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Effect of Depth-Dependent Nociceptor Density on the heat-induced Withdrawal Reflex

Applied Mathematics 2020年第8期11卷 788-824页

作者： Hongyun Wang Wesley A. Burgei Hong Zhou Department of Applied Mathematics University of California Santa Cruz CA USA U.S. Department of Defense Joint Intermediate Force Capabilities Office Quantico VA USA Department of Applied Mathematics Naval Postgraduate School Monterey CA USA

Previously we introduced a concise dose-response model for the heat-induced withdrawal reflex caused by millimeter wave radiation. The model predicts the occurrence of withdrawal reflex from the given spatial temperature profile. It was formulated on the assumption that the density of nociceptors in skin is uniform, independent of the depth. The model has only two parameters: the activation temperature of heat-sensitive nociceptors and the critical threshold on the activated volume for triggering withdrawal reflex. In this study, we consider the case of depth-dependent nociceptor density in skin. We use a general parametric form with a scaling parameter in the depth direction to represent the nociceptor density. We analyze system behaviors for four density types of this form. Based on the theoretical results, we develop a methodology for 1) identifying from test data the density form of nociceptors distribution, 2) finding from test data the scaling parameter in the density form, and 3) determining from test data the activation temperature of nociceptors.

关键词： High-Energy Millimeter Wave Radiation heat-induced pain Depth-Dependent Nociceptor Density In Skin

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