ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Нагрев кожи мыши под действием импульсного электрического поля

медицина, электропорация, теплопередача, температура

Тип задачи:
Плоско-параллельная связанная задача электрического поля постоянных токов и нестационарной теплопередачи.

Геометрия:

heating_mice_skin_model_r

Дано:
Задача-источник: задача электрического поля постоянных токов
Потенциал правого электрода: U = 0 В
Потенциал левого электрода: U = 5.9 В
(потенциал рассчитан как среднее значение импульсного напряжения амплитудой 1000 В).

Электропроводности слоев кожи: в левом столбце значения до электропорации**, в правом - после электропорации

γ, См/м γожог, См/м
Роговой слой 1.25e-5 0.5
Эпидермис 0.2 0.8
Дерма 0.2 0.8
Мышцы 0.4 1
Подкожный слой 0.02 0.2

Задача нестационарной теплопередачи:
Температура кожи: 37 °C (310 K)
Окружающий воздух: 25 °C (298 K), коэффициент конвекции: 5 Вт/(К·м²)

Начальные условия для задачи нестационарной теплопередачи (задача стационарной теплопередачи):
Температура кожи: 37 °C (310 K)
Температура электродов: 30 °C (303 K)
Окружающий воздух: 20 °C (293 K)

Задание:
Известно, что электропорация при указанных параметрах импульсного напряжения оказывает дезинфицирующее действие на зараженную ткань. Рассчитать распределение температуры в слоях кожи мыши под действием импульсного электрического поля и убедиться в том, что действие электропорации носит нетепловой характер.

Решение:
Электрическое поле приложено к обожженному участку кожи мыши с помощью электродов. Электропроводности слоев кожи между электродами и вне их разные, так как электропорация влияет на электропроводность.

Результаты:
Распределение температуры в слоях кожи мыши:

Результаты показывают, что действие электропорации вызвано не повышением температуры, и в её основе лежит другой принцип.

** Статья "Электропорация" на Википедии

  • Видео: Моделирование методов ожоговой терапии в ELCUT.
  • Скачать файлы задачи

    ELCUT 6.4. Обзор возможностей 3D анализа