生物体内的血液流动换热在维持体温恒定和控制体温方面起着至关重要的作用.本文基于Pennes生物传热方程建立了活体组织表面绝热条件下的生物热物理模型,通过求解得出体表稳态温度与组织内动脉血温度及其他物性之间的理论关系式,并经合理简化得出表面绝热条件下皮表稳态温度即为生物传热方程中采用的动脉血温度的结论.在此基础上,建立动脉血温度无损测量实验系统,采用该系统对人体小臂、上臂、大腿与小腿等部位进行了测量.实验结果表明,这些部位靠近组织表面的动脉血温度低于体核温度1～1.5℃,并且随部位不同而变化.
由于人体组织中存在血液对流传热和代谢产热,当皮肤表面绝热后,皮肤表面的温度将上升,体表温升值是人体组织中血液灌注率和动脉血温度的函数,根据实际测量的体表温升与时间的关系就可以测出活体组织的血液灌注率和动脉血温度.根据一维Pennes生物传热方程,推导出了体表绝热后人体组织中及皮肤表面温度分布的解析解,并对人体组织中的血液灌注率及动脉血温度进行了实验测量.由于测量过程中利用的只是皮肤表面的温度信息,无须引入外加热源,对人体组织完全不会造成损伤,亦避免了干扰人体组织的正常生理状态,整个测量系统也比较简单.
