vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2022-49-4-35-44vdgtu-1176Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGМоделирование температурного поля при тепловом воздействии на передний отрезок глазного яблока человекаModeling of the temperature field under thermal action on the anterior segment of the human eyeballЮсуфовШ. А.YusufovSh. A.

Юсуфов Ширали Абдулкадиевич, кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Shirali A. Yusufov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

yshirali@yandex.ruСаркаровТ. Э.SarkarovT. E.

Саркаров Таджидин Экберович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Tadzhidin E. Sarkarov, Dr. Sci. (Eng.), Prof.,  Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

sarkarovta@mail.ruМагомедовД. А.MagomedovD. A.

Магомедов Давуд Ахмеднабиевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры биотехнических и медицинских аппаратов и систем

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Davud A., Magomedov , Dr. Sci. (Eng.), Prof.,  Department of Biotechnical and Medical Devices and Systems

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

kbimais@dstu.ruЕвдуловД. В.EvdulovD. V.

Евдулов Денис Викторович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Denis V. Evdulov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer, Department of  Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

ole-ole-ole@rambler.ruСуракатоваП. Н.SurakatovaP. N.

Суракатова Патимат Нурмагомедовна, студентка

367012, г. Махачкала, пл. Ленина, 1

Patimat N. Surakatova, Student

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

sur71@yandex.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian FederationДагестанский государственный медицинский университетРоссияDaghestan State Medical UniversityRussian Federation2022090220234943544Copyright © Юсуфов Ш.А., Саркаров Т.Э., Магомедов Д.А., Евдулов Д.В., Суракатова П.Н., 20232023Юсуфов Ш.А., Саркаров Т.Э., Магомедов Д.А., Евдулов Д.В., Суракатова П.Н.Yusufov S.A., Sarkarov T.E., Magomedov D.A., Evdulov D.V., Surakatova P.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1176Цель

Цель. Целью исследования является разработка модели для определения  температурного поля глазного яблока человека при тепловом воздействии на его передний отрезок.

Метод

Метод. Разработана модель для определения температурного поля глазного яблока человека при воздействии на его передний отрезок.

Результат

Результат. Получены зависимости температур характерных точек внутри глазного яблока от времени при циклическом воздействии тепловым потоком на его передний отрезок, а также графики распределения температуры вдоль оптической оси глазного яблока  при приложении теплового потока.

Вывод

Вывод. Разработанная модель позволяет учитывать теплофизические характеристики всех основных структур глаза человека, а также показывает эффективность проведения температурного массажа цилиарного тела и хрусталика. 

Objective

Objective. The aim of the study is to develop a mathematical model for determining the temperature field of a human eyeball under thermal influence on its anterior segment.

Method

Method. A mathematical model has been developed to determine the temperature field of a human eyeball when exposed to its anterior segment.

Result

Result. The temperature dependences of characteristic points inside the eyeball on time during cyclic exposure to heat flow on the anterior segment are obtained, as well as graphs of temperature distribution along the optical axis of the eyeball when applying heat flow.

Conclusion

Conclusion. The developed mathematical model allows us to take into account the thermophysical characteristics of all the main structures of the human eye, and also shows the effectiveness of temperature massage of the ciliary body and lens. 

