br>X是磁場強度計算點在X軸的坐標值，Nh為加 熱線圈的應數，！為加熱線圈的電流幅值，Th為加熱線圈的半徑，Z是Z軸的坐標值，0為 計算點與X軸向分量的夾角。
[0033] 所述加熱線圈需要產生的激勵磁場的頻率f范圍為1曲Z-500曲Z，激勵磁場的幅 值范圍為lOA/m-lOOOOOA/m。
[0034] 本發明的有益效果體現在：
[0035] (1)實現了區域選擇性地加熱機體組織，即通過磁納米粒子流體分布和區域選擇 直流磁場設置來控制加熱區域的范圍；
[0036] 似采用n(n>2)個加熱區域選擇線圈，可根據所需加熱的區域空間范圍及疏 密程度計算確定加熱區域選擇線圈的數量，通過對輸入加熱區域選擇線圈的直流電流的選 擇來更加精確的控制加熱區域，使之與病變組織的實際形狀相匹配，實現了更好的治療效 果；
[0037] (3)本發明采用所設計的算法計算后可W實現擬加熱的病變組織區域的直流磁場 強度為零或近似為零，而正常組織的直流磁場強度不為零，從而實現對病變組織加熱，而正 常組織基本不發熱，即使產生熱量的磁納米粒子流體可能擴散到正常組織，由于有垂直于 加熱磁場的直流磁場的存在，也不會對正常組織造成傷害；
[003引（4)利用與加熱磁場垂直的直流磁場，顯著地降低機體組織的特定吸收率的特點， 對病變組織周圍的正常組織更加有效地保護。
[0039]總而言之，本發明利用直流磁場對磁納米粒子磁滯損耗及磁弛豫損耗產熱的影 響，計算出病變組織在整個結構中的相對位置，通過計算出加熱選擇線圈組每一線圈的直 流（靜）磁場強度與方向，同時根據機體組織的特定熱吸收率計算出相應的加熱線圈的磁 場強度和頻率，最終實現可選加熱區域的熱療效果。試驗結果表明，利用本發明的結構可W 更加有效地加熱病變組織，最大限度的保護周圍正常組織。
【附圖說明】 W40] 圖1為本發明的流程圖。
[0041] 圖2為本發明提出的可選加熱區域磁納米粒子熱療結構示意圖（W8個加熱區域 選擇線圈，2個加熱線圈為例）。
[0042] 圖3 (a)為加熱區域選擇線圈在加熱區域中產生的選擇靜場強的S維視圖；(b)為 加熱區域選擇線圈在加熱區域中產生的選擇靜場強附視圖；（C)為加熱區域選擇線圈在加 熱區域中產生的選擇靜場強主視圖；（d)為加熱區域選擇線圈在加熱區域中產生的選擇靜 場強右視圖。
[0043] 圖4為本發明施加的用于加熱的交變磁場。
[0044] 圖5為腫瘤及正常機體組織溫度隨施加交變磁場的時間變化情況示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，便于本領域普通技術人員 理解和實施本發明，W下結合附圖及實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處 所描述的具體實施例僅用W解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明 實施方式中所設及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可W相互組合。
[0046] 為了更好地說明本發明，先對磁納米熱療的基本原理進行簡要介紹。根據現有文 獻可知，用于熱療的磁性納米粒子通常為5nm至lOOnm，即從超順磁性納米粒子到多磁疇磁 性納米粒子。在外部磁場的作用下磁性納米粒子由于磁滯損耗而產生熱量。在外部交變磁 場作用下，每個周期產生的熱功率Pc為
[0047] Pc= y〇f ^ HedM (1)
[0048] 其中，y。為真空磁導率，f為施加在加熱線圈上的交變磁場頻率，H。為外部施加的 交變磁場強度，M為磁化強度。
[0049] 當外部施加的用于加熱的交變磁場強度幅值小于等于各項異性場幅值的一半時， 磁性納米粒子的磁滯損耗為零；反之，當外部施加的交變磁場幅值大于各向異性場幅值的 一半時，磁性納米粒子產生的特定功率耗散SLP為
[0051] 當磁性納米粒子在外磁場的作用下達到飽和磁化強度時，可W得到最大的磁滯損 耗，從而釋放出最多的能量，此時的特定耗散功率SLP為
[005引其中，Ms為磁性納米粒子的飽和磁化強度，H。為磁性納米粒子的矯頑力，P為密 度。
[0054]對于特定磁性納米粒子流體，其熱量的產生主要與外加磁場的場強和頻率相關。 同時，熱量的產生還與平均粒徑、粒徑分布、材料結構及磁特性，甚至與表層包覆材料、周圍 環境特性及粒子間相互作用等均有關系。 陽化5] 對于粒徑小于某一定值（典型為IOnm)的磁單疇粒子，運種納米粒子呈現出超順 磁特性，同時，由于各項異性的存在，則會產生尼爾（Neel)和布朗度rown)弛豫。因此，納 米粒子的功率耗散因弛豫耗散而增強，由于磁弛豫的存在，使得運種單磁疇納米粒子的產 熱增強，由磁弛豫所產生的耗散功率可W表示為
