مدلسازي اثرات عوامل فردي بر دماي موضعي بدن با توسعه يك مدل گرما تنظيم چند بخشي فردي

Modeling the effects of individual parameters on local body temperature by developing an individualized multi-segment thermoregulatory model

مدل‌هاي گرما تنظيم مبتني بر عملكرد حسگرهاي حرارتي پوستي به دليل نزديكي به فيزيك حاكم بر درك حرارتي بدن در سال ­هاي اخير مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بر همين اساس، مدل‌هاي زيادي از جمله مدل‌هاي STB، ITB، MSTB و JOSTB براي ارزيابي شرايط حرارتي بدن ارائه شده است. در تحقيق حاضر و در راستاي تكميل پژوهش‌هاي پيشين، يك مدل فردي-بخشي (IMTB) معرفي شده‌است. مدلي كه علاوه بر پيش‌بيني دماي بخش‌هاي مختلف، تاثير عوامل فردي مانند قد، وزن، سن، جنسيت و شاخص توده بدني بر دماي موضعي و كلي بدن را ارزيابي مي‌كند. در اين تحقيق بدن از 17 بخش، 3 لايه و سيستم گردش خون متشكل از سرخرگ، سياهرگ و سياهرگ‌هاي سطحي تشكيل و تأثير عوامل فردي بر پارامترهاي فيزيولوژيكي و سازوكارهاي انتقال و گرما تنظيم بدن بررسي شده‌است. همچنين، در نهايت صحت عملكرد مدل جديد براي پيش‌بيني دماي موضعي و ميانگين پوست با نتايج آزمايشگاهي مختلف مورد اعتبارسنجي قرارگرفته است. نتايج نشان مي‌دهد مدل توسعه‌يافته جديد ضمن درنظر گرفتن شرايط فردي، توانايي قابل‌قبولي در تخمين دماي بدن دارد و مي ­تواند دماي بخش ­هاي مختلف بدن را با متوسط خطاي 0/4 درجه سلسيوس پيش­بيني نمايد.

Thermoregulatory models based on thermoreceptors have attracted the attention of researchers in recent years due to their conformity with the basis of human thermal perception. For this reason, various models have been presented such as STB, ITB, MSTB and JOSTB. In the present study and in continuation of previous studies, an individual multi-segment thermoregulatory bioheat (IMTB) model has been introduced which can evaluate the temperature of various segments of the body by considering the effects of individual parameters such as height, weight, age and gender. In this study, the body is subdivided into 17 segments, 3 layers and the blood circulatory system consists of arteries, veins and superficial veins. Also, the effects of individual parameters on physiological parameters, thermoregulatory mechanisms and heat transfer of the body have been investigated. Finally, the performance of the new model in predicting local and mean skin temperature was validated against different experimental data. The results indicate that by considering the individual parameters, the new model can precisely predict the local skin temperature with mean absolute error of 0.4℃.