異向介質(zhì)在微波熱療中的應(yīng)用研究.pdf_第1頁(yè)
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1、異向介質(zhì)是一種等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)的人工介質(zhì),在無(wú)損探測(cè)、微波器件設(shè)計(jì)、隱身材料設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。由于其具有獨(dú)特的聚焦特性,異向介質(zhì)可望在腫瘤的微波熱療中獲得良好的應(yīng)用。本文主要針對(duì)異向介質(zhì)微波熱療中的一些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,主要的研究工作和成果包括:
  針對(duì)分布面積較大、形狀復(fù)雜的淺表腫瘤,提出基于異向介質(zhì)平板透鏡的多源聯(lián)合加熱方案。通過(guò)對(duì)熱療性能進(jìn)行理論分析和數(shù)值仿真,確定了多個(gè)源實(shí)現(xiàn)聯(lián)合加熱的條

2、件。進(jìn)一步通過(guò)合理地調(diào)控源的分布、幅度及相位,可獲得與腫瘤形狀、姿態(tài)吻合的加熱區(qū)域,實(shí)現(xiàn)適形熱療。
  針對(duì)發(fā)于頸部、四肢的淺表腫瘤,平板透鏡適用性較差,提出采用異向介質(zhì)柱面透鏡的多源聯(lián)合加熱方案。根據(jù)柱面異向介質(zhì)透鏡的不同聚焦機(jī)制,給出了相應(yīng)的淺表腫瘤適形熱療的微波源配置方案。
  深入探討了低損耗傳輸線型異向介質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理,并通過(guò)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)了兩款異向介質(zhì)結(jié)構(gòu)單元,分別用于構(gòu)造具有高、低等效折射率的平板透鏡。進(jìn)一步,

3、針對(duì)微波熱療系統(tǒng)中散熱水層引入強(qiáng)反射并導(dǎo)致異向介質(zhì)透鏡聚焦性能下降的問(wèn)題,提出異向介質(zhì)透鏡——循環(huán)水層一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)具有部分液基的異向介質(zhì)透鏡,在實(shí)現(xiàn)散熱的同時(shí),保證熱療性能。
  通過(guò)制備所設(shè)計(jì)的傳輸線型平板透鏡,搭建相應(yīng)的聚焦實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),采用雙源實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了我們提出的熱療方案及微波源配置方案有效性。進(jìn)一步,對(duì)部分液基異向介質(zhì)透鏡的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后,采用折射率較高的單平板異向介質(zhì)透鏡,搭建了單微波源熱療驗(yàn)證試驗(yàn)系

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