[0057] 其中，X"(f)是復磁化率的虛部，其值可W表示為
[0059]T為弛豫時間；X。為初始磁化率，其值等于
[oow]V為磁納米粒子體分數，k是玻爾茲曼常數，T是絕對溫度；a為系數，取值為1至 3。
[0062] 而當粒徑大于30nm時，隨著粒徑的增加，矯頑力H。和剩磁都會減少，從而導致磁 滯損耗功率減少。對于磁性納米粒子材料特性對發熱性能的影響，運里不予討論。在本發 明中主要考慮外部施加磁場場強和頻率對磁性納米粒子由于磁滯耗散和磁弛豫而產生的 熱功率。 陽063] 簡單來說，對磁納米粒子施加交變磁場可W將能量通過交變磁場傳遞給磁納米粒 子并W各種功率耗散方式（弛豫耗散遠大于磁滯損耗）轉換為熱量，從而實現對含有磁納 米粒子的機體組織進行加熱。當在交變磁場所作用的部分區域上疊加一定強度的靜磁場、 并使得疊加的靜磁場方向與交變磁場方向垂直時，由于存在超順磁特性和各向異性而使得 疊加的靜磁場能夠改變磁納米粒子在交變磁場作用下的弛豫特性，尤其是在靜磁場強度遠 大于交變磁場的區域，交變磁場將無法使磁納米粒子產生弛豫耗散，進而使得在磁納米粒 子的各種功率耗散中弛豫耗散的影響占比急劇減少。即在交變磁場上疊加的垂直靜磁場使 得磁納米粒子釋放熱量的方式W弛豫耗散為主轉變為W磁滯損耗為主，極大地降低了強靜 磁場作用范圍內磁納米粒子的熱量轉換效率，從而顯著地降低了靜磁場作用范圍內磁納米 粒子釋放到機體組織上的熱量。 W64] 通過控制產生靜磁場的直流電流的大小和方向，可W控制靜磁場的作用范圍和大 小。通過在交變磁場作用區域上疊加一個或多個特定作用范圍和強度的垂直靜磁場的方 式，可W使得某個或某些區域范圍內的靜磁場強度很小（例如腫瘤組織所在區域），而其他 區域的靜磁場強度很大（例如正常機體組織所在區域），從而將交變磁場對磁納米粒子的 能量傳送控制在指定區域內，當指定區域與需要進行加熱的目標對象相匹配時，即可實現 磁納米粒子"祀向熱療"的效果。
[0065] 或者說，通過在用于加熱磁納米粒子的交變磁場的垂直方向施加靜磁場使得磁納 米粒子的產熱減少，從而使相應機體的熱吸收率在腫瘤部位靜磁場強度作用下降很小，所 W對磁納米粒子產熱及熱吸收率基本沒影響；而正常機體組織上由于存在很大的垂直靜磁 場，熱吸收率很低甚至沒有，從而實現保護正常機體組織的目的。
[0066] 一種控制磁納米粒子加熱區域的裝置，包括至少一個加熱線圈組和至少兩個加熱 區域選擇線圈，加熱區域選擇線圈和加熱線圈與提供勵磁電流的驅動電路和控制電路相連 接；加熱線圈組在一個指定方向上產生交變的加熱磁場；加熱線圈組與加熱區域選擇線圈 相關聯，加熱區域選擇線圈至少部分地圍繞加熱線圈所產生的加熱磁場的邊緣分布，加熱 區域選擇線圈產生與加熱磁場的方向相垂直的加熱區域選擇靜磁場；每組加熱區域選擇線 圈所產生的加熱區域選擇靜磁場的作用區域至少部分地與加熱磁場的作用區域相重合W對加熱磁場的作用區域進行控制，使得重合范圍內的磁納米粒子的釋放熱量的方式W弛豫 耗散為主轉變為W磁滯損耗為主。由此，當多個加熱區域選擇線圈所產生的多個加熱區域 選擇靜磁場與加熱磁場相疊加時，加熱磁場的作用區域被控制為與目標對象加熱區域相一 致，從而實現對磁納米粒子加熱區域的按需控制。
[0067] 一種控制磁納米粒子加熱區域的方法主要包括：確定加熱區域選擇線圈的分布半 徑，確定加熱區域選擇線圈的數量，確定每個加熱區域選擇線圈的半徑、應數，確定加熱線 圈的半徑、應數及交變電流。本發明提出的控制磁納米粒子加熱區域的方法的流程如圖1 所示，從而最終形成能夠確定所需加熱區域選擇功能的磁納米粒子加熱線圈和加熱區域選 擇線圈的結構。
[0068] 為簡單描述起見，一種控制磁納米粒子加熱區域的裝置具體實例如圖2所示，包 含2個加熱線圈、8個加熱區域選擇線圈、為加熱區域選擇線圈和加熱線圈提供勵磁電流的 驅動電路和控制電路（圖中未示出）。實際實施中可W根據需要確定加熱區域選擇線圈的 數量n，n> 2。2個加熱線圈位于與=維笛卡爾坐標系中YOZ平面平行的平面上，圓屯、位于 X坐標軸上，構成一個加熱線圈組。8個加熱區域選擇線圈圍繞著X坐標軸成圓形均勻分布， 所有加熱區域選擇線圈的圓屯、均勻分布在YOZ平面的一圓形上，且每一個加熱區域選擇線 圈所在平面均與X坐標軸平行。2個加熱線圈與8個加熱區域選擇線圈大致形成圓柱體形 狀。在運個大致呈圓柱體的裝置上，2個加熱線圈同軸間隔設置，位于該圓柱體的端面上，8 個加熱區域選擇線圈設置在2個加熱線圈之間，每個加熱區域選擇線圈所在的平面與加熱 線圈的中屯、軸線平行、與加熱線圈所在平面垂直。
[0069] 實際上，根據所需加熱的目標對象的情況要求可W采用多個加