基于組織光學(xué)方法的生物體導(dǎo)熱系數(shù)研究.pdf

1、本文運用跨學(xué)科的研究方法，進行了舌體導(dǎo)熱系數(shù)實驗與計算的研究。這是生物傳熱學(xué)領(lǐng)域眾所關(guān)心的課題之一，同時也是從熱科學(xué)的角度研究中醫(yī)舌診機理必須解決的一個重要問題。研究的內(nèi)容，基于組織光學(xué)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，設(shè)計一種新的導(dǎo)熱系數(shù)測量方法，不以導(dǎo)熱微分方程和導(dǎo)熱系數(shù)的表達式為依據(jù)，只需借助與導(dǎo)熱系數(shù)相關(guān)的某些參量，應(yīng)用數(shù)值模擬的方法獲得導(dǎo)熱系數(shù)。 應(yīng)用FT-IR光譜儀和雙積分球測量系統(tǒng)設(shè)計實驗，獲得不同條件下生物體的組織光學(xué)特性參數(shù)

2、。將組織光學(xué)特性參數(shù)的實驗數(shù)據(jù)和熱物性參數(shù)的經(jīng)典數(shù)據(jù)，共同作為構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。即將吸收系數(shù)、散射系數(shù)、各向異性因子定義為輸入變量，將相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)定義為目標(biāo)變量，按照選取的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，利用其仿真特性得到生物體導(dǎo)熱系數(shù)。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可以構(gòu)建組織光學(xué)參數(shù)與生物熱物性參數(shù)之間的非線性映射。由實驗及計算可知，豬舌溫度20℃，其導(dǎo)熱系數(shù)的平均值為0.68W/(m·K)，在10℃至2

3、5℃的溫度范圍內(nèi)，舌體導(dǎo)熱系數(shù)變化不大，約從0.67W/(m·K)變化至0.68W/(m·K)，溫度對豬舌導(dǎo)熱系數(shù)的影響不明顯；豬舌縱向截面的導(dǎo)熱系數(shù)略高于橫向截面的導(dǎo)熱系數(shù)，說明由舌中向舌兩側(cè)的導(dǎo)熱導(dǎo)熱性能優(yōu)于由舌根到舌尖的導(dǎo)熱性能，這種微觀的差異用傳統(tǒng)的實驗方法是無法了解的，而且從實驗數(shù)據(jù)上證實生物組織屬于各項異性物質(zhì)。 本文的創(chuàng)新點在于，利用組織光學(xué)的方法間接獲得生物體熱物性參數(shù)，使組織光學(xué)領(lǐng)域和工程熱物理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)成功交叉