溫度反饋控制的磁流體熱療儀設(shè)計(jì).pdf

1、腫瘤部位的溫度控制是磁流體熱療中亟待解決的問題。本文以磁納米溫度測量技術(shù)為溫度檢測方法，以磁流體損耗分析為依據(jù)，設(shè)計(jì)了溫度反饋控制的磁流體熱療儀，為腫瘤部位溫度的控制提供了一種全新的解決方案。具體如下:
　　首先，本文在分析損耗機(jī)制的基礎(chǔ)上，證實(shí)磁納米粒子的熱效應(yīng)具有尺寸依賴性的結(jié)論。本文中使用的磁流體所含磁性顆粒為 Fe3O4納米粒子，其均值粒徑為10nm，弛豫產(chǎn)熱是該磁流體升溫的主要機(jī)制。因此，借鑒前人弛豫損耗研究成果，建立了

2、磁流體升溫模型，并通過磁流體升溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性。磁納米粒子熱效應(yīng)的研究為磁流體耗散分析提供了理論依據(jù)，不僅有助于了解磁流體溫度變化規(guī)律，也有助于磁流體熱療裝置的設(shè)計(jì)與熱療所用磁流體的遴選。
　　其次，為精確的測量腫瘤病灶部位的溫度，本文研究了三角波激勵磁場下的磁納米粒子溫度測量原理，提出以重構(gòu)方法獲取溫度反演關(guān)鍵信息——磁納米粒子磁化強(qiáng)度。在磁化強(qiáng)度傅里葉分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)造關(guān)于磁化強(qiáng)度與其諧波信息的重構(gòu)表達(dá)式，通過諧波信息

3、測量實(shí)現(xiàn)磁納米粒子磁化強(qiáng)度的復(fù)現(xiàn)。數(shù)值仿真驗(yàn)證了重構(gòu)方法的原理可行性，且溫度測量精度提高了45倍。在此基礎(chǔ)上，論文進(jìn)一步研究了歸一化磁化強(qiáng)度、粒徑分布、重構(gòu)諧波個數(shù)對溫度測量精度的影響及其作用機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)了三角波激勵磁場下的磁納米溫度測量技術(shù)的優(yōu)化。
　　最后，本文設(shè)計(jì)了溫度反饋控制的磁流體熱療裝置，其使用三角波激勵下的磁納米溫度測量技術(shù)進(jìn)行溫度感知，通過控制磁納米粒子的弛豫產(chǎn)熱量，實(shí)現(xiàn)磁流體的溫度控制。磁流體控溫實(shí)驗(yàn)表明，磁流