腫瘤熱療儀的溫控技術(shù)研究.pdf

1、熱療是繼手術(shù)、放射治療、化學(xué)治療和免疫療法之后的第五種治療腫瘤的新方法,其原理是利用加熱的方法來治療腫瘤,使腫瘤組織上升到有效治療溫度,并維持一定的時間,以達(dá)到使腫瘤消融的目的。熱療能夠有效地殺傷惡性腫瘤細(xì)胞,提高病人的生存質(zhì)量,延長病人的生命,而且與放療、化療產(chǎn)生互補(bǔ)的作用。
　　加溫的治療效果與溫度、作用時間有著密切關(guān)系,癌細(xì)胞對溫度極其敏感。因此,熱療中的溫度測控有著十分重要的意義,可以說,熱療中能否準(zhǔn)確測溫和精確控溫是取得

2、療效的一個關(guān)鍵問題。
　　熱電偶冷端補(bǔ)償方法通常主要單獨采用硬件進(jìn)行補(bǔ)償,存在電路復(fù)雜的缺點,本課題研究了熱電偶冷端補(bǔ)償方法,利用PN結(jié)的溫度特性設(shè)計了補(bǔ)償電路,并結(jié)合算法補(bǔ)償,不僅簡化了電路而且實現(xiàn)了精確測溫。熱療溫度控制對象存在純滯后特性,本文針對該特性,在Smith預(yù)估器的基礎(chǔ)上,用模糊控制方法調(diào)整改進(jìn)型Smith預(yù)估器的濾波時間常數(shù),使其隨被控對象參數(shù)的變化而變化。并結(jié)合模糊PID控制與自適應(yīng)Smith預(yù)估控制給出一種模糊

3、Smith智能控制方法。在前人分析的生物熱傳遞方程的基礎(chǔ)上,建立一種典型的熱療數(shù)學(xué)模型。通過對該模型進(jìn)行Matlab仿真研究,結(jié)果表明模糊Smith智能控制方法改善了控制性能,使溫度控制系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾性得到了顯著提高。
　　在仿真研究的基礎(chǔ)上,以C8051F340單片機(jī)為核心微控制器設(shè)計了嵌入式熱療溫度控制系統(tǒng)。雖然C8051F340已集成A/D轉(zhuǎn)換功能,但其分辨率只有十位。為提高測溫精度并降低成本,選用了帶串行SPI接口的