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公开(公告)号：CN113312684A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110629343.4
申请日：2021-06-04
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/10 , G06F30/28 , G06F17/13 , G16B5/00 , G06F111/10 , G06F111/14 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种基于注射策略的磁流体浓度分布预测方法，包括以下步骤：步骤S1：构建生物组织的几何模型；步骤S2：设置参数及边界条件；步骤S3：模拟模型内部的流体的流动及其间质压力分布;步骤S4：模拟扩散前流体在生物组织内部的空间分布;步骤S5：使用速度‑浓度场的耦合分析，预测扩散后的流体在模型组织间质内的浓度分布。本发明提出了三种优化注射策略，最终能够预测流体扩散后的浓度分布，以提高磁热疗中处于目标温度范围内的有效面积，改善目标组织的消融效果。
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公开(公告)号：CN113283140A
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN202110590087.2
申请日：2021-05-28
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/23 , G06F119/08
Abstract: 本发明涉及一种基于不规则磁流体浓度分布的琼脂糖凝胶温度预测方法。包括：步骤S1：对不规则浓度分布的磁流体图片进行预处理；步骤S2：构建琼脂糖凝胶模型；步骤S3：设置琼脂糖凝胶及磁纳米流体的材料参数；步骤S4：模拟由扩散引起的琼脂糖凝胶内部的浓度分布。步骤S5：求解Penne生物传热方程，预测在交变磁场作用下，琼脂糖凝胶内部的温度分布变化。本发明对具有不规则磁流体浓度分布的琼脂糖凝胶模型进行建模，最终能够预测加热后琼脂糖凝胶内部的温度分布。
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公开(公告)号：CN112947091A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110323757.4
申请日：2021-03-26
Applicant: 福州大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于PID控制的生物组织内磁纳米粒子产热优化方法，包括以下步骤：步骤S1:构建生物组织的几何模型；步骤S2:将纳米粒子在生物组织中的分布方式设置为高斯分布；步骤S3：通过Pennes生物传热理论构建生物传热数学模型，设置边界条件；步骤S4:设定参数，应用有限元方法求解用于描述生物传热的Pennes生物传热方程，并求解温度分布；步骤S5:将得到的温度分布数值作为PID控制方程的输入，设置PID控制参数，对临界温度进行控制；步骤S6:利用模拟退火算法对PID参数进行整定，优化磁纳米粒子产热值的分布曲线；步骤S7:根据整定后的参数值，回带PID控制方程，得出优化后的温度结果。本发明可以获得磁纳米粒子在交变磁场作用下的最优产热值。
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公开(公告)号：CN114036863B
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202111289728.7
申请日：2021-11-02
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种基于组织形变的琼脂糖凝胶内磁流体空间分布预测方法，包括以下步骤：步骤S1：构建琼脂糖凝胶模型，所述模型材料采用多孔介质；步骤S2：利用达西定律预测琼脂糖凝胶内部的压力变化；步骤S3：构建多孔介质内部形变过程的数学模型;步骤S4：采用有限元的方法，对模型进行流体场和固体场的耦合求解，获得因组织内部压力改变，而产生的琼脂糖凝胶内部的应变；步骤S5：采用速度‑浓度顺序耦合的方法，利用对流‑扩散‑吸收方程预测组织内部的磁流体浓度分布。本发明实现对受到流体流速和组织形变影响的琼脂糖凝胶内部的磁流体浓度分布进行预测。
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公开(公告)号：CN114071815B
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202111324379.8
申请日：2021-11-10
Applicant: 福州大学
Abstract: 本发明提出一种用于加热磁纳米粒子的高频时谐磁场产生电路，采用电源模块经过Buck斩波调功模块控制后为全桥电路模块供电；采用锁相环模块自动跟踪经信号调理模块处理后输入的电压信号并输出与该信号同频率的方波信号；采用光耦隔离模块对所述锁相环模块输入的方波信号进行光耦隔离后，再将经过隔离后的方波信号输入到全桥电路模块作为其驱动信号；所述全桥电路模块在驱动信号的作用下驱动串联谐振逆变电路模块产生正弦波信号，以通过绕有线圈的锰锌铁氧体磁环制成的电感其磁环气隙中间产生与正弦波信号同频率的交变磁场。能够解决现有技术的磁场产生装置频率不高，加热磁纳米粒子效果不好的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113283140B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202110590087.2
