تحلیل عددی توزیع دما در یک مدل سه‌بعدی انگشت انسان استخراجی از عکس‌های ام‌آرآی در شرایط حاد سرمایی

Abstract

سرمازدگی یکی از شدیدترین شکل‌های آسیب‌های سرمایی است که اثرات جدی بر اعضای بدن به‌خصوص عضوهایی چون انگشتان دست ‌و پا، گوش‌ها، گونه و بینی که از قلب دور هستند، می‌گذارد. لذا در این مقاله سعی شده است تا با رویکردی واقع‌گرا مطابق با بیولوژی و آناتومی اعضای بدن، توزیع دما در انگشت دست به‌عنوان عضوی حساس در مقابل سرما، شبیه‌سازی ‌شده و زمان سرمازدگی موضعی انگشتان دست، تحت شرایط مختلف جوی پیش‌بینی گردد. در این تحقیق از عکس‌های ام‌آرآی به‌عنوان مرجعی مناسب جهت شناسایی بافت‌های نرم، استخوان و رگ‌های خونی انگشتان دست استفاده شده است. روش استخراج مدل سه‌بعدی قابل‌تحلیل از عکس‌های ام‌آرآی یکی از نوآوری‌های این پژوهش محسوب می‌شود. یک مدل حرارتی-سیالاتی کوپل برای شبیهسازی انتقال حرارت در یک انگشت انسان که تحت شرایط سرمایی قرار دارد به خدمت گرفته شده است. اثرات هدایت گرمایی، تولید حرارت متابولیسمی، انتقال حرارت از طریق پرفیوژن خون و انتقال حرارت مابین بافت و رگ‌های بزرگ در معادلات موازنه انرژی لحاظ شده است. شرایط محیطی ازجمله دمای محیط و سرعت وزش باد و همچنین میزان مقاومت حرارتی دستکش به‌عنوان پارامترهای تأثیرگذار بر رفتار حرارتی انگشت دست و پدیده سرمازدگی بررسی و با یکدیگر مقایسه شده است.