2010 Fiscal Year Annual Research Report
局所体積平均理論に基づく生体伝熱の定式化とマルチスケール解析モデルの開発と検証
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22360088
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
中山 顕 静岡大学, 工学部, 教授 (60155877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 不二朗 静岡大学, 工学部, 准教授 (70215119)
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| Keywords | 多孔質体 / 生体伝熱 / 熱伝導率 / 血液灌流 / クライオプローブ |
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| Research Abstract |
温度差がある動脈流と静脈流が対向する効果を加味すべく局所体積平均理論に基づき生体伝熱の式を導出した.血管の径と流速に応じてペクレ数が大きく異なることに留意し,対流支配階層,局所非熱平衡階層,局所熱平衡階層の3種の階層に分けて議論することの有用性を示した.このマルチスケールモデルは論文"A rigorous derivation of the bioheat equation for local tissue heat transfer based on a volume averaging theory"(Heat and Mass Transfer,Vol.46,2010,pp.739-746)として公表されたが,既にいくつかの論文で引用されつつある.
テンソル表示の微視的支配方程式に局所体積平均理論を適用し導かれる生体伝熱の基礎式であることから,血管軸に沿って導かれたWeinbaum-Jijiの式よりも一般性を有する生体伝熱の式として期待し得る
血流および血液灌流の効果を実験的に把握すべくレアルタイム血流画像化装置およびデータ処理用のコンピューターを購入した.予備実験として,赤外線を腕に照射し,サーモグラフィーで皮膚温度の変化を捉える試みに成功している.一連の計測より推定した皮膚の熱伝導率の値も妥当であることが判明している.
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