申请日：2021-05-28
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/23 , G06F119/08
Abstract: 本发明涉及一种基于不规则磁流体浓度分布的琼脂糖凝胶温度预测方法。包括：步骤S1：对不规则浓度分布的磁流体图片进行预处理；步骤S2：构建琼脂糖凝胶模型；步骤S3：设置琼脂糖凝胶及磁纳米流体的材料参数；步骤S4：模拟由扩散引起的琼脂糖凝胶内部的浓度分布。步骤S5：求解Penne生物传热方程，预测在交变磁场作用下，琼脂糖凝胶内部的温度分布变化。本发明对具有不规则磁流体浓度分布的琼脂糖凝胶模型进行建模，最终能够预测加热后琼脂糖凝胶内部的温度分布。
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公开(公告)号：CN112947091B
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202110323757.4
申请日：2021-03-26
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/23
Abstract: 本发明涉及一种基于PID控制的生物组织内磁纳米粒子产热优化方法，包括以下步骤：步骤S1:构建生物组织的几何模型；步骤S2:将纳米粒子在生物组织中的分布方式设置为高斯分布；步骤S3：通过Pennes生物传热理论构建生物传热数学模型，设置边界条件；步骤S4:设定参数，应用有限元方法求解用于描述生物传热的Pennes生物传热方程，并求解温度分布；步骤S5:将得到的温度分布数值作为PID控制方程的输入，设置PID控制参数，对临界温度进行控制；步骤S6:利用模拟退火算法对PID参数进行整定，优化磁纳米粒子产热值的分布曲线；步骤S7:根据整定后的参数值，回带PID控制方程，得出优化后的温度结果。本发明可以获得磁纳米粒子在交变磁场作用下的最优产热值。
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公开(公告)号：CN113312684B
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202110629343.4
申请日：2021-06-04
Applicant: 福州大学
IPC: G06F30/10 , G06F30/28 , G06F17/13 , G16B5/00 , G06F111/10 , G06F111/14 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种基于注射策略的磁流体浓度分布预测方法，包括以下步骤：步骤S1：构建生物组织的几何模型；步骤S2：设置参数及边界条件；步骤S3：模拟模型内部的流体的流动及其间质压力分布;步骤S4：模拟扩散前流体在生物组织内部的空间分布;步骤S5：使用速度‑浓度场的耦合分析，预测扩散后的流体在模型组织间质内的浓度分布。本发明提出了三种优化注射策略，最终能够预测流体扩散后的浓度分布，以提高磁热疗中处于目标温度范围内的有效面积，改善目标组织的消融效果。
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公开(公告)号：CN113341715A
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202110623794.7
申请日：2021-06-04
Applicant: 福州大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及了一种基于比例积分控制的生物组织内扩散磁流体产热分析方法。本发明应用有限元方法求解磁纳米粒子的扩散传质模型，以及生物传热数学模型。先通过扩散传质模型获得磁纳米粒子在第二生物组织区域内的分布，再通过外加交变磁场的作用得到组织的产热数值分布；在此基础上，接着对组织内的温度分布进行控制，通过引入比例积分控制器，对磁纳米粒子产热温度的临界值进行控制，提高第二生物组织内温度分布的稳定性，有效地控制生物组织模型的产热区间。本发明能够最终控制组织内磁纳米粒子的产热区间，优化区域内的温度分布，适用于磁场工业等应用场合。
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公开(公告)号：CN115509115A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202210824562.2
申请日：2022-07-14
Applicant: 福州大学
Abstract: 本发明涉及一种基于模糊自适应PID控制的磁纳米粒子产热优化方法，包括以下步骤：步骤S1：构建生物组织的几何模型；步骤S2：基于生物组织的几何模型，构建Pennes生物传热模型，并预测生物组织内的温度分布；步骤S3：通过PID算法控制交变磁场加热功率；步骤S4：基于PID控制交变磁场加热功率，判断区域最高温度是否收敛于设定值，若不是则利用模糊控制器对PID算法的参数进行整定，是则跳转至步骤S5；步骤S5：将整定后的参数用于PID算法中并输出优化后的温度控制曲线。本发明实现了通过模糊自适应PID控制磁纳米粒子在交变磁场的作用下的产热值，进而有效控制组织区域的温度分布。
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