納米刀作為一種腫瘤消融新技術(shù),憑借其微創(chuàng)、靶向治療與非熱消融等優(yōu)勢,已在胰腺、前列腺等部位腫瘤治療方面取得明顯效果。納米刀原理是基于高壓脈沖電場的細胞穿孔假說,納米刀產(chǎn)生的高壓脈沖電場施加于細胞后,引起細胞膜穿孔,膜穿孔到一定程度后引發(fā)細胞崩解死亡,從而達到腫瘤消融效果�，F(xiàn)階段臨床使用的納米刀都來自進口,還沒有國產(chǎn)納米刀投放臨床,因此國內(nèi)納米刀研發(fā)工作亟待突破�；诖�,本文對納米刀高壓脈沖電源的關(guān)鍵技術(shù)進行研發(fā),并對于納米刀機理進行進一步探索。通過動物實驗建模,探索納米刀電磁特性與靶向治療協(xié)同效應(yīng)。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:1)納米刀高壓脈沖電源關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面,在電路模塊中實現(xiàn)“市電輸入——整流濾波—DC-DC電路——推挽逆變——倍壓整流——脈沖波生成電路——脈沖波輸出”電路設(shè)計。在控制模塊中以單片機為控制核心,實現(xiàn)控制電路驅(qū)動信號、對電路進行報警檢測并控制輸出。最后,樣機實現(xiàn)輸出電壓0—600V可調(diào),輸出頻率500Hz—1000Hz可調(diào)、脈沖組內(nèi)輸出脈沖個數(shù)5個—42個可調(diào)、輸出脈沖寬度10us—50us可調(diào)的脈沖波輸出。2)本文基于示波器Horizontal模塊設(shè)計了脈沖波輸出... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１磁性納米粒子穿過細胞膜運動過程??１．２國內(nèi)以及國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢??

２．１高壓脈沖手術(shù)系統(tǒng)方案設(shè)計??２．１．１高壓脈沖電源系統(tǒng)框架設(shè)計??如圖２．１所示，高壓脈沖電源系統(tǒng)只接受市電供電，市電為２２０Ｖ交流電壓經(jīng)過ＡＣ－ＤＣ電??路整流濾波后，輸出穩(wěn)定的直流電壓。該直流電壓由ＤＣ－ＤＣ電路進行調(diào)壓，輸出電壓幅值可??調(diào)節(jié)的直流電壓，本文高壓脈沖電源系統(tǒng)，通過ＰＷＭ調(diào)制方式來調(diào)節(jié)ＤＣ－ＤＣ電路輸出電壓幅??值從而控制輸出脈沖電壓的幅值。之后該直流電壓通過ＤＣ－ＡＣ逆變電路，將直流電壓逆變成??交流電壓。因為本文設(shè)計高壓脈沖電源，所以逆變后的交流電需要進一步的升壓，升壓整流??后通過ＭＯＳ管開關(guān)，輸出脈沖電場。本高壓脈沖電源系統(tǒng)設(shè)計在ＤＣ－ＤＣ電路調(diào)壓后，對于輸??出的電流以及電壓進行采樣，并設(shè)計反饋電路來實現(xiàn)該電路系統(tǒng)的過流保護作用及調(diào)壓穩(wěn)壓??作用。本高壓脈沖電源系統(tǒng)采用單片機與ＦＰＧＡ相結(jié)合來實現(xiàn)ＰＣ端數(shù)字化控制，通過ＰＣ端內(nèi)??控制程序的修改

