磁介導(dǎo)腫瘤熱療控制系統(tǒng)研究.pdf

1、腫瘤局部熱療是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，而磁介導(dǎo)腫瘤熱療是其中研究的熱點(diǎn)，本文控制系統(tǒng)是該技術(shù)進(jìn)行安全、有效控制加溫，殺傷腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵，涉及到生物醫(yī)學(xué)、檢測(cè)控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)理論和技術(shù)。 本課題來(lái)源于廣東工業(yè)大學(xué)承擔(dān)的2004年國(guó)家自然基金項(xiàng)目“交變磁場(chǎng)中金屬粒子誘導(dǎo)腫瘤熱療新方法的研究”。針對(duì)目前正在研發(fā)的磁介導(dǎo)腫瘤熱療設(shè)備，研究能滿足其安全、有效工作的控制系統(tǒng)，并在已研發(fā)的第一代熱療樣機(jī)上進(jìn)行了相關(guān)控制實(shí)驗(yàn)。

2、 磁介導(dǎo)腫瘤熱療及控制技術(shù)相關(guān)理論是該控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其中溫度的檢測(cè)和控制是其關(guān)鍵。論文介紹麥克斯韋方程組、生物熱傳導(dǎo)Pennes方程以及溫度、磁場(chǎng)的測(cè)控理論，確定適合該控制系統(tǒng)的最佳檢測(cè)方法。根據(jù)檢測(cè)腫瘤組織的溫度，采用適合本文純滯后系統(tǒng)的控制算法，通過(guò)對(duì)感應(yīng)加熱電源輸出功率的控制，從而實(shí)現(xiàn)了腫瘤組織溫度的閉環(huán)控制。 根據(jù)測(cè)控理論基礎(chǔ)和相關(guān)加熱設(shè)備需求等分析，開(kāi)發(fā)了本文控制系統(tǒng)。該控制采用上下位機(jī)兩級(jí)監(jiān)控方式，上位機(jī)為

3、PC機(jī)，下位機(jī)以嵌入式微控制器LPC2114為該系統(tǒng)的控制核心。上位機(jī)主要完成了對(duì)病人資料存取、查詢(xún)；治療相關(guān)參數(shù)的顯示與判斷；相關(guān)曲線及病人病例的生成；純滯后溫度控制算法的實(shí)現(xiàn)；通過(guò)串口向下位機(jī)發(fā)送設(shè)備工作的相關(guān)參數(shù)及控制命令，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；同時(shí)還提供一些相關(guān)的軟件接口。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有溫度、磁場(chǎng)等檢測(cè)原理、方法的研究，并結(jié)合本控制系統(tǒng)的工作環(huán)境的要求，下位機(jī)設(shè)計(jì)了基于LPC2114的核心控制電路和控制系統(tǒng)的功能電路，對(duì)產(chǎn)生