磁性液體熱療中溫控系統(tǒng)的理論研究與設計實現(xiàn).pdf

1、磁性液體熱療是一種利用交變磁場誘導感應升溫來進行腫瘤治療的新興療法。它的原理是通過加熱導入組織內部的磁性液體來加熱組織，使組織內部溫度升高到既能殺死腫瘤細胞，而又不破壞正常組織的特定范圍，達到腫瘤治療的要求。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。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容。本文提出了基于模糊神經網絡-PID算法的磁性液體熱療溫度控制系統(tǒng)，并對其相關內容進行了研究。
　　首先，通過分析磁性液體熱療理論和溫度控制的相關技術，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。因此，本文結合PID、模糊理論和人工神經網絡理論的優(yōu)點，選用了適用于磁性液體熱療的模糊神經網絡-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行研究，實驗結果表明，模糊神經網絡-PID控制算法具有良好的自學習能力和自適應性，可以精確地控制與保持熱療溫度。
　　其次，根據磁性液體熱療的治療效果要求，采用上位機、下位機兩級控制方式。先設計了溫度控制系統(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，最后編寫了相應的程序，對系統(tǒng)進行了調試。上位機主要實現(xiàn)溫度實時顯示功能，下位機以單片機為核心，實現(xiàn)產生交變磁場、溫度采集、數模轉換等功能。