[发明专利]基于微型植入式自谐振线圈的热疗系统的参数优化方法

权利要求书

1.基于微型植入式自谐振线圈的热疗系统的参数优化方法，被优化的热疗系统包括接收线圈和发送线圈；其特征在于：所述的接收线圈为多匝线圈；接收线圈绕置在铁氧体磁芯上；铁氧体磁芯采用居里温度为42～50℃的铁氧体；工作过程中发送线圈的输入信号频率等于接收线圈的自谐振频率；

该参数优化方法具体如下：

步骤一、根据肿瘤的位置，确定接收线圈在使用中的植入深度d；

步骤二、在发送端ZVS电路能够达到的输出频率范围内确定工作频率f；

步骤三、取工作频率f作为接收线圈的自谐振频率f_SRF；

步骤四、确定接收线圈内的铁氧体磁芯的半径r_f、高度l_f以及居里温度，并确定接收线圈半径r₂＝r_f+(2s-1)r_w2；其中，r_w2为接收线圈的线半径；s为接收线圈的绕线层数；接收线圈的自谐振频率其中，c为光速；lw₂为接收线圈的导线长度；

建立接收线圈的导线长度lw₂的表达式如式8所示，

式8中，p为接收线圈螺距，表达式为l为接收线圈高度；

建立匝数N的表达式如式9所示；

步骤五、建立发送线圈的电感值L₁与发送线圈的半径r₁、线半径r_w1的关系式如式10所示；接收线圈的电感值L₂与接收线圈的半径r₂、线半径r_w2的关系式如式11所示；

L₁＝μ₀r₁(ln(8r₁/r_w1)-2) 式10

L₂＝μ₀πr₂²N²K_L 式11

式10和式11中，μ₀为真空中磁导率；

步骤六、建立体外线圈的寄生电阻值R₁与发送线圈的半径r₁、线半径rw₁的关系式如式12所示；

式9中，μ_r为发送线圈、接收线圈的导线的相对磁导率；σ₁为发送线圈的电导率；r_w1为发送线圈的线半径；ber是0阶第一类开尔文函数的实部；ber′是以第一类开尔文函数实部的导函数；bei是0阶第一类开尔文函数的虚部；bei′是0阶第一类开尔文函数虚部的导函数；R_DC1为发送线圈通直流电时的电阻值，表达式为R_DC1＝l_w1/σ₁πr_w1²；lw₁为发送线圈的导线长度；

建立接收线圈的寄生电阻值为R₂与接收线圈的半径r₂、线半径rw₂的关系式如式13所示；

R₂＝R_sk+R_pr 式13

式10中，R_sk为接收线圈的趋肤效应电阻，表达式为R_pr为临近效应电阻，表达式为σ₂为接收线圈的电导率；H_n是接收线圈各匝线圈之间产生的总磁场强度，I₀是单位净电流；R_DC2为接收线圈的直流电阻，表达式为R_DC2＝l_w2/σ₂πr_w2²；l_w2为接收线圈的导线长度；σ₂为接收线圈的电导率；r_w2为接收线圈的线径；

步骤七、由式11、13、r₂＝r_f+(2s-1)r_w2以及求取品质因数Q₂取最大值时的接收线圈线半径r_w2的数值；并求取接收线圈实现接收线圈的参数优化。