МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ЗОНАХ ЗАХАРЬИНА-ГЕДА

Авторы
Файлы

Лыжко Е.В. Статья в формате PDF 108 KB

Тепловизионную диагностику осуществляют по отклонению температур в областях проекций больных органов и в зонах Захарьина-Геда. Заболевания сопровождаются отклонением энергетического обмена, при этом меняется мощность теплопродукции больного органа. Так как расположение зон Захарьина-Геда не совпадает с проекцией больных органов, а увеличение кровообращения кожи является наиболее быстрым и эффективным способом отвода тепла, то можно предположить, что отвод тепла осуществляется кровообращением, управляемым нервной системой.

Рассмотрим отвод тепла в зоны Захарьина-Геда на примере сердца На рисунке 1 изображена схема, по которой осуществлялся расчет. В ней введены следующие обозначения: P_сз- мощность теплопродукции сердца, G_сз - минутный объем крови сердца, t_сз - температура сердца, P_кз - мощность теплопродукции кожи в зоне Захарьина-Геда, G_кз - минутный объем крови в участке кожи зоны Захарьина-Геда, t_кз - температура кожи в зоне Захарьина-Геда, S_кз - площадь участка кожи зоны Захарьина-Геда с отклонением температуры. Отвод тепла осуществляется путем увеличения кровотока в зоне Захарьина-Геда. Однако неизвестно как меняются G_сз и t_сз при изменении P_сз.

Рис. 1. Схема отвода тепла через участки кожи зон Захарьина-Геда

Рассмотрим два крайних случая:

1 - G_сз остается неизменным (G_сз=G_с), это обеспечивается максимальным изменением температуры больного органа t_сз;

2 - t_сз остается неизменным (t_сз=t_с), это обеспечивается максимальным изменением минутного объема крови больного органа G_сз

Для каждого случая была решена система уравнений (1) с заданным отклонением P_сз и S_кз: для первого случая относительно неизвестных f(t_сз, G_кз, t_кз); для второго случая относительно неизвестных f(G_сз, G_кз, t_кз). Было предположено, что все параметры всех органов, кроме больного и участка кожи зоны Захарьина-Геда остаются неизменными.

(1)

где с - теплоемкость крови;

P_сз - мощность теплопродукции сердца при патологии;

G_сз - минутный объем крови для сердца при патологии;

t_сз - температура сердца при патологии;

k(S_кз) - доля поверхности участка кожи от общей поверхности тела

k(S_кз)= S_кз / F_DU (2)

F_DU - площадь поверхности тела.

В [1] получены температуры: сердца t_c, легких t_л, средняя температура крови от всех органов (кроме легких) t_вх, мозга t_мг, почек t_п, желудочно-кишечного тpaкта t_жкт, средняя температура крови от почек и желудочно-кишечного тpaкта t_п-жкт, печени t_пь, остального t_ост, мышц t_м, кожи t_к. Величины минутного объема G и теплопродукции P приведены в [2].

Кровоток кожи (без участка кожи зоны Захарьина-Геда) рассчитывался как средний кровоток по поверхности:

(1- k(S_кз))G_к (3)

Тепловой поток Q^в_кз от участка кожи зоны Захарьина-Геда в окружающую среду определяется как сумма тепловых потоков, возникающих при конвекции Q^к_кз, излучении Q^изл_кз и испарении Q^исп_кз:

Q^в_кз = Q^к_кз + Q^изл_кз + Q^исп_кз (4)

На рисунке 2 представлены результаты решения системы уравнений (1) для двух случаев. На представленных зависимостях видно, что расхождение результатов решения систем уравнений (1) увеличиваются при увеличении энергетических отклонений сердца. Чтобы перейти от среднего значения температуры кожи к измеренному используем равенство:

t_изм - t_норм = t_кз - t_к (5)

где t_изм - среднее значение температуры кожи, измеренное в зоне Захарьина-Геда; t_норм - среднее значение температуры кожи в зоне Захарьина-Геда для нормального состояния.

Такие зависимости можно построить и для других органов.

В построенной модели были приняты следующие допущения: перенос тепла осуществляется только системой кровообращения; органы приняты за идеальные теплообменники; теплообмен в кровеносных сосудах, соединяющих органы не учитывается; теплообмен между сердцем и перекачиваемой им кровью не учитывается; усредненный кровоток в коже. Конечно, для получения более точных результатов данная модель нуждается в большей детализации, путем введения точных параметров хаpaктеризующих теплопродукцию и кровоток в различных отделах кожи и анализе влияния упрощений, введенных в модели, на результаты вычислений.

Рис. 2. Зависимости отклонений температуры в зоне Захарьина-Геда от площади участка кожи с заданным в процентах отклонением P_сз при неизменном G_сз (сплошная линия) и неизменном t_сз (пунктирная линия)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Лыжко Е.В. Роль кровообращения в теплопереносе / Е.В. Лыжко //Труды IV Всероссийской науч. конф. молодых ученых и студентов Т.2, 1-4 октября 2007 г. - Анапа, 2007.- С. 50-52.
Фолков Б. Кровообращение / Б. Фолков, Э. Нил. - М.: Медицина, 1976.- 465 с.
Голиков В.А. Математическое моделирование процессов теплообмена организма человека с окружающей средой / В.А. Голиков, А.Ф. Бурденко, Ю.М. Цюпко // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. - 2003. - № 9. - С. 104-115.

МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ ЗРИТЕЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ И МОТОРНОЙ КООРДИНАЦИИ У ДЕТЕЙ С НАРУШЕНИЕМ ЗРЕНИЯ И РЕЧИ

В процессе тренировки отдельных компонентов ручной моторики (тонус, сила, точность движений, кинетический и динамический пpaксис) у детей совершенствуется произвольное внимание, развиваются навыки контроля и планирования целостного действия. ...

17 06 2026 16:55:40

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТРЕССИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, НАБЛЮДАЮЩИХСЯ ПРИ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ КАТАСТРОФАХ, НА СИСТЕМУ ГЕМОСТАЗА

Статья в формате PDF 245 KB...

16 06 2026 21:40:12

ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ И ВОЗМОЖНОСТЬ КОРРЕКЦИИ ДИСБАЛАНСА НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА БОЛЬНЫХ ТЯЖЕЛЫМИ ФОРМАМИ ЧЕШУЙЧАТОГО ЛИШАЯ

Статья в формате PDF 118 KB...

15 06 2026 23:53:16

ЛЕЧЕНИЕ МИОКАРДИТА У СОБАК

Статья в формате PDF 121 KB...

14 06 2026 5:24:13

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ФУЗАРИОЗАМИ КОЛОСА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Статья в формате PDF 134 KB...

13 06 2026 20:13:48

Факторы риска развития послеоперационного воспаления при проведении экстpaкапсулярной экстpaкции катаpaкты с имплантацией ИОЛ

Статья в формате PDF 115 KB...

12 06 2026 16:46:41

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕЧЕНИ ПРИ СТЕНОЗЕ ЛЕГОЧНОГО СТВОЛА В СТАДИИ ДЕКОМПЕНСАЦИИ

Статья в формате PDF 110 KB...

11 06 2026 19:37:42

ТВОРЧЕСКОЕ САМОРАЗВИТИЕ КАК ПРИНЦИП ФОРМИРОВАНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОЙ ЛИЧНОСТИ СРЕДСТВАМИ ИНОСТРАННОГО ЯЗЫКА

Статья в формате PDF 119 KB...

10 06 2026 11:25:34

ГЕНЕРАТОРЫ ОЗОНО-ГИДРОКСИЛЬНОЙ СМЕСИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧАХ

Статья в формате PDF 112 KB...

09 06 2026 20:20:20

ОТКАЗЫ ОТ ДЕТЕЙ: МОГУТ ЛИ БЫТЬ ОПРАВДАННЫМИ ПРИЧИНЫ?

Статья в формате PDF 114 KB...

08 06 2026 10:26:44

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДИФЛЮКАНА В ЛЕЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ КАНДИДОЗОВ

Статья в формате PDF 98 KB...

07 06 2026 9:50:15

СПОСОБЫ КОРРЕКЦИИ НАРУШЕНИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИКРОФЛОРЫ ТОЛСТОЙ КИШКИ У БОЛЬНЫХ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИМ ЯЗВЕННЫМ КОЛИТОМ

Статья в формате PDF 121 KB...

06 06 2026 4:21:33

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РЕФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ МЕР СОЦИАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИ ОПЛАТЕ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНЫХ УСЛУГ В РЕСПУБЛИКЕ ТАТАРСТАН

Статья в формате PDF 136 KB...

05 06 2026 17:12:45

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ АМБЛИОПИИ

Статья в формате PDF 116 KB...

04 06 2026 14:52:19

Круглогодичное обеспечение вентилирования жилых зданий

Статья в формате PDF 584 KB...

03 06 2026 13:13:51

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ КА И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

При управлении автоматическими космическими аппаратами (КА) важной проблемой является обеспечение надежного и оперативного анализа и диагностирования работоспособности бортовых систем. Это позволит своевременно выявить негативные тенденции в работе бортовой аппаратуры и предотвратить их развитие. Наибольшую актуальность проблема приобретает при управлении КА со сложными бортовыми системами, хаpaктеризующимися большим объемом телеметрических параметров, а так же при необходимости выдачи комaндных воздействий непосредственно в сеансах связи. Существующий опыт управления КА показывает, что в ряде случаев только своевременная выдача комaнд немедленного исполнения позволила обеспечить выполнение программы полета КА [1]. В настоящей работе предлагается общий подход к решению указанной проблемы, основанный на создании адекватных моделей анализа и диагностики функционирования бортовых систем и алгоритмов автоматизированной выработки рекомендаций по воздействию на КА. Ожидается, что использование в пpaктике управления таких моделей и алгоритмов даст возможность существенно повысить эффективность работы аппаратуры, в том числе за счет оперативного устранения возникающих на борту нештатных ситуаций. ...