熱療過程中皮膚組織的熱力行為與溫度調控機制

《熱療過程中皮膚組織的熱力行為與溫度調控機制》是依託天津商業大學，由王雅博擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：熱療過程中皮膚組織的熱力行為與溫度調控機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王雅博
• 依託單位：天津商業大學

項目摘要

熱療過程中組織的溫升與熱損傷均會引起血管形態的變化以及血液灌注的改變。大的血液灌注會從加熱部位帶走更多的熱量，從而加速熱量在組織內的分散；較小的血液灌注則有助於熱量的沉積，容易導致組織的熱損傷。理解血液灌注率變化機制及溫變所誘發的生物力學行為，對提高熱療中“熱量”確定和溫度場估計的準確性有著重要意義。本項目將研究在體皮膚組織血管形態的動態變形特徵，探究不均勻溫度場引起的皮膚組織熱應力及血管變形行為；將毛細血管及其周圍組織視為彈性多孔體，分析皮膚組織孔隙結構的變化，研究在熱刺激過程中，綜合考慮血管微結構，血液流動等影響規律的生物力學行為與溫度變化的耦合關係。研究結果為揭示熱療過程中皮膚的溫度調節機制提供理論支持。

結題摘要

熱療過程中組織的溫升會引起血管形態的變化以及血液灌注率的改變。理解血液灌注率變化機制及溫變所誘發的生物力學行為，對提高熱療中“熱量”確定和溫度場估計的準確性有著重要意義。據此，項目的立論是圍繞傳熱與力學對生物微觀層面的基本問題而展開，揭示熱激過程熱量遷移與組織結構損傷耦合關係的熱學機理。重點圍繞熱刺激下，血管舒張機理，生物組織的熱物理性質，以及皮膚組織溫度-結構相互耦合的關係進行研究。 為了研究熱刺激下的血管舒張行為、血流量和傳熱的關係，建立了鼠背部皮窗加熱實驗台，獲得了熱刺激對血管管徑和血流量的影響。建立以內皮調節為理論基礎的熱刺激血管動態舒張模型。通過模型的建立，獲得NO，Ca2+等內皮調節因子在調節過程中的濃度分布，並進一步印證熱刺激下的血管舒張行為是神經調節和內皮調節共同作用的結果。建立考慮血液灌注變化的生物傳熱模型，獲得了熱刺激下的溫度變化規律。熱刺激可促使血管灌注率的一系列動態變化，採用恆定血管灌注率對熱療過程中的溫度進行預測，組織內部的溫度將被過高的估計，影響熱療效果。在研究方法上，將數字圖像相關技術套用於生物組織微觀結構和生物傳熱的研究中，為相關研究開拓了新的思路。