[发明专利]局部组织血液灌注率体表热干扰测量方法及其装置

摘要

局部组织血液灌注率体表热干扰测量法系用于人体生理参数测定的。其步骤是先建立局部皮肤及皮下组织的传热模型，再用热平衡法转为二维离散模型，用有限差分法把节点方程归纳为11个线性方程组后，其解即为表示血液灌注率与皮下组织温度等因素的关系的曲线族，再经拟合即可得到表示血液灌注率与局部皮肤组织温度关系的函数式。它还提出了一个具有恒热流通量的热干扰探头结构及测量装置，可以无损伤地连续测定局部组织的血液灌注率。

主权项

1、一种局部组织血液灌注率的体表热干扰测量方法，其特征在于：建立局部组织的血液灌注率Wb与其受热干扰后所引起的温度场变化之间的相关性，它包含以下步骤：(1)、建立热干扰区控制体，即取一个包含热干扰区在内的圆柱形控制体，其轴线与热干扰探头的轴线一致且与坐标Z重合，其上端面在皮肤表面上且与坐标r轴共面，形成一个二维轴对称传热模型；(2)、控制体离散化，即用两组分别与柱坐标系的两个坐标轴重合或平行的正交网络线把控制体对称轴的右半部份等分成有m×n个节点的二维离散域，其外边界的中心部份(r≤R0，R0为热干扰探头半径)为恒热流边界，其余部分为对流边界(辐射也等效为对流)，其全部内边界均为绝热边界；(3)、建立数学模型，即把m×n个节点归纳为11种类型，用热平衡法分别在每一节点处建立传热差分方程，血流灌注率Wb作为内热源项列入方程，内热源qi=CbWb(Ta-T)，于是得到一个具有11类方程的m×n阶线性方程组；(4)、求解数学模型：先输入下列参数：1、网络节点数m、n；2、热干扰探头半径R0；3、血液比热Cb；4、动脉血温Ta；5、对流和辐射综合换热系数H；6、组织导热系数K；7、网络间距Δ(径、轴向相等)；8、进入控制体的干扰热流通量q；并以环境温度Te为参变量，由数学模型求得热干扰区温度场T(r、z)与血液灌注率之间的数值关系，用与热干扰探头中心接触的皮肤表面点即特征点的温度Tc来代替T(r、z)，于是，上述数值关系可表示为：F(Tc、Wb、Te)=0，其中，Te为环境温度；(5)、用曲线拟合程序把上述数值关系转换成一组连续曲线并用下列显函数形式表示：Ln(Wb)=A+BTc+CTc2+DTc3其中，A、B、C、D均为环境温度Te的函数；(6)、在一定的环境温度Te、热探头半径R0和热干扰强度q下，测量特征点温度Tc后，利用上述拟合曲线方程即可得到该局部组织的血液灌注率Wb。