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.燕 山 大 学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称： 学 院： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 填写日期： 一、任综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义肿瘤热疗是一种以物理方法加热人体，促使肿瘤细胞凋亡的治疗手段，已经成为继手术、放疗、化疗、免疫疗法之后的第五大癌症治疗手段。肿瘤组织与正常组织内部结构的显著区别是肿瘤热疗的生理学基础：肿瘤组织内部血管扭曲扩张、血流阻力大、易于形成血栓、闭塞；毛细血管壁十分脆弱，承压下易于破裂；血管神经感受器不健全，对温度变化反应迟钝，因此，肿瘤热疗已经成为人们关注焦点。早在1950年代，Gilchrist[20]等人就利用磁性微粒进行肿瘤热疗方面的研究，他 们将 Fe2O3注射到病患的淋巴结中，在外部交流磁场持续作用下，病灶部位在 3 分 钟内升高了14℃，实现了病灶部位的局部热疗。随后的三十年里，缺乏现代化的仪 器与科学的研究方法致使实验进展缓慢，直至1980年代，大量的随机临床试验在欧洲的展开为磁性热疗积攒了海量的医学以及物理学经验，通过对临床数据、生物数 据、物理规律的共同研究，磁性热疗展现出前所未有的魅力。综上所述，随着磁致热疗研究工作的开展，人们发现除了磁致热疗本身的治疗作用，它还可以作为辅助治疗增强放疗、化疗效果，同时又与基因治疗、药物传输等生物医学课题与其有着诸多联系。随着磁性介质热效应以及新兴纳米尺度温度测 量方法研究的逐步深入，磁致热疗或将在未来成为癌症治疗的首选方案二、研究的基本内容，拟解决的主要问题针对现阶段肿瘤磁热疗中温度不能精确感知、精确控制的问题，利用磁流体在三角波磁场激励下的温度敏感的磁化特征，所做的构建具有温度反馈控制的磁流体热疗仪的研究。从磁流体的磁化特性出发，构建了基于弛豫现象的磁流体热力学模型，开发基于磁化强度谐波重构的三角波磁流体测温平台，并据此初步实现了磁流体射频加热中的温度反馈控制，建立 了完整的加热-测温-控温肿瘤磁热疗闭环系统，针对现阶段肿瘤磁热疗中温度不能精确感知、精确控制的问题，利用磁流体在三角波磁场激励下的温度敏感的磁化特征，所做的构建具有温度反馈控制的磁流体热疗仪的研究。本文从磁流体的磁化特性出发，构建了基于弛豫现象的磁流体热力学模型，开发了基于磁化强度谐波重构的三角波磁流体测温平台，并据此初步实现了磁流体射频加热中的温度反馈控制，建立 了完整的加热-测温-控温肿瘤磁热疗闭环系统三、研究步骤、方法及措施首先了解肿瘤热疗的基本原理，总结了常用治疗手段的局限性，并提出一种无创、靶向的磁流体热疗方案。着重分析了磁流体热疗的基本原理、优势特点、研究现状，指出温度的精确测量与控制是磁流体热疗中亟待解决的问题。最后通过 分析国内外的研究现状来说明磁流体热疗的应用前景。 其次较全面了解磁性材料的损耗机制，指出磁纳米粒子热效应具有尺寸依赖性，而磁纳米粒子产热的主要机制是弛豫效应；然后，借鉴已有磁流体弛豫损耗研究成果，进一步建立了磁流体升温模型；最后，结合磁流体升温模型对磁流体升温实验数据进行了分析，并总结了实际状况下的磁流体温度变化规律。 然后在三角波激励磁场下，磁纳米粒子温度测量的基本原理和温度反演算法；然后在磁纳米粒子磁化强度傅里叶分析的基础上，优化温度反演算法，并在数值仿真的基础上比较了优化前后反演算法的优势和劣势；最后，结合数 值仿真和实验分析三角波磁纳米粒子测温精度影响因素及其作用机制。 最后了解磁流体热疗仪中交变磁场发生装置的选型原则，然后从机械设计、电路设计、软件设计三个方面分别展开，详细介绍磁流体热疗仪的整 体设计，最后通过详实的实验数据分析了磁流体热疗仪的温度控制效果。 总结研究成果，对其中存在的问题以及该装置未来的发展进行 展望。 四 、研究工作进度1-4周，收集了解相关知识，进行模拟操作5-9周，进行软硬件设置，五、主要参考文献14] 王晶, 徐玉清,王文秀. 磁性纳米粒子及其在生物医学中的应用进展. 药物生物 技术, 2007, 刘皈阳. 磁流体在肿瘤热疗中的应用及研究进展. 中国药物应用与监测, 2007, 王煦漫, 古宏晨, 杨正强, 等. 磁热疗用 Fe3O4 在交变磁场中的热效应. 上海交 通大学学报, 2005李贵平, 张辉,汪勇先. 纳米微粒磁性靶向热疗作用的应用研究(文献综述). 放射 免疫学杂志, 2006, 19: 52-53 贾 秀 鹏. 磁 流 体 在 肿 瘤 学 治 疗 领 域 的 应 用 进 展.