生物热传递的数值模型用于分析亮度温度分布
生物物理
2025-10-21 v1
摘要
本文提出了一种综合性的计算机模拟方法，用于生物组织中热传递过程的分析，以评估由微波辐射测量所记录的亮度温度分布。该模型将生物热传递方程与电磁场在各向异性介质中传播的数学描述相结合。模型考虑了组织热力学和介电性能的变化，以及与环境之间的对流换热。通过参数化分析，研究了环境温度、传热系数和组织热导率对亮度温度形成的影响。计算实验表明，辐射信号与外部及内部参数之间存在明显的线性关系。发现，空气温度升高8°C会导致亮度温度约偏移2°C，这超过了微波辐射测量方法的典型误差，强调了对测量条件进行严格温度控制的必要性。开发的软件系统经与解析解及实验数据验证后，确认了计算温度场的准确性可达0.1°C。所得结果为完善生物组织热传递模型、提高非侵入性热诊断方法的准确性，以及将计算机建模与机器学习算法集成以实现辐射数据的自动化解释奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2510.16215,
title = {Computer Modelling of Bioheat Transfer for the Analysis of Brightness Temperature Distributions},
author = {Maxim V. Polyakov and Illarion E. Popov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16215},
year = {2025}
}