应用案例

【概述】

某研究团队使用功率放大器，搭建磁流体实验系统。

实验名称：磁流体聚焦射频热疗、体外三杯加热与大鼠尾部在体热疗实验

研究方向：磁流体聚焦热疗，场自由区限域加热与在体验证。

实验目的：

1、验证聚焦加热：80kHz交变磁场限域于场自由区。

2、量化静磁场抑制：对比场自由区内外温升。

3、验证在体热疗：大鼠尾部实验评估选择性损伤。

测试设备：聚焦射频热疗系统：信号发生器→功率放大器→匹配电路→螺线管（300匝，80kHz）（见图1）；对置螺线管（1200匝）形成场自由区（见图2），励磁0～1.8A；光纤测温、水冷。

图1：磁聚焦热疗系统框图

图2：场自由区磁通分布

实验过程：

体外三杯聚焦加热实验

1、三只0.4cm样品杯注入磁流体（10nmFe3O4，>20%），中心杯在场自由区，两侧偏离2cm。

2、无静场对照实验

（1）励磁置零，施加80kHz、4.5kA/m磁场，光纤探头测30s三杯温升（见图3）。

3、聚焦与非对称加热：励磁0.5/1.0/1.8A重复测温升，算各杯SAR；左0.2A右1.8A验证场自由区可移动。

大鼠尾部在体聚焦热疗实验

1、在体加热：注射磁性材料大鼠置于螺线管中心，施加80kHz、7.6kA/m交变磁场与静磁场。

2、处理测量：每组25min，测近端/损伤区/远端长度（见图4）。

3、组织学分析：制H&E与马松三色切片评分对比。

图3：不同直流励磁下三样品杯温升曲线

实验结果：

1、体外聚焦加热

无静场时三杯相近（0.7～0.95℃）；励磁1.8A两侧杯仅0.13～0.15℃，中心杯0.98℃（见图3）。

规律：静磁场抑制随励磁增大而增强，加热限于场自由区。

2、在体聚焦热疗

选择性损伤：集中于注射区，近远端评分显著低于损伤区（见图4）。

可控性：损伤范围随静磁场增强而减小，可精确调控。

图4：在体损伤测量与组织学评分（a：损伤测量；b：损伤评分）

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