糖尿病等疾病在临床上有监测与评估微循环功能的需要。为了克服常见的基于多普勒效应、干涉等原理的测量手段在跨样本对比上的先天不足,许多研究者从热分析的角度提出了不同结构的装置与不同的分析方法,但其关键因素却少有分析。为了验证热响应分析方法测量皮下血流的可行性、研究影响其准确性的关键因素,本研究设计并制作了一款低成本的加热测温装置。该装置包括可贴敷于皮肤表面的柔性测温片与可编程控制的电路板等组件,根据设计的程序进行加热控制与温度测量。柔性测温片上搭载有5颗高精度温度传感器,能以12.5次每秒的采样速率测量皮肤温度。本研究使用二维稳态传热数值计算与一维线搜索方法,根据所得糖尿病患者与健康人的测量数据,对比了加热前后的平均血液灌注率的变化情况。结果发现两组在加热时的血流强度与加热后的血流强度之比均大于1,但糖尿病组的这一比值要相对更小,说明糖尿病患者在受加热刺激后平均血流恢复得更慢。使用瞬态传热计算从温度数据中恢复随时间变化的血流信号则面临更多困难。除了瞬态计算带来的更大的计算资源需求外,严重不适定的热传导反问题对实验数据的误差也更为敏感。为了克服这两点,本研究使用编译优化、并行技术缩短了计算时间,并对实验数据的误差进行了估计和消除。根据传热计算-优化调参的框架,从水袋加热实验的数据中成功获取了前述柔性测温片的物性。在对比了优化方法的种类、传热模型的复杂度对匹配效果的影响后发现,要成功地应用传热计算-优化调参这一方法,从实验数据中恢复热物性与边界条件信息,需要兼具符合物理过程的传热模型与合适的优化方法。这对于使用热响应分析方法推算皮下血流在时间和空间上的分布、实现微循环功能评定的目标,是至关重要的。这些工作揭示了热响应分析具有的巨大研究潜力,为其在微循环血流评价中进一步的应用提供了技术支撑。