用于糖尿病并發(fā)癥研究的極低頻脈沖磁場設(shè)計與實現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞: 脈沖磁場 STM 糖尿病 螺線管線圈 出處:《電工電能新技術(shù)》2017年12期 論文類型:期刊論文
【摘要】:糖尿病作為一種終身代謝性疾病,并發(fā)癥高達一百多種。研究表明,脈沖磁場能促進膠原纖維沉積,改善膠原纖維排列和取向,有助于糖尿病傷口愈合,能有效地促進糖尿病患者的潰瘍靜脈愈合。為了進一步探索脈沖磁場在糖尿病治療中的場強、脈沖寬度、頻率和治療時間,本文提出了一種脈沖磁場發(fā)生方案,應(yīng)用此方案設(shè)計了基于STM32單片機控制的低頻脈沖磁場發(fā)生裝置,其可以輸出0~100Hz連續(xù)可調(diào),最大磁感應(yīng)強度100m T的脈沖磁場。利用ANSYS軟件進行仿真,確定并優(yōu)化磁場產(chǎn)生線圈的結(jié)構(gòu)與尺寸。用STM32單片機對磁場進行控制,設(shè)計出相應(yīng)的硬件及其接口,實現(xiàn)了對磁感應(yīng)強度的實時控制與檢測。通過選擇開關(guān)器件、設(shè)計線圈和續(xù)流回路等措施減少脈沖磁場寬度,通過對螺線管線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計,減少線圈發(fā)熱對生物實驗的影響。試驗表明,該裝置操作簡便,性能穩(wěn)定可靠,已在糖尿病并發(fā)癥治療的研究中得到應(yīng)用。
[Abstract]:As a lifelong metabolic disease, diabetes has more than 100 complications. Studies show that pulsed magnetic field can promote collagen fiber deposition, improve the arrangement and orientation of collagen fibers, and contribute to the healing of diabetic wounds. In order to further explore the field intensity, pulse width, frequency and treatment time of pulsed magnetic field in the treatment of diabetes mellitus, a pulse magnetic field generation scheme is proposed in this paper. The low frequency pulse magnetic field generator controlled by STM32 single chip computer is designed with this scheme, which can output 0 ~ 100Hz continuously adjustable. The maximum magnetic induction intensity is 100m T pulse magnetic field. The structure and size of magnetic field generator coil are determined and optimized by ANSYS software. The magnetic field is controlled by STM32 single chip microcomputer. The corresponding hardware and its interface are designed to realize the real-time control and detection of the magnetic induction intensity, and the pulse magnetic field width is reduced by selecting the switch device, designing the coil and the continuous current loop and so on. Through the design of solenoid coil structure, the effect of coil fever on biological experiment is reduced. The experiment shows that the device is easy to operate, stable and reliable, and has been applied in the treatment of diabetic complications.
【作者單位】: 生物電磁學(xué)北京市重點實驗室中國科學(xué)院電工研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(31670855)
【分類號】:TM15
【正文快照】: 1引言脈沖磁場(Pulsed Electromagnetic Field,PEMF)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注,過去幾十年國內(nèi)外研究人員做了大量的基礎(chǔ)和臨床研究。研究發(fā)現(xiàn)PEMF對促進骨骼和軟骨組織損傷愈合[1]、調(diào)節(jié)微循環(huán)有顯著的生物學(xué)效應(yīng)[2,3];對糖代謝、脂代謝和緩解疼痛等均有顯著治療效果[4
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,本文編號:1445144
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