LabVIEW平台下的直流磁场发生装置优化设计提升磁纳米测温精度

本文主要探讨了基于LabVIEW开发的直流磁场发生装置的设计及其在磁纳米温度计中的应用。磁纳米温度计作为一种潜在的解决方案，能够精确测量肿瘤热疗过程中人体内部组织和细胞的温度，但由于直流磁场的非均匀性和波动，其测量精度受到严重影响，导致稳定性下降。针对这个问题，研究团队利用LabVIEW这一强大的编程环境，设计了一种新型的直流磁场发生器。 LabVIEW，全称为“Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench”，是一种图形化编程语言，特别适合于实时数据采集、控制和测试任务。通过LabVIEW的模块化设计和灵活的I/O接口，该团队能够高效地实现磁场的精确控制和监测，确保磁场的均匀性达到高标准。他们采用了PID（比例-积分-微分）控制算法，这是一种常见的控制策略，用于稳定系统并减小误差，以克服直流磁场波动带来的影响。 文章的重点在于实验验证，结果显示，所设计的磁场发生装置的磁场波动控制在0.04%以内，这意味着它可以有效地抑制温度测量的误差，使得磁纳米温度计的测温误差减小到小于0.1K。这显著提高了温度测量的精度和稳定性，对于肿瘤热疗这类对温度控制要求极高的医疗应用来说，具有重要意义。 此外，实验结果还基于亥姆霍兹线圈的设计原理，这是一种特殊的电磁线圈结构，能够产生稳定的磁场。通过LabVIEW的集成，该装置能够实时优化磁场参数，确保其在整个治疗过程中保持稳定，从而提高治疗效果和患者舒适度。 本文不仅介绍了基于LabVIEW的直流磁场发生装置的技术实现，还展示了其在解决磁纳米温度计应用中关键问题上的潜力，为提高肿瘤热疗的精准度和临床效果提供了新的技术支持。在未来的研究中，这种技术可能会进一步拓展到其他领域的温度敏感应用中。