基于分形方法的生物組織凍融過程相變傳熱研究.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Γ悄壳吧镝t(yī)學領(lǐng)域研究的熱點。論文采用分形方法研究冷刀手術(shù)過程中生物組織的凍融相變傳熱問題。 論文首先對生物組織的有效導(dǎo)熱系數(shù)進行了研究。將生物組織看成由血管樹與生物細胞組織組成的多孔介質(zhì)，建立了血管樹分形模型。采用電阻法分析了血管樹的有效導(dǎo)熱系數(shù)。根據(jù)盒維法分析了生物組織的孔隙率，計算了生物組織的有效導(dǎo)熱系數(shù)。模擬了血管樹結(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，血液灌注率與溫度對生物組織的有效導(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程中的溫度場分布。模擬結(jié)果表明血管樹形狀以及血液灌注率對于生物組織的溫度場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)果同時表明在不同器官中血管樹形狀不同，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程中的相界面移動情況。 考慮血管流動換熱與組織凍融傳熱的差異性，論文建立了包含血管樹的生物組織相變傳熱的雙溫度模型。根據(jù)血液和細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的在冷刀手術(shù)凍結(jié)過程中的溫度分布情況，模擬過程考慮了血液流動以及血管形狀對溫度分布的影響。結(jié)果表明血管樹的存在對于生物組織的溫度場分布影響很大。在大血管周圍，由于血液流速的增大，使得組織難