结合光纤光栅测温技术的射频热疗仪

摘要

肿瘤是当今世界危害极大的疾病，具有发病率高，治愈难，对人体伤害大等特点。传统的肿瘤的治疗方法有手术治疗、放射治疗、化学治疗、免疫治疗等。这些手段均有一定的局限性。肿瘤热疗是利用射频电磁波、微波或超声波等各种致热源的热效应，将肿瘤区加热至有效治疗温度范围并维持一段时间，使肿瘤组织发生即时性的代谢反应，从而引起肿瘤细胞分子结构发生改变和溶酶体活性增强，达到杀灭肿瘤细胞，治疗肿瘤的目的。
　　本文研制的射频热疗仪基于射频热疗原理。射频热疗主要是通过频率射频电场，对肿瘤组织均进行加热，使温度达到热疗要求温度43℃，在此温度下，癌细胞变得缺血、缺氧、过酸，溶酶体增多，进而加强对癌细胞的破坏。
　　论文在综述了射频热疗仪的研究背景和意义，分析了国内外相关产品的特点，并且详细介绍了射频加热中的原理和光纤光栅测温原理。在此基础上提出了一种新型的肿瘤射频热疗仪，其射频电极可以选择性配对、射频电场辐射聚焦、结合光纤光栅测温技术。本文搭建的射频热疗仪可以产生稳定的13.56MHz的射频电场，通过多对射频电极辐射电场在射频热疗仪内部形成聚焦电场；在电场中生物组织经过一段时间的加热后，温度明显上升；本文制作的光纤光栅测温系统为射频热疗提供测温辅助，其可以在射频电场下准确的进行温度测量，精度为0.3℃，结合对肿瘤组织的热场仿真，可以通过少数测量点推测肿瘤不问整体的温度分布情况。经过对实验结果的分析和数据处理，验证了本文设计的肿瘤射频热疗仪能够达到设计要求，在未来具有应用于医疗领域的可能。

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第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4本文结构

第2章 射频热疗原理与光纤光栅传感特性

2.1 引言

2.2 射频加热

2.3 FBG传感特性

2.4本章小结

第3章 总体设计方案

3.1 引言

3.2 热疗频率的选择

3.3 热疗加热方式设计

3.4 热疗仪外观设计

3.5测温方案设计

3.6 总体方案设计

3.7本章小结

第4章 光纤光栅测温系统

4.1 引言

4.2 光纤光栅测温系统的组成

4.3 光纤光栅传感器封装制作

4.4 光纤光栅温度传感器的温度标定与精度分析

4.5本章小结

第5章 射频热疗系统搭建与效果验证

5.1 引言

5.2 射频热疗仪系统组成

5.3 射频电场发生与聚焦加热效果验证

5.4.射频加热效果验证

5.5射频加热温度场仿真

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