全波整流電路要求整流二極管承受輸入電壓兩倍的，這對整流二極管耐壓要求很高，所??以通常用于低電壓的電路設(shè)計，本次電路設(shè)計目的為高壓脈沖電源，全波整流電路明顯不適??用。橋式整流電路則是由四個整流二極管組成，組成結(jié)構(gòu)為兩兩對接。如圖２．?２所示，當(dāng)輸??入的交流電電壓為正半周時，Ｄ２、Ｄ４導(dǎo)通，Ｄｌ、Ｄ３截止，使得輸出電壓在負(fù)載電阻ＲＬ處上??正下負(fù)；當(dāng)輸入的交流電電壓為負(fù)半周時，原本導(dǎo)通的Ｄ２、Ｄ４斷開，Ｄｌ、Ｄ３導(dǎo)通，使得輸??出電壓在負(fù)載電阻ＲＬ處依舊上正下負(fù)，這樣無論輸入交流電電壓處于負(fù)半周還是正半周，輸??出電壓方向都不變。由于該電路設(shè)計特性，橋式整流電路具有電流利用率高、輸出電壓波動??小、對整流二極管耐壓值的要求相對低等優(yōu)點，電路應(yīng)用場景更加廣泛。??圖２．２橋式整流電路原理圖??２．２．１．２?ＡＣ－ＤＣ電路設(shè)計??１）整流電路選擇??６??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁性納米顆粒Fe3O4@PEI介導(dǎo)靶向自殺基因聯(lián)合磁流體熱療對肝癌移植瘤的抑制作用[J]. 袁晨燕,安艷麗,王玲.  中國腫瘤生物治療雜志. 2018(09)
[2]血栓靶向遞藥系統(tǒng)研究進展[J]. 王松立,王睿峰,謝操,陸偉躍.  中國醫(yī)藥工業(yè)雜志. 2018(07)
[3]基于測量脈沖反饋信號的組織電穿孔動態(tài)過程分析[J]. 姚陳果,劉紅梅,董守龍,趙亞軍,呂彥鵬,馬劍豪.  高電壓技術(shù). 2018(02)
[4]新型復(fù)合脈沖不可逆電穿孔治療腫瘤關(guān)鍵技術(shù)及臨床應(yīng)用研究進展[J]. 姚陳果.  高電壓技術(shù). 2018(01)
[5]基于阻抗譜的脈沖電場誘導(dǎo)兔肝臟組織不可逆電穿孔程度評估新方法的實驗研究[J]. 姚陳果,趙亞軍,董守龍,Suyashree Bhonsle,呂彥鵬,劉紅梅,馬劍豪,Rafael Davalos.  高電壓技術(shù). 2017(08)
[6]基于MOSFET的納秒級全固態(tài)脈沖源設(shè)計[J]. 李璽欽,吳紅光,欒崇彪,肖金水,謝敏,李洪濤,馬成剛.  強激光與粒子束. 2017(04)
[7]脈沖電場下腫瘤細胞的窗口效應(yīng)（英文）[J]. 王岳,周笑陽,李業(yè)鳳,孫久勛,楊宏春.  生物化學(xué)與生物物理進展. 2017(01)
[8]微波消解-ICP-MS測定動物血清和組織器官中的微量銀元素[J]. 袁君杰,謝幼專,韓辰,孫偉,張凱,趙杰,盧霄,盧建熙,任偉.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(09)
[9]腫瘤靶向納米制劑研究進展[J]. 魏麗莎,季艷霞,康振橋,鄭愛萍.  國際藥學(xué)研究雜志. 2014(01)
[10]腫瘤干細胞靶向給藥系統(tǒng)的研究進展[J]. 喬明曦,張曉君,巴爽,胡海洋,趙秀麗,陳大為.  藥學(xué)學(xué)報. 2013(04)

碩士論文
[1]基于磁性有序介孔碳靶向給藥系統(tǒng)的制備及其體外抗腫瘤活性的研究[D]. 杜晶磊.山西醫(yī)科大學(xué) 2018
[2]新型納米金磁復(fù)合微粒的制備及在重大人畜共患病檢測中的應(yīng)用[D]. 呂淑麗.青島科技大學(xué) 2018
[3]HITPERM納米合金的中頻磁脈沖處理效應(yīng)及其性能研究[D]. 朱建宇.東北大學(xué) 2011



本文編號：3548951