磁性液體熱療中溫控系統(tǒng)的理論研究與設(shè)計實現(xiàn).pdf

1、磁性液體熱療是一種利用交變磁場誘導(dǎo)感應(yīng)升溫來進(jìn)行腫瘤治療的新興療法。它的原理是通過加熱導(dǎo)入組織內(nèi)部的磁性液體來加熱組織，使組織內(nèi)部溫度升高到既能殺死腫瘤細(xì)胞，而又不破壞正常組織的特定范圍，達(dá)到腫瘤治療的要求。而實現(xiàn)磁性液體溫度精確控制，一直以來都是熱療研究的一個難點(diǎn)。磁性液體熱療還要求實現(xiàn)43℃恒溫控制，即將病灶區(qū)溫度加熱至43℃左右并持續(xù)一段時間。溫度是影響磁性液體熱療效果最重要的因素，因此研究一個可靠的、高精度的溫度控制系統(tǒng)是磁性液

2、體熱療的重要研究內(nèi)容。本文提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-PID算法的磁性液體熱療溫度控制系統(tǒng)，并對其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了研究。
　　首先，通過分析磁性液體熱療理論和溫度控制的相關(guān)技術(shù)，確定磁性液體熱療的被控對象具有非線性、大滯后性和難建模的特點(diǎn)。因此，本文結(jié)合PID、模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的優(yōu)點(diǎn)，選用了適用于磁性液體熱療的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-PID控制算法，通過對磁場發(fā)生裝置的逆變電路輸出功率的控制，實現(xiàn)腫瘤熱療閉環(huán)控制。通過MATLAB仿真實

3、驗，對本文提出的控制算法進(jìn)行研究，實驗結(jié)果表明，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-PID控制算法具有良好的自學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)性，可以精確地控制與保持熱療溫度。
　　其次，根據(jù)磁性液體熱療的治療效果要求，采用上位機(jī)、下位機(jī)兩級控制方式。先設(shè)計了溫度控制系統(tǒng)的功能電路，接著搭建了溫度采集電路、溫度實時顯示平臺，最后編寫了相應(yīng)的程序，對系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。上位機(jī)主要實現(xiàn)溫度實時顯示功能，下位機(jī)以單片機(jī)為核心，實現(xiàn)產(chǎn)生交變磁場、溫度采集、數(shù)模轉(zhuǎn)換等功能。