MRI永磁体设计方法研究

以磁路计算理论为基础．详细介绍了MRI永磁体设计过程。利用计算机仿真技术对磁体性能检测方法进行了改进．设计出匀场环、梯形匀场板优化了磁路结构．大幅提高了成像磁场的均匀性。仿真分析和实验结果均表明，优化设计使磁场性能显著提高．符合成像技术指标要求。     

170mT永磁体磁场致遗传毒性实验观察

在研究磁场各种生物效应和开展应用的同时,不可忽视其对生物体可能存在的某些潜在危害。为此我们采用国际上近年发展的监测环境中致遗传毒性微生物学检测方法-Unm法,以及Ames法度从诱导和诱变二个方面来探讨170mT永磁体磁场是否具有致遗传毒性。 一、材料和方法 1.实验磁场 永磁材料制成的医用强力磁片,直径为9毫米     

感应式磁声耦合成像脉冲磁场激励源的设计

目的：脉冲磁场激励源是感应式磁声耦合成像系统激发声振动信号的关键部分,为了提高成像质量及成像分辨率,对脉冲磁场激励源进行参数设计及模拟实验验证。方法：选用正弦脉冲作为激励信号,对脉冲磁场放电电路参数进行了仿真设计,通过实验测量磁激励线圈产生的空间磁场信号,验证仿真结果。结果：实验结果表明,利用正弦脉冲对设计制作的线圈进行放电,磁感应强度信号中心频率为0.8MHz,频带宽度为1.2MHz,此参数下成像分辨率理论上可达1.9mm,脉宽达1.27μs。结论：利用设计的脉冲磁场激励源参数,通过功率放大即可实现感应式磁生耦合成像系统的脉冲磁场激励。     

体内微型装置磁定位系统的计算机接口设计

在微型诊疗装置的应用中,微型装置的体内空间定位非常重要,而定位数据的采集是其中的关键环节.根据体内微型装置磁定位实验研究系统数据采集的特点,设计出一种基于单片机和串口通信的计算机接口用于定位数据的收集、传输等.实验表明,该接口电路能满足实时采集数据的需要,数据传输可靠,在计算机中可以进行现场采集数据的实时保存及其他后处理,能满足实验系统的要求.     

外磁场驱动无线胶囊式内窥镜的动力学模型

目的：建立外磁场驱动无线胶囊式内窥镜驱动力的动力学模型,并对模型进行仿真与实验。方法：磁场随线圈组中电流大小以及方向的改变而改变,利用磁场的改变控制无线胶囊式内窥镜的运动。结果：开发了OV7930外围电路PCB,并按设计组装成磁控无线胶囊式内窥镜胶囊。结论：实验中采集到清晰的图像,证明了该模型设计的可行性。     

新型功率可调MIT激励源设计及其磁场分析

目的：设计输出功率可调的MIT激励源和3种类型的激励线圈,以提高MIT相位检测的精度。方法：通过选取PA19放大器芯片,设计200 kHz工作频率下可调输出的功率放大电路;通过计算,设计制作了螺线管线圈和2种聚焦线圈;最终测试比较各激励线圈的磁场分布,并在不同激励线圈的磁场下对圆柱形铁块进行相位测试。结果：激励源输出峰值电流大于1 A,圆形螺旋聚焦线圈的磁场由线圈轴线向两边衰减斜率最大,约为0.06 T/cm,且在该激励线圈磁场中,对铁块的相位检测结果最大。结论：该激励源输出功率可调范围大,采用圆形螺旋聚焦线圈磁场聚焦效果最佳、相位检测效果最好。     

一种穴位探测电路的设计

穴位点的确定是针灸及相关物理治疗的重要环节。根据穴位电阻抗的特异性，利用阻抗测量原理，设计了一种基于单片机的穴位探测电路。包括生物阻抗检测电路、模／数转换、单片机控制及结果显示等部分，并利用该探测电路进行了太阳穴、合谷穴、人中穴等穴位的实验测试。实验结果表明，该电路能较准确地确定穴位的位置。     

