纳米刀高压脉冲电源的关键技术研发及电磁靶向特性研究

发布时间：2021-12-23 18:15

　　纳米刀作为一种肿瘤消融新技术,凭借其微创、靶向治疗与非热消融等优势,已在胰腺、前列腺等部位肿瘤治疗方面取得明显效果。纳米刀原理是基于高压脉冲电场的细胞穿孔假说,纳米刀产生的高压脉冲电场施加于细胞后,引起细胞膜穿孔,膜穿孔到一定程度后引发细胞崩解死亡,从而达到肿瘤消融效果。现阶段临床使用的纳米刀都来自进口,还没有国产纳米刀投放临床,因此国内纳米刀研发工作亟待突破。基于此,本文对纳米刀高压脉冲电源的关键技术进行研发,并对于纳米刀机理进行进一步探索。通过动物实验建模,探索纳米刀电磁特性与靶向治疗协同效应。本文主要研究内容及成果如下:1)纳米刀高压脉冲电源关键技术研发方面,在电路模块中实现“市电输入——整流滤波—DC-DC电路——推挽逆变——倍压整流——脉冲波生成电路——脉冲波输出”电路设计。在控制模块中以单片机为控制核心,实现控制电路驱动信号、对电路进行报警检测并控制输出。最后,样机实现输出电压0—600V可调,输出频率500Hz—1000Hz可调、脉冲组内输出脉冲个数5个—42个可调、输出脉冲宽度10us—50us可调的脉冲波输出。2)本文基于示波器Horizontal模块设计了脉冲波输出... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１磁性纳米粒子穿过细胞膜运动过程??１．２国内以及国外研究现状及发展趋势??

２．１高压脉冲手术系统方案设计??２．１．１高压脉冲电源系统框架设计??如图２．１所示，高压脉冲电源系统只接受市电供电，市电为２２０Ｖ交流电压经过ＡＣ－ＤＣ电??路整流滤波后，输出稳定的直流电压。该直流电压由ＤＣ－ＤＣ电路进行调压，输出电压幅值可??调节的直流电压，本文高压脉冲电源系统，通过ＰＷＭ调制方式来调节ＤＣ－ＤＣ电路输出电压幅??值从而控制输出脉冲电压的幅值。之后该直流电压通过ＤＣ－ＡＣ逆变电路，将直流电压逆变成??交流电压。因为本文设计高压脉冲电源，所以逆变后的交流电需要进一步的升压，升压整流??后通过ＭＯＳ管开关，输出脉冲电场。本高压脉冲电源系统设计在ＤＣ－ＤＣ电路调压后，对于输??出的电流以及电压进行采样，并设计反馈电路来实现该电路系统的过流保护作用及调压稳压??作用。本高压脉冲电源系统采用单片机与ＦＰＧＡ相结合来实现ＰＣ端数字化控制，通过ＰＣ端内??控制程序的修改

全波整流电路要求整流二极管承受输入电压两倍的，这对整流二极管耐压要求很高，所??以通常用于低电压的电路设计，本次电路设计目的为高压脉冲电源，全波整流电路明显不适??用。桥式整流电路则是由四个整流二极管组成，组成结构为两两对接。如图２．?２所示，当输??入的交流电电压为正半周时，Ｄ２、Ｄ４导通，Ｄｌ、Ｄ３截止，使得输出电压在负载电阻ＲＬ处上??正下负；当输入的交流电电压为负半周时，原本导通的Ｄ２、Ｄ４断开，Ｄｌ、Ｄ３导通，使得输??出电压在负载电阻ＲＬ处依旧上正下负，这样无论输入交流电电压处于负半周还是正半周，输??出电压方向都不变。由于该电路设计特性，桥式整流电路具有电流利用率高、输出电压波动??小、对整流二极管耐压值的要求相对低等优点，电路应用场景更加广泛。??图２．２桥式整流电路原理图??２．２．１．２?ＡＣ－ＤＣ电路设计??１）整流电路选择??６??

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[3]HITPERM纳米合金的中频磁脉冲处理效应及其性能研究[D]. 朱建宇.东北大学 2011



本文编号：3548951