термоэлектрическое устройствоглазное яблоко человекатепловое воздействиематематическая модельчисленный эксперименттемператураthermoelectric devicehuman eyeballthermal effectmathematical modelnumerical experimenttemperatureReferencesАлександров, А.А. Теплотехника / А.А. Александров, А.М. Архаров, И.А. Архаров, [и др.]. - М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. - 880 с.Alexandrov, A.A. Teplotekhnika / A.A. Alexandrov, A.M. Arkharov, I.A. Arkharov, [et al.]. - Moscow: Bauman Moscow State Technical University, 2017; 880 (In Russ).Александров, В.В. Сравнительный анализ технологических преимуществ методов тепло-бальнеотерапии на санаторно-курортном этапе восстановительного лечения / В.В. Александров, В.И. Мизин, В.В. Ежов, О.П. Смолянинова // Курортная медицина. - 2021. - № 1. - С.5-14.Alexandrov, V.V. Comparative analysis of technological advantages of methods of heat and balneotherapy at the sanatoriumresort stage of restorative treatment / V.V. Alexandrov, V.I. Mizin, V.V. Yezhov, O.P. Smolyaninova. Resort medicine. 2021; 1:5-14. (In Russ).Баранов, А.Ю. Перенос теплоты в объекте общего криотерапевтического воздействия / А.Ю. Баранов, Т.А. Малышева, А.В. Савельева, А.Ю. Сидорова // Вестник Международной академии холода. - 2012. - № 2. - С.35-40.Baranov, A.Yu. Heat transfer in the object of general cryotherapeutic influence / A.Yu. Baranov, T.A. Malysheva, A.V. Savelyeva, A.Yu. Sidorova. Bulletin of the International Academy of Cold. 2012; 2:35-40. (In Russ).Боголюбов, В.М. Техника и методики физиотерапевтических процедур / В.М. Боголюбов, [и. др.]. - М.: Бином, 2017. - 464 с.Bogolyubov, V.M. Techniques and methods of physiotherapy procedures / V.M. Bogolyubov, [I. al.]. M.: Binom, 2017;464. (In Russ).Гуляев, А.А. Оформление аппаратно/физиотерапевтических процедур согласно требованиям Минздрава РФ / А.А. Гуляев // Аппаратная косметология. - 2017. - № 1. - С.14-20.Gulyaev, A.A. Design of hardware/ physiotherapy procedures according to the requirements of the Ministry of Health of the Russian Federation / A.A. Gulyaev. Hardware cosmetology. 2017; 1:14-20. (In Russ).Дашевский, З.М. Новое направление применения термоэлектрических преобразователей энергии / З.М. Дашевский, П.П. Константинов, С.Я. Скипидаров // Физика и техника полупроводников. - 2019. - № 7. - С.875-878.6. Dashevsky, Z.M. New direction of application of thermoelectric energy converters / Z.M. Dashevsky, P.P. Konstantinov, S.Ya. Turpentine. Physics and technology of semiconductors. 2019; 7: 875-878. (In Russ).Ежов, В.В. Применение сопочных вод и пелитов грязевых вулканов в санитарно-курортной практике / В.В. Ежов, В.И. Васенко, В.И. Мизин, А.Ю. Царев, Л.Ш. Дудченко, Т.Б. Игнатова // Вестник физиотерапии и курортологии. - 2020. - т.26, № 1. - С.72.Yezhov, V.V. The use of hill waters and mud volcano pelites in sanitary resort practice / V.V. Yezhov, V.I. Vasenko, V.I. Mizin, A.Yu. Tsarev, L.Sh. Dudchenko, T.B. Ignatova Bulletin of Physiotherapy and Balneology. 2020; 26(1):72. (In Russ).Жуков, Н.П. решение задач теплопроводности методом конечных элементов / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, С.С. Никулин, А.О. Антонов. - Томск: ТГТУ, 2014. - 80 с.Zhukov, N.P. Solution of thermal conductivity problems by the finite element method / N.P. Zhukov, N.F. Maynikova, S.S. Nikulin, A.O. Antonov. Tomsk: TSTU, 2014; 80. (In Russ).Зубкова, С.М. Роль тепловой компоненты в лечебном действии физических факторов / С.М. Зубкова // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. - 2011. - № 6. - С.3-10.Zubkova, S.M. The role of the thermal component in the therapeutic effect of physical factors / S.M. Zubkova // Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2011; 6:3-10. (In Russ).Исмаилов, Т.А. Исследование термоэлектрической системы для локального замораживания тканей гортани / Т.А. Исмаилов, О.В. Евдулов, Т.