Comparison of three In silico models of heat transfer in human body exposed to mild cooling

• Autorzy: Buliński P. , Ostrowski Z. , Adamczyk W.

Warianty tytułu

PL

Porównanie trzech modeli in silico wymiany ciepła w ciele ludzkim podczas ochładzania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The comparison of three numerical models of skin undergoing thermal stimulation in a human forearm is presented. Small brass compress is used to cool tissues, followed by the analysis of the skin temperature recovery process. In silico generated results are validated against in vivo measurements on 8 male adults.

PL

W pracy przedstawiono porównanie trzech modeli numerycznych tkanek przedramienia poddanych stymulacji termicznej. Chłodzenie skóry zrealizowano za pomocą mosiężnego kompresu. Analizowano proces powrotu schłodzonej skóry do warunków równowagi termicznej. Wyniki symulacji in silico porównano z pomiarami in vivo wykonanymi dla grupy 8 dorosłych mężczyznach.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; validation; bioheat equation; skin lesions; melanoma

PL

modelowanie numeryczne; walidacja; przepływ biociepła; zmiany skórne; czerniak

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Studia Informatica
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 37, nr 3A
• Strony: 31--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Buliński P.

• Silesian University of Technology, Institute of Thermal Technology, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Ostrowski Z.

• Silesian University of Technology, Institute of Thermal Technology, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Adamczyk W.

• Silesian University of Technology, Institute of Thermal Technology, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• 1. Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M.: A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions: the passive system. J. Appl. Physiol, 1999, 87, p. 1957÷1972.
• 2. Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M.: Computer prediction of human thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions, Int. J. Biometeorol, 2001, 45, p. 143÷159.
• 3. Fiala D., Psikuta A., Jendritzky G., Paulke S., Nelson D. A., van Marken Lichtenbelt W. D., Frijns A. J. H.: Physiological modeling for technical, clinical and research applications, Frontiers in Bioscience, 2010, S2, p. 939÷968.
• 4. Kingma B. R. M., Frijns A. J. H., Saris W. H. M., van Steenhoven A. A., van Marken Lichtenbelt W. D.: Cold-induced vasoconstriction at forearm and hand skin sites: the effect of age. Eur. J. Appl. Physiol, 2010, 109(5), p. 915÷921.
• 5. Kobayashi Y., Tanabe S.: Development of JOS-2 human thermo-regulation model with detailed vascular system. Build Environ, 2013, 66, p. 1÷10.
• 6. Martínez N., Psikuta A., Kuklane K., Quesada J.I.P, de Anda R. M. C. O., Soriano P. P. et al.: Validation of the thermophysiological model by Fiala for prediction of local skin temperatures. Int. J. Biometeorol, 2016, in press, available online: doi:10.1007/s00484-016-1184-1
• 7. Ostrowski Z., Buliński P., Adamczyk W., Kozołub P., Nowak A. J.: Numerical model of heat transfer in skin lesions. ZN PRz Mechanika, 2015, 87, p. 55÷62.
• 8. Ostrowski Z., Buliński P., Adamczyk W., Nowak A. J.: Modelling and validation of transient heat transfer processes in human skin undergoing local cooling. Przegląd Elektrotechniczny, 2015, 91, p. 76÷79.
• 9. Pennes H. H.: Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Rest-ing Human Forearm. J. Appl. Physiol, 1948, 1, p. 93÷122.
• 10. Psikuta A., Fiala D., Laschewski G., Jendritzky G., Richards M., Blazejczyk K. et al.: Validation of the Fiala multi-node thermophysiological model for UTCI application. Int. J. Biometeorol, 2012, 56(3), p. 443÷60.
• 11. Salloum M., Ghaddar N., Ghali K.: A new transient bioheatmodel of the human body and its integration to clothing models. Int. J. Therm Sci, 2007, 46, p. 371÷384.
• 12. Severens N.: Modelling hypothermia in patients undergoing surgery, PhD thesis, Eindhoven University Press, Eindhoven, 2008.
• 13. Severens N., van Marken Lichtenbelt W. D., Frijns A. J. H., van Steenhoven A. A., de Mol B. A. J. M., Sessler D. I.: A model to predict patient temperature during cardiac surgery. Phys. Med. Biol, 2007, 52, p. 5131÷5145.
• 14. Stolwijk J.: A mathematical model of physiological temperature regulation in man. NASA contractor report CR-1855, NASA, 1971.
• 15. Tadeusiewicz R., Augustyniak P.: Fundamentals of Biomedical Engineering [In Polish: Podstawy Inżynierii Biomedycznej] Vol. I, Wydawnictwa AGH, Kraków 2009.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).