Bioısı transferi denkleminin toplu parametre yöntemi ile modellenmesi

İnsan vücudundaki çeşitli sistemlerin analizi de dahil olmak üzere, literatürdeki birçok modelleme çalışmasında kolay uygulanabilirlik yönüyle toplu parametre yöntemi tercih edilir. Ancak, termal dirençler ısı üretimi olan sistemlerde kullanılmadığından, biyoısı transferi modellenmesinde bu yönteminin kullanımı oldukça sınırlıdır. Bu çalışma toplu parametre modellerinin insan vücudundaki biyoısı transferini incelemek için de kullanılabileceğini göstermektedir. Bu amaçla kol, bacak ve kafa modellenerek ve bu bölümlerdeki dokuların sıcaklıkları analitik çözüm, numerik çözüm ve toplu parametre yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Modeller hem dinlenme hem de egzersiz koşulları altında incelenmiştir. Kol, bacak ve başı temsil etmek için sırasıyla 4 katmanlı silindirik ve küresel modeller kullanılmış, bu modeller kan akışı, konveksiyon, radyasyon ve terlemenin etkilerini içerecek şekilde geliştirilmiştir. Analitik yöntem, numerik yöntem ve toplu parametre yöntemi ile elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında dinlenme sırasında kol ve bacak için maksimum hata 0,4°C olarak belirlenmiş olup, egzersiz sırasında ise bu değer 1°C olarak hesaplanmıştır. Baş için hesaplanan hata ise 1,5°C'yi geçmemiştir. Maksimum hatanın gözlendiği dokular kol/bacak ve kafa için sırasıyla yağ ve kemik dokusudur. Deri ve çekirdek vücut sıcaklıkları için bu değer çok daha düşüktür. Yapılan analizlerde, kan akışı, terleme, radyasyon ve konveksiyon gibi farklı sıcaklık dengeleyici sistemlerin etkileri de incelenmiş, kan akışının etkisinin bütün dokularda çok baskın olduğu, ancak diğer mekanizmaların en dıştaki katmanlarda daha etkili olduğu gözlenmiştir. Toplu parametre yöntemi, ileride atımlı kan akışını ve zamana bağlı değişiklikleri de içeren daha karmaşık modellerin incelenmesinde de kullanılabilir. Bu gibi karmaşık sistemler düşünüldüğünde toplu parametre yönteminin analitik ve numerik çözümlerden daha pratik ve avantajlı olduğu söylenebilir.