基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统

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1、基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统李思孙毅张国良郑州轻工业学院计算机与通信工程学院摘要：肿瘤热疗是一种癌症治疗的新型手段，近年来，利用磁纳米粒子进行温度测量成为研究热点，利用其磁化信号可实现非侵入式温度测量•本系统由磁场探测装置、信号放大电路、数据采集系统和软件处理系统等4部分构成•首先，在研究分析的基础上，选用感应线圈式磁场探测装置，并在此基础上构建了等效电路模型，同时辅以差分线圈以剔除激励磁场信号的影响;其次通过对信号放大电路的仿真结果分析，发现釆用级联的方式可以降低总噪声;然后用数据釆集卡釆集放大后的信号并通过数字相敏检波算法提取幅值;最后

2、通过在LabVTEW平台开发的软件从软件层面进一步消除激励信号的影响，通过对实验数据的分析，很好的证明了系统的可靠性.关键词：郎之万函数;磁纳米粒了;弱磁测量;数字相敏检波;作者简介：李思（1993-），女（冋族），硕士，主要从事智能信息处理的研究.收稿日期:2017-03-15基金：河南省科技攻关计划项目（162102410077）WeakMagneticSignalDetectionSystemBasedonMagneticNanometerTemperatureMeasurementLISiSUNYiZHANGGuoliangColleg

3、eofComputei^andConimunicationEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry;Abstract：Hyperthermiaisanewmeansfortreatingcancer,themethodoftemperaturemeasurementbasedonmagneticnanopartideshasbeenaresearchhotspotinrecentyears.Thetcmpcraturcismeasuredusingmagnoticsusccptibilityo

4、fmagneticnanoparticles.Thesystemiscomposedoffourparts,namely,magneticfielddetectiondevice,signalamplificationcircuit,dataacquisitionsystemandsoftwareprocessingsystem.Inthispaper,theinductioncoi1isusedtodetectthemagneticfield,theequivalentcircuitoftheinduetioncoilisconstitute

5、d,andadifferentialcoilsisusedtoeliminatetheresidualmagneticfield.Byanalyzingthesimulationresultsofthesignalamplificationcircuit,itisfoundthatthecascademethodcanreducethetotalnoise.Thesignalissampledbydataacquisitioncard(PXIe-6368),extractedbydigitalphase~sensitivedctcctional

6、gorithms.Theinterfercnccofresidualmagncticfieldiseliminatedinsoftsystem,whichisdevelopedbasedonLabVIEWenvironment.Thesystemiswellvalidatedthroughexperimentaldata.Keyword：Lemgevinequation;magneticnemoparticle;weakmagneticmeasurement;digitalphasc-scnsitivedctcction;Received：20

7、17-03-15伴随着I矢疗水平的进步，肿瘤的治疗手段也多种多样，但毒副作用相对来说也很大.目前采用的最主要的治疗手段仍然是手术、放疗以及化疗.寻求毒副作用小的治疗方法，或在现有治疗手段的基础上增加辅助方法，达到减小毒副作用的口的，为肿瘤患者提高治疗时的舒适度，提高治疗效果等，是口前肿瘤治疗急需解决的问题[1-2]・近年来,临床热疗技术逐步发展，临床热疗也渐渐的被应用到了肿瘤的治疗上，且取得了良好的治疗效果，毒副作用相对也较小，已经引起了研究人员的高度重视•磁性纳米粒子在交变激励磁场下会发牛温升效应，利用磁性纳米粒子作为热介导材料的新型肿瘤热疗

8、方法，在动物实验中取得了显著效果•然而要使整个肿瘤组织温度达到42〜43°C或者更高的同时，邻近组织低却于正常细胞的损伤温度，这就要求能够实时准确的掌