高频脉冲磁场动态检测技术研究

目的：为解决目前通用的经颅磁刺激设备不具有对磁场实时动态检测功能这一问题,基于法拉第电磁感应法,开展对10 kHz～1 MHz脉冲磁场动态检测技术的研究.方法：设计一种磁场动态测量与标定装置,选用正弦脉冲施加于磁场发生线圈,采集检测装置线圈上的感应电动势,通过信号处理电路完成所采集信号的求差、放大、滤波和积分处理,从而得到脉冲磁场参数.结果：该技术实现了对频率在10 kHz～1 MHz之间、强度为μΤ量级磁场的准确测量,测量结果通过标定,与真实值的相对误差小于2.5％,显示出较好的稳定性和一致性.结论：该技术能够对脉冲磁场进行较准确的测量和标定,可通过进一步的研究投入实际应用.     

基于亥姆霍兹线圈的均匀磁场发生器设计分析及应用

目的:根据亥姆霍兹线圈原理设计、制作大尺寸均匀磁场发生器,用于大鼠磁场辐射干预实验,研究磁场对生物生理及病理机能的影响.方法:用计算机、功率放大器、亥姆霍兹线圈组成均匀磁场发生器,利用Matlab软件编程,将产生的正弦波音频信号传送到功率放大器,驱动亥姆霍兹线圈产生均匀的磁场,利用有限元分析软件ANSYS的电磁分析模块对亥姆霍兹线圈产生的磁场进行有限元分析,并与实测结果进行对比.结果:实验证明,均匀磁场发生器能在亥姆霍兹线圈15％的空间内产生误差小于10％的均匀磁场,能够满足医学实验的要求.结论:该装置结构简单、成本低、控制精度高,具有重要的理论和实用价值.     

磁致热疗肿瘤用磁场发生装置的研制

目的:设计一种磁感应致热疗肿瘤用的正弦波形磁场发生装置。方法:电路采用555时基芯片为核心,利用单运放与RC组成的电路,将脉冲波形信号转换为正弦波形信号,然后通过放大电路进行电流放大,加负载线圈后产生所需磁场。结果:所研制的磁场发生装置可调节产生频率范围为50～150 kHz的正弦波形磁场,加入微量纳米磁性粒子集合体后发生磁致产热现象。结论:所研制的磁场发生装置具有成本低,精度高,性能稳定,参数调整方便等优点,为研究磁致热疗肿瘤提供必要的手段。     

关于MRI若干技术问题的探讨

（1）磁共振系统的核心是磁体，磁场强度^*是由磁体决定的。磁体最重要的特征是磁场强度随着时间及位置的变化都不能改变，也就是说，它必须有恒定的磁场强度和均匀度。磁场强度越大，信噪比越好。场强越高，磁场均匀度也越好。（2）通过二维傅立叶变换和消除涡流来改善梯度场的质量。切换率越高，TE／TR时间越短，扫描速度越快，尤其是在进行EPI扫描时具有很大的优势，但切换率不能无限制地增高。（3）购置时，必须先了解各种软件的功能，再根据具体需要加以选择和配置。     

一种降高舒张压治疗仪的设计

目的：借鉴民间用竹片击打足底肺部反射区治疗高舒张压的方法,用电路模拟设计一种降高舒张压治疗仪。方法：将竹片连接在有磁石的弹簧片上,应用软件控制线圈周期性通断电,产生周期性磁场吸推磁石引起弹簧片震动。结果：竹片可以按预计频率震动,频率高则击打力大,频率低则击打力弱。对6例志愿者进行试验,用震动的竹片击打足底肺部反射区,达到了降低舒张压的效果。结论：该治疗仪具有造价费用较低、轻便易于携带、不宜出故障等优点,具有较好的应用效果。     

