[發明專利]基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法與裝置

有效

• 申請號: 201710908792.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107802243B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李凱揚
• 申請（專利權）人: 武漢昊博科技有限公司
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平;馮超

1.一種基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)利用紅外CCD探測器獲取生物體表面溫度分布數據；

2)將步驟1)獲取的生物體表面溫度分布數據帶入體表二維溫度分布的表達式中，進行溫度數據擬合獲得生物體內部各點的熱源強度值q_i(x_i,y_i,h_i) (i＝1,2,3…n)，即生物體內部熱源強度分布信息；

其中，體表二維溫度分布的表達式為：

式中，T(x，y)為生物體表面(x，y)處的溫度值，x和y分別為生物體表面任意一點的坐標值，x_i，y_i和h_i為生物體內部第i個熱源的坐標值，且h_i為第i個熱源的深度值，q_i(x_i,y_i,h_i)為第i個熱源的強度值，k為生物組織的熱傳導系數，T₀為環境溫度；

3)將步驟2)得到的生物體內部各點的熱源強度值q_i(x_i,y_i,h_i) (i＝1,2,3…n)帶入體內三維溫度分布的表達式中，即獲得了生物體內部的三維溫度分布信息；

其中，體內三維溫度分布的表達式為：

式中，T(x，y，z)為生物體內部(x，y，z)處的溫度值，x，y和z為生物體內部任意一點的坐標值，x_i，y_i和h_i為生物體內部第i個點熱源的坐標值，且h_i為第i個熱源的深度值，q_i(x_i,y_i,h_i)為第i個熱源的強度值，k為生物組織的熱傳導系數，T₀為環境溫度。

2.根據權利要求1所述基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法，其特征在于：所述步驟2)和步驟3)采用點熱源模型得到生物體內部熱源強度分布信息和生物體內部的三維溫度分布信息；生物體內部的熱源由均勻分布的點熱源組成，實際生物體的溫度場由無限多個均勻分布的點熱源傳熱形成溫度場的疊加而成。

3.根據權利要求1所述基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法，其特征在于：所述步驟2)中，擬合的方法為洛倫茲線型擬合。

4.根據權利要求1所述基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法，其特征在于：所述步驟2)中，生物體熱源在體表形成的二維溫度分布由點熱源形成的二維溫度分布疊加而成，

生物體熱源在體表形成的二維溫度分布表達式，即：

由點熱源形成的體表二維溫度分布疊加而成，點熱源在體表形成的二維表面溫度分布為：

5.根據權利要求1所述基于點熱源模型的生物體內部熱源強度和溫度分布的分析方法，其特征在于：所述步驟3)中，生物體熱源在體內三維溫度分布由點熱源形成的三維溫度分布疊加而成，

生物體熱源在體內三維溫度分布表達式，即：

由點熱源形成的體內三維溫度分布疊加而成，點熱源在體內形成的三維溫度分布的表達式為：