Biologie und Medizin

Abstrakt

Thermische Muster in peripheren Regionen der Brust während verschiedener Entwicklungsstadien

Akshara Makrariya und Neeru Adlakha

Hintergrund: Die mathematische Modellierung biothermischer Prozesse wird häufig verwendet, um das quantitative Verständnis des Wärmeregulierungssystems menschlicher Körperorgane zu verbessern. Dieses quantitative Wissen über thermische Informationen verschiedener menschlicher Körperorgane kann für die Entwicklung klinischer Anwendungen verwendet werden. In der Vergangenheit haben die Forscher die Wärmeverteilung in einer halbkugelförmigen menschlichen Brust in Gegenwart eines kugelförmigen Tumors untersucht. Die Form und Größe der Brust sowie des Tumors können ebenfalls die Wärmeverteilung beeinflussen, was schwerwiegende Auswirkungen auf die Thermografie haben kann. In der vorliegenden Arbeit wird ein Modell thermischer Störungen in peripheren Regionen einer ellipsoiden Brust für einen zweidimensionalen stationären Fall vorgestellt. Die Modellstudie wird biomedizinischen Wissenschaftlern wichtige Erkenntnisse über thermische Veränderungen liefern, die aufgrund der Form und Größe der Brust auftreten und die die Entwicklung von Thermografieprotokollen für die Diagnose und Behandlung von Tumoren in der weiblichen Brust beeinflussen können. Methode: Wir haben die wichtigen Parameter wie Blutfluss, Stoffwechselaktivität und Wärmeleitfähigkeit in das Wärmemodell für normales und bösartiges Gewebe aufgenommen. Die kontrollierte Stoffwechselaktivität wurde für normales Gewebe aufgenommen. Die peripheren Regionen der Brust sind in drei Hauptschichten unterteilt, hauptsächlich Epidermis, Dermis und subdermales Gewebe. Es wird angenommen, dass die Außenfläche der Brust der Umgebung ausgesetzt ist und der Wärmeverlust durch Leitung, Konvektion, Strahlung und Verdunstung erfolgt. Zur Erlangung der Lösung wird der Ansatz der finiten Elemente verwendet. Ergebnisse: Durch Auswahl geeigneter Modellparameter haben wir die räumlichen Wärmeschwankungen in unterschiedlichen Stadien der Brust je nach ihrer Form gezeigt, die durch das vorgeschlagene Modell reproduziert werden konnten. Schlussfolgerungen: Das vorgeschlagene Modell wurde erfolgreich eingesetzt, um die Auswirkungen unterschiedlicher Größen und Formen in den Randbereichen einer elliptisch geformten Frauenbrust zu untersuchen. Das vorgeschlagene Modell ist in Bezug auf Form und Größe der Frauenbrust realistischer als frühere in der Literatur beschriebene Modelle. Die Änderungen der Steigung der Wärmekurven an den Verbindungsstellen verschiedener Randschichten sind auf die inhomogene Natur des Bereichs zurückzuführen.