磁导航心血管介入系统的磁场安全

目的解决磁导航心血管介入系统磁场辐射的问题。方法根据磁场分布设立警戒线、标志牌；手术用附属设备与磁体保持一定距离，必须靠近磁体的设备做防磁处理；对一些特殊病人，采取安全防范措施。结果仪器设备工作正常，病人安全，手术顺利。结论利用磁导航技术做心血管介人手术时，必须采取安全防范措施，做好磁场安全。     

基于有限元方法的MRI永磁体优化设计

利用仿真分析技术对磁体优化设计方法进行了研究和改进．通过CAD软件建立磁体三维仿真模型．利用有限元方法对模型进行磁场性能分析．根据磁场分布数据修改磁体结构和去除冗余材料。实验结果表明．该方法能够显著减轻磁体重量。     

磁锚定技术辅助腹腔镜阑尾切除术的实验研究

目的:验证自行设计加工的磁锚定装置在减戳孔腹腔镜阑尾切除术中应用的可行性。方法:设计加工适用于辅助减戳孔腹腔镜阑尾切除术的磁锚定装置,该装置包括内置抓钳和锚定磁体2个部分。以6只健康雄性Beagle犬为模型,用磁锚定装置代替传统腹腔镜阑尾切除术中的副操作孔抓钳,经主操作孔置入磁锚定内置抓钳并钳夹于阑尾尖部,体外放置锚定磁体,锚定磁体与内置抓钳的靶磁体相吸,移动锚定磁体即可改变内置抓钳的牵拉方向,从而有效牵拉暴露手术术野,完成减戳孔腹腔镜阑尾切除手术。记录手术操作时间、术中出血量,评价利用磁锚定装置进行阑尾切除时操作的安全性和可行性。结果:6只Beagle犬均顺利完成磁锚定技术辅助减戳孔腹腔镜阑尾切除,手术时间27~38 min,出血量均小于10 ml,术后实验犬状态良好,未出现并发症。结论:磁锚定装置用于减戳孔腹腔镜阑尾切除手术操作简单、安全可行,在相关设计进一步优化基础上,可尝试或试验性用于临床。     

气管导管位置检测仪的研制

利用Hall传感器设计了一个气管导管位置检测仪来快速检测气管导管的位置.气管插管时,Hall传感器探头固定在病人颈部皮肤上,顶端带有小磁铁的管芯随气管导管一起进入气管中,根据检测到的磁场强度的大小,测量出探头与磁铁间的距离,从而判断出气管导管的位置.经临床测试,该检测仪性能可靠,测量准确,可以用于教学及临床气管插管时气管导管的定位.     

磁锚定技术辅助经尿道膀胱肿瘤内镜下黏膜剥离术的实验研究

目的:探讨磁锚定技术在辅助经尿道膀胱肿瘤内镜下黏膜剥离术中应用的可行性,以期为该技术的临床应用做前期探索。方法:自行设计加工磁锚定装置(包括锚定磁体和靶磁体),以离体猪膀胱为模型,经尿道进胃镜并注入气体适度膨胀膀胱,观察膀胱黏膜情况,设定病变部位后退出胃镜。经胃镜活检孔送入软组织夹,借助软组织夹和胃镜将靶磁体钳夹固定于待切除的膀胱黏膜边缘,膀胱外放置锚定磁体,移动锚定磁体即可改变靶磁体的牵拉方向和力量,辅助完成病变黏膜剥离切除。结果:在4个离体猪膀胱模型上成功切除了病灶处黏膜。结论:体外实验显示磁锚定装置可辅助经尿道膀胱肿瘤内镜下黏膜剥离切除,具有设计加工简单、操作灵活的优点,进一步优化设计后有临床应用潜力。     

永磁型MRI技术探讨

介绍开放式永磁型磁共振的技术特点。对磁体结构、梯度场、发射和接收线圈等进行分析,指出实际调试工作的关键点,使设备处于最佳运行状态,图像品质最佳。