中医灸疗的传热学研究

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本文通过数学建模的方法模拟中医艾疗和温针灸产生的热在人体组织中的传导过程,及人体各组织的温度分布情况。运用有限元软件ANSYS进行数值建模,模拟整个热传导过程,给出热在组织中传导的定性和定量分析。同时还运用FLIRSystems公司研制的高灵敏度ThermaCAMTM红外热像仪记录实验整个过程中的红外热像图。本文先建立最简单的铝块模型,通过对比实验和计算结果验证实验和数值模拟方法的合理性。然后建立简化的人体两维模型,包含皮肤、脂肪、肌肉、骨骼和筋膜,分析热在穴位点横截面上的传导,得到热传导过程中两维的温度分布图,了解热在生物组织中传播的整个过程。并用红外热像仪记录艾炷隔附子饼燃烧过程的温度,将其作为边界条件施加在人体横截面模型上,模拟临床上穴位点施加隔附子(饼)灸的情况,实验和数值模拟数据吻合较好。另外,本文还进行了艾炷隔附子饼灸、几种温针灸(普通不锈钢针、金针、银针、太乙针)对生物组织热作用的实验,并将实验和数值模拟结果分别进行对比分析。发现银针作为温针灸传热速度最快,太乙针次之,金针又比太乙针稍慢,普通不锈钢针最慢,验证了临床上不直接在银针柄上加艾绒燃烧的合理性,实验和数值模拟的结果吻合较好。本文将先进的红外热像技术运用到模拟临床隔附子饼灸和温针灸的研究中,取得较好的成效,用数值方法描述了传统中医灸热在生物组织中的传导过程,并给出了定量分析,为临床各种灸法的运用提供了数值支持。
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