Учет неоднородности биологических тканей в задачах управления точечным источником тепла
Автор: Кожобекова П.Ж.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Естественные науки
Статья в выпуске: 6 т.11, 2025 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается задача управления точечным источником тепла с учетом неоднородности биологических тканей, таких как разная теплопроводность и теплоемкость в различных областях. Предложена математическая модель, основанная на уравнении теплопроводности с переменными коэффициентами, и методы численного решения задачи. Особое внимание уделено применению модели в медицинских задачах, таких как гипертермия и лазерная терапия. Результаты работы показывают, что учет неоднородности тканей позволяет повысить точность управления тепловым воздействием и минимизировать повреждение здоровых тканей. Проведены численные эксперименты, демонстрирующие эффективность предложенного подхода. Разработанный метод может быть использован в медицинских приложениях, требующих точного контроля температуры, а также в других областях, связанных с тепловым управлением в неоднородных средах.
Теплопроводность, биологические ткани, управление тепловым источником, гипертермия, численное моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14132778
IDR: 14132778 | УДК: 517.958/517.977 | DOI: 10.33619/2414-2948/115/04
Accounting for the Heterogeneity of Biological Tissues in the Problems of Controlling a Point Source of Heat
The article addresses the problem of controlling a point heat source, taking into account the heterogeneity of biological tissues, such as varying thermal conductivity and heat capacity in different regions. A mathematical model based on the heat conduction equation with variable coefficients is proposed, along with numerical methods for solving the problem. Special attention is paid to the application of the model in medical tasks, such as hyperthermia and laser therapy. The results demonstrate that accounting for tissue heterogeneity improves the accuracy of thermal control and minimizes damage to healthy tissues. Numerical experiments confirm the effectiveness of the proposed approach. The developed method can be used in medical applications requiring precise temperature control, as well as in other fields related to thermal management in heterogeneous media.
