組織有效導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系。

2、結(jié)果表明血管樹(shù)的微小變化將導(dǎo)致生物組織有效導(dǎo)熱系數(shù)的巨大變化。同時(shí)，血液灌注率與溫度對(duì)生物組織的有效導(dǎo)熱系數(shù)影響很大。 論文在分形有效導(dǎo)熱系數(shù)的基礎(chǔ)上建立了生物組織二維的相變傳熱模型，模擬了生物組織凍融過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布。模擬結(jié)果表明血管樹(shù)形狀以及血液灌注率對(duì)于生物組織的溫度場(chǎng)分布有著重要的影響。結(jié)果表明血液灌注率越大，生物組織凍結(jié)得越慢。結(jié)果同時(shí)表明在不同器官中血管樹(shù)形狀不同，組織有效導(dǎo)熱系數(shù)存在很大差異，組織有效導(dǎo)熱系數(shù)越大

3、，傳熱越快。模擬結(jié)果清楚地顯示了凍融過(guò)程中的相界面移動(dòng)情況。 考慮血管流動(dòng)換熱與組織凍融傳熱的差異性，論文建立了包含血管樹(shù)的生物組織相變傳熱的雙溫度模型。根據(jù)血液和細(xì)胞組織的不同傳熱特性，建立了各自的不同的能量方程。研究了生物組織中有血管存在時(shí)的在冷刀手術(shù)凍結(jié)過(guò)程中的溫度分布情況，模擬過(guò)程考慮了血液流動(dòng)以及血管形狀對(duì)溫度分布的影響。結(jié)果表明血管樹(shù)的存在對(duì)于生物組織的溫度場(chǎng)分布影響很大。在大血管周?chē)捎谘毫魉俚脑龃?，使得組織難