电磁加热条件下皮肤组织的生物热力学行为

研究目的是开发一种数学方法来计算传热过程、热引起的力学响应以及相应的疼痛等级,从而对临床上应用的各种加热疗法之间的差别进行定量评估.采用基于有限差分法的数值模拟方法,基于无限大和均匀化假设,分析了各种热疗法中皮肤组织的温度、烧伤和热应力分布.研究发现充血对热损伤的影响很小,但对皮肤的温度分布影响很大,而这又反过来显著影响由此产生的热应力场;对于激光加热,光波越短则峰值温度越高,但峰值更接近皮肤表面温度;激光和微波加热所产生的热应力集中于表皮顶层,因为发热量沿皮肤深度方向呈指数衰减;薄角质层(常常被忽略)对皮肤组织的热力学响应起主导作用.