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磁流体应用于热疗的磁场分析与实验研究-电气工程专业论文
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师签名: 才队乞 日期:201\ . \2
河北工业大学硕士学位论文
河北工业大学硕士学位论文
磁流体应用于热疗的磁场分析与实验研究
摘要
磁流体热疗(MFH)技术是新近发展起来的治疗肿瘤的一种热疗方法。癌变的肿瘤细 胞耐热能力极差,温度高于 41℃时肿瘤细胞就会受到损害。磁流体具有超顺磁性,在交 变磁场的作用下会生热,磁流体热疗就是利用磁流体的这一特性,将磁流体导入肿瘤组织, 然后外加交变磁场,由磁流体的升温带动肿瘤组织的升温,从而达到热疗的目的。
本文探究了磁流体热疗(MFH)的原理,从微观角度解释了磁流体在一定的交变磁场 作用升温的机制,并从耗散功率出发,推导出磁流体热疗所需的温度与交变磁场磁场强度 的对应关系,以此磁场强度值为依据,设计磁流体热疗用的交变磁场装置。设计的交变磁 场发生装置,其铁芯结构分为平面端面和棱台端面两种,利用有限元分析方法,对两种结 构的交变磁场装置均进行了磁场分析。进行了磁流体热疗的体外实验,得出磁流体在体外 的升温速率为 0.125℃/min,能够升高到热疗所要求的温度。利用单片机 AT89C51,编程 设计了磁流体热疗(MFH)的温度控制系统,在热疗过程中温度过低或过高时,温度控制 系统工作,使温度始终维持在热疗所需的温度范围内。
关键词:磁流体,热疗,磁场分析,耗散功率,温度控制
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MAGNETIC FIELD ANALYSIS AND EXPERIMENTAL STUDY OF MAGNETIC LIQUID USED TO HYPERTHERMIA
ABSTRACT
Magnetic liquids hyperthermia (MFH) is one of the new tumor treatment technology. Tumor cells have poor ability to heat, and can be damaged when temperature is higher than 41℃. Magnetic liquids appear to be super paramagnetic, and due to the unique quality of the magnetic liquids it can be used in hyperthermia. The magnetic liquids can be evenly distributed in the tumor organization. By adding alternating magnetic field, the energy of the magnetic field is absorbed by magnetic particles, therefore producing heat effects.
In this paper, we mainly study the effect of the alternating magnetic field on the magnetic liquids when magnetic liquid applies to hyperthermia. And starting form the power dissipation, we derive the corresponding relationship of the temperature required for MFH and the alternating magnetic field strength, and we design the alternating magnetic field device of MFH.Alternati
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