一个三维整体身体的人体热调节模型，以模拟手脚的冷诱导血管扩张

人体对类似北极环境的冷诱导血管扩张（CIVD）反应有助于延迟或防止四肢（如手和脚）的冷损伤。为了更全面地预测这些身体区域对冷应激的热反应，我们在之前开发和验证的解剖学上精确的三维整体身体热调节模型基础上，结合了一种新的CIVD机制现象学公式。在这个公式中，我们仅仅通过确定皮肤与周围环境之间的热量交换来调节从身体核心到外周区域的循环血管扩张和收缩热血流，并在核心体温降至36.5 °C时将其停用。总的来说，我们利用涉及153名独特男受试者、暴露于10种不同实验条件的八项独立研究，对模型进行校准和验证，包括全身冷空气暴露以及手脚的空气暴露和冷水浸泡。在加入CIVD后，模型预测一般在皮肤温度上产生了<3.0 °C的均方根误差（RMSE），这相比于我们不考虑CIVD时，减少了多达3.6 °C。类似地，CIVD的纳入使得预测值在测得数据的两个标准误差范围内的比例提高了最多63%。模型预测的核心体温RMSE为<0.2 °C。该模型可用于提供指导，降低在极冷环境中长期暴露时冷相关伤害的风险。