مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارزیابی تجربی عوامل فردی و فیزیولوژیکی مؤثر بر پاسخ حرارتی دست انسان تحت تحریک سرمایی شدید

نویسندگان
1 استاد تمام گروه مهندسی مکانیک- دانشگاه بیرجند
2 عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند
3 دانشگاه بیرجند
چکیده
تحقیق حاضر باهدف بررسی تأثیر هم‌زمان مشخصه‌های فردی و فیزیولوژیکی افراد بر پاسخ حرارتی ناحیه دست تحت اعمال یک تحریک سرمایی شدید صورت پذیرفته است. بر این اساس، پاسخ حرارتی گذرای دستان 89 نفر از دانشجویان پسر با استفاده از تکنیک تصویربرداری ترموگرافی مورد ارزیابی قرارگرفته است. سپس، با به‌کارگیری روش-های تحلیل آماری روابطی تجربی برای تخمین زمان پاسخ حرارتی افراد دارای شرایط فردی و فیزیولوژیکی مختلف توسعه‌یافته است. نتایج نشان داد که از میان 9 پارامتر فردی و فیزیولوژیکی موردبررسی (سن، چربی داخلی، درصد ماهیچه، درصد چربی، شاخص توده بدنی، فشارخون سیستولیک، فشارخون دیاستولیک، ضربان قلب و زمان گرسنگی)، زمان پاسخ حرارتی افراد تنها با چهار پارامتر مستقل چربی داخلی، شاخص توده بدنی، فشارخون سیستولیک و زمان گرسنگی رابطه معنی‌داری برقرار می‌کند. همچنین در تحقیق حاضر، با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره، رابطه‌ای برای تخمین زمان پاسخ حرارتی افراد در برابر تحریکات سرمایی توسعه داده‌شده است. این رابطه نشان می‌دهد که زمان پاسخ حرارتی افراد چاق می‌تواند تا حدود 20 درصد نسبت به افراد لاغر بیشتر باشد. علاوه بر این، نتایج حاکی از آن است که به ازای سپری شدن هر یک ساعت از زمان صرف آخرین وعده غذایی، پاسخ حرارتی بدن افراد حدود 1 درصد کندتر می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Empirical assessment of the individual and physiological factors affecting the thermal response of human hands under intense cold stimulation

نویسندگان English

khalili khalili 1
Atena Ezatian Sarabi 3
1 Professor/Mechanical Eng. Dept-University of Birjand
3 University of Birjand
چکیده English

The present study investigates the thermal response of individuals whose forearms were subjected to severe cold stimulation and how it is influenced by the personal and physiological characteristics. So, the hands’ transient thermal responses of 89 individuals (male) was observed by thermography imaging technique. Then, statistical analysis was employed to establish an experimental relationships to estimate the thermal response time of the subjects with different individual and physiological conditions. The results showed that among the 9 individual and physiological parameters (age, vascular fat, muscle percentage, fat percentage, body mass index, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, heart rate and fasting time), only four independent parameters including internal fat, body mass index, systolic blood pressure and fasting time are significant related to the response time. Also, using multivariate linear regression, a relationship was developed to estimate the thermal response time of the subjects against cold stimulation. This relationship indicates that the response time of the obese can be up to 20% higher than that of the lean subjects. In addition, the results shows that for each one hour after the last meal, the thermal response of the body is slower about 1%.

کلیدواژه‌ها English

Skin thermal response
Cold stimulation
infrared thermography
[1]E. Ring, Pioneering progress in infrared imaging in medicine, Quant.InfraRed Thermography Journal, Vol. 11, No. 1, pp. 57-65, 2014.
[2] E. Ring, K. Ammer, The technique of infrared imaging in medicine, Thermology International, Vol. 10, No. 1, pp. 7–14, 2000.
[3]Y. V. Gulyaev, A. G. Markov, L. G. Koreneva, P. V. Zakharav, Dynamical infrared thermography in humans, IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, Vol. 14, No. 6, pp. 766–71, 1995.
[4]J. Steketee, Spectral emissivity of the skin and pericardium, Physics in Medicine and Biology, Vol. 18, No. 5, pp. 686–94, 1973.
[5] X. Zhang, Z. Li, B. Huang, G. Lin, Z. H. Preliminary Study, IEEE, Vol. 1, No. 4, pp. 1109–10, 2010.
[6]F. Jourdan, D. Ratovoson, V. Huon, A study of heat distribution in human skin: use of Infrared Thermography, EPJ Web of Conferences, Vol. 6, EDP Sciences, 2010.
[7] V. Bernard, E. Staffa, V. Mornstein, A. Bourek, Infrared camera assessment of skin surface temperature: Effect of emissivity, Physica Medica, Vol. 29, No. 6, pp. 583-591, 2013.
[8]N. Bouzida, A. Bendada, X. P. Maldague, Visualization of body thermoregulation by infrared imaging, Journal of Thermal Biology, Vol. 34, pp. 120–126, 2009.
[9]ANSI-ASHRAE 55, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy, American Society of Heating Refregerating and Air-conditioning Engineers, Atlanta, 2013.