血流调节对皮肤温度波动影响的模型和实验研究

来源 :2017中国生物材料大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhut2009
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  微循环是血液和组织间发生物质交换的主要场所.许多疾病,如:糖尿病和心血管疾病都伴随有微循环障碍.研究表明,内皮,神经及肌源性调节会引起血管产生周期振荡运动,糖尿病状态下,血管振荡特性减弱.末梢皮肤温度在血流影响下也存在类似波动特征[1],但由于皮肤温度还受组织代谢,导热,环境等因素影响,血流对温度波动的影响还有待进一步研究.本演讲将介绍我们在微循环热检测方面的研究进展.首先介绍热波在皮肤组织中传递的一维模型分析.模型中假定在皮下2mm 处有一小动脉并提供波动血流,微血管结构的影响反映在有效热传导率中.模拟结果表明,低频热波信号较高频信号衰减较慢,低频信号更适合于热检测方法.当小动脉血流波动幅值和有效热导率减少时,皮肤温度波动幅值减小,说明小动脉调节和微血管结构变化对皮肤温度信号有影响.同时,皮肤组织还会影响热波传递的相位.第二部分将介绍小动脉内皮舒张调节的模型分析[2].基于连续介质假设,建立了管径的NO 产生,扩散传输及动力学反应模型以及平滑肌细胞内Ca2:和磷酸化肌球蛋白浓度的动力学反应模型;同时考虑管壁的粘弹性和平滑肌主动张力变化,建立了血管径向运动的一维模型.模型分析结果表明,内皮调节引起的血管舒张对维持壁面剪切力基本稳定起重要作用.血流量的变化会引起内皮舒张因子NO 浓度和血管管径的振荡变化,这是由内皮调节对壁面剪切力的反馈控制引起,它构成了一个振荡稳态系统.最后介绍皮肤温度信号与血流相关性的实验研究.利用激光多普勒血流仪和热电偶测得手指血流和皮肤温度在对侧手冷水刺激和反应性充血实验中随时间的变化,通过小波变换分析了血流和皮肤温度信号在内皮,神经和肌源性频段的相关性.结果表明,血流和温度信号在这些频段均有一定相关性,且内皮调节频段的波动相关性最高,平均波动相关系数超过0.5,说明皮肤温度的低频波动能够反映微循环血流调节活动.
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