А. Рагимова // Термоэлектричество. - 2015. - № 2. - С.86-94.Ismailov, T.A. Investigation of a thermoelectric system for local freezing of laryngeal tissues / T.A. Ismailov, O.V. Evdulov, T.A. Ragimova. Thermoelectricity. 2015; 2:86-94. .Исмаилов, Т.А. Модель термоэлектрического устройства для теплового воздействия на рефлексогенные зоны / Т.А. Исмаилов, О.В. Евдулов, Н.А. Набиев, С.Г. Магомедова // Медицинская техника. - 2020. - № 1. - С.40-43.Ismailov, T.A. Model of a thermoelectric device for thermal effects on reflexogenic zones / T.A. Ismailov, O.V. Evdulov, N.A. Nabiev, S.G. Magomedova. Medical equipment. 202; 1:40-43. (In Russ).Крайнов, А.Ю. Конвективный теплоперенос и теплообмен / А.Ю. Крайнов, К.М. Моисеева. - Томск: STT, 2017. – 80 с.Krainov, K.M. Moiseeva. Convective heat transfer and heat transfer. Tomsk: STT, 2017; 80. (In Russ).Пат. 2197197 РФ, МКИ A61F7/00. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для теплового воздействия на передний отрезок глазного яблока человека / Т.А.Исмаилов, А-Г.Д. Алиев, Аминова И.Ю. и др. - Заявл. 31.01.2001; Опубл. 27.01.2003.Pat. 2197197 RF, MKI A61F7/00. Thermoelectric semiconductor device for thermal effect on the anterior segment of the human eyeball / T.A.Ismailov, A-G.D. Aliyev, Aminova I.Yu. et al. - Application 31.01.2001; Publ. 27.01.2003. (In Russ).Пономаренко, Г.Н. Восстановительная медицина: фундаментальные основы и перспективы развития / Г.Н. Пономаренко // Физическая и реабилитационная медицина. - 2022. - т. 4, № 1. - С.8-20.Ponomarenko, G.N. Restorative medicine: fundamental foundations and prospects of development. Physical and rehabilitation medicine. 2022; 4(1):8-20. (In Russ).Теория тепломассообмена / Под. ред. А.И. Леонтьева. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. - 464 с.Theory of heat and mass transfer / Edited by A.I. Leontiev. Moscow: Bauman Moscow State Technical University, 2018; 464. (In Russ).Цыганов, Д.И. Криомедицина: процессы и аппараты / Д.И. Цыганов. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2011. - 304 с.Tsyganov, D.I. Cryomedicine: processes and devices. M.: SCIENCE PRESS, 2011; 304. (In Russ).Goldsmid, H.J. Thermoelectric refrigeration / H.J. Goldsmid. - New York: Springer, 2013. - 240 p.Goldsmid, H.J. Thermoelectric refrigeration. New York: Springer, 2013; 240Hu, B. Thermoelectrics for medical applications: progress, challenges and perspectives / B. Hu, X.-L. Shi, Z.-G Chen., J. Zou // Chemical engineering journal. - 2022. - Vol. 437. - P.135268.Hu, B. Thermoelectrics for medical applications: progress, challenges and perspectives / B. Hu, X.-L. Shi, Z.-G Chen., J. Zou . Chemical engineering journal. 2022; 437:135268.Hua, Zhang Effect of Chinese tuina massage therapy on resting state brain functional network of patients with chronic neck pain / Zhang Hua, Chen Hong, Wang Hao, Li Duoduo, Jia Baolin, Tan Zhongjian, Zheng Bin, Weng Zhiwen // Journal of traditional Chinese medical sciences. - 2015. - № 2. - P.60-68.Hua, Zhang Effect of Chinese tuina massage therapy on resting state brain functional network of patients with chronic neck pain / Zhang Hua, Chen Hong, Wang Hao, Li Duoduo, Jia Baolin, Tan Zhongjian, Zheng Bin, Weng Zhiwen // Journal of traditional Chinese medical sciences. 2015; 2:.60-68.Pasquali P. Cryosurgery: а practical manual / P. Pasquali. - New York: Springer, 2015. - 441 р.Pasquali P. Cryosurgery: a practical manual. New York: Springer, 2015; 441.Zaferani, S.H. Thermoelectric coolers as thermal management systems for medical application: design, optimization and advancement / S.H. Zaferani, R. Ghomashchi, M.W. Sams, Z.-G. Chen // Nano energy. - 2021. - Vol. 90. - P. 106572.Zaferani, S.H. Thermoelectric coolers as thermal management systems for medical application: design, optimization and advancement / S.H. Zaferani, R. Ghomashchi, M.W. Sams, Z.-G. Chen. Nano energy. 2021; 90: 106572.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.