Modelling and validation of transient heat transfer processes in human skin undergoing local cooling

• Autorzy: Ostrowski Z. , Buliński W. , Adamczyk W. , Nowak A. J.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie oraz walidacja niestacjonarnych procesów wymiany ciepła w skórze poddanej lokalnemu ochładzaniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of transient heat transfer processes in human forearm skin undergoing local thermal stimulation (mild cooling by means of brass compress) is presented. A numerical model of heat transfer within: living tissues (Pennes bioheat equation) and metal compress used for skin cooling is proposed. Simulation results were validated against in vivo measurement data of heat flux and compress temperature for N=8 samples in four male adults (age 25–38 years).

PL

W pracy przedstawiono analizę niestacjonarnych procesów wymiany ciepła w skórze przedramienia poddanej lokalnej termostymulacji (łagodnego ochładzania przy pomocy mosiężnych kompresów). Zbudowano model numeryczny procesów przepływu ciepła w: tkankach (równanie biociepła Pennes’a) oraz kompresie używanym do chłodzenia. Otrzymane wyniki poddano walidacji na podstawie pomiarów in vivo gęstości strumienia ciepła oraz temperatury kompresu dla N=8 próbek w grupie czterech przebadanych dorosłych mężczyzn w wieku 25-38 lat.

Słowa kluczowe

EN

modelling; validation; bioheat equation; thermal physiology

PL

modelowanie; walidacja; równanie biociepła; termofizjologia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 5
• Strony: 76--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ostrowski Z.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Buliński W.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Adamczyk W.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Nowak A. J.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Fiala D., Lomas K.J. and Stohrer M.: A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions: the passive system, J Appl Physiol 87(1999), 1957–1972.
• [2] Ostrowski Z., Buli ´ nski P., Adamczyk W., Kozołub P., Nowak A.J.: Numerical model of heat transfer in skin lesions, ZN PRz Mechanika, 87(2015), 55-62.
• [3] Pennes H.H.: Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Rest-ing Human Forearm, J Appl Physiol, 1(1948), 93–122.
• [4] RdF Corp. USA, MicroFoil Heat Flux Sensors [web page] www.rdfcorp.com/products/hflux/hfs-c_01.shtml, [Accessed on Dec 2014].
• [5] Severens N.: Modelling hypothermia in patients undergoing surgery, PhD thesis, TU/e, Eindhoven, 2008.
• [6] Stolwijk J.: A mathematical model of physiological temperature regulation in man, NASA contractor report CR-1855, NASA, Washington DC, 1971.
• [7] Tadeusiweicz R, Augustyniak P. (red.): Podstawy Inżynierii Biomedycznej Vol. I, Wydawnictwa AGH, Kraków 2009.