[发明专利]一种聚焦磁场调控装置

说明书

一种聚焦磁场调控装置，包括两对励磁线圈、两对磁场聚磁磁极、两个磁场聚焦线圈和一台控制器；控制器分别与两对励磁线圈和两个磁场聚集线圈相连；两对所述的励磁线圈分别绕制在两个磁场聚焦磁极上，每一对的两个励磁线圈同轴布置，且两对励磁线圈的中轴线相互垂直。两对励磁线圈之间的间距大于等于磁纳米颗粒分布区域的直径。所述的励磁线圈组产生用于使磁纳米颗粒顺磁场方向移动的磁力，控制磁性纳米颗粒的移动方向。励磁线圈、磁场聚磁磁极和磁场聚焦线圈共同控制磁性纳颗粒聚集的方向、速度和聚集区域。

技术领域

本发明涉及一种磁场调控装置。

背景技术

股骨头坏死作为一种发病率高、危害大的一种疾病，传统的治疗方法包括减少负重、药物、髓心钻孔减压以及人工全髋关节置换等手段，尤其是晚期股骨头坏死病人，只能通过人工置换治疗，目前常用的保髋手术治疗方法，对延缓股骨头坏死虽各有优势，但难免发生软骨下骨塌陷、骨关节炎等，为恢复坏死股骨头形状，研究表明肌腱干细胞具有极大的成骨、软骨分化潜能，因此肌腱干细胞作为骨髓间充质干细胞的替代种子细胞，其应用于股骨头坏死的组织修复、新骨形成中将有巨大作用。另一方面，药物治疗股骨头坏死存在局部血药浓度低、全身血药浓度高的问题。磁性纳米颗粒作为一种载体，既可以作为干细胞载体，也可以作为运载药物载体，而且作为靶向载体，纳米颗粒载体具有选择和高效运载药物的可行性已经被大量的研究所证实。为实现定向靶向给药以及靶向治疗，需要实现磁性纳米颗粒的定位聚焦。目前针对磁性纳米颗粒磁感应热聚焦系统，如中国201110144541.8的一种基于负荷磁场的磁性纳米颗粒磁感应热聚焦系统，在产生交变磁场装置两侧设置同极相对的永磁体，该永磁体与产生交变磁场的装置的中心线的距离大致相等，通过在交变磁场上叠加永磁体产生恒定磁场来实现对磁性纳米颗粒热效应的控制和对分散有磁性纳米颗粒区域内局部位置的选择性升温，但该技术方案的永磁体产生的磁场是恒定的，永磁体一旦安装到位后只有相对的永磁体磁极中心出的磁性纳米颗粒粒子热效应可以控制，若需要热疗的机体组织不在磁极中心，则无法根据肿瘤区域位置和形状来灵活调整选择加热区域，难以在实践中应用，另一个原因是该系统是专门针对热疗的，因此目前专门针对磁性纳米颗粒定位聚焦靶向治疗的装置还没见报道。

发明内容

为克服现有技术的缺点，实现靶向药物高效运载，本发明提出一种聚焦磁场调控装置。本发明借助磁性纳米颗粒随外加磁场具有快速定向运动的特点，可以实现在股骨头目标治疗区域磁纳米颗粒的聚集，提高生物体局部血药浓度。

本发明聚焦磁场调控装置包括两对励磁线圈、两对磁场聚焦磁极、两个磁场聚焦线圈和一台控制器。

控制器分别与两对励磁线圈和两个磁场聚集线圈相连。

所述的励磁线圈产生励磁磁势，使目标治疗区域整体达到足够大的磁场强度，为磁纳米颗粒移动提供磁场力。所述的磁场聚焦线圈产生增强磁动势，改变励磁磁势的磁场分布，使目标治疗区域磁场强度高于周围区域，实现携带药物的磁纳米颗粒向目标治疗区域聚集。所述的磁场聚焦磁极引导磁通走向，控制磁场聚焦区域大小，改变磁通回路的磁阻分布，使磁纳米颗粒分布区域有更大的磁压降，同时减小磁通回路整体磁阻，降低装置耗能。

两对所述的励磁线圈分别绕制在两个磁场聚焦磁极上，每一对的两个励磁线圈同轴布置，且两对励磁线圈的中心轴线相互垂直。两对励磁线圈之间的间距大于等于磁纳米颗粒分布区域的直径。

一对电流方向相同且平行放置的线圈，其在轴线上产生的磁场只能沿着轴线方向，如果想得到完整平面对磁纳米颗粒的控制，则至少需要在其垂直方向再添加一对线圈，两个方向的磁场作为基向量，就可以使磁纳米颗粒在磁纳米颗粒分布区域任意位置聚集。

两个所述的磁场聚焦线圈的轴线相互垂直，两个磁场聚焦线圈中心轴线分别与每一对励磁线圈的中心轴线重合。磁场聚焦线圈的直径大于等于磁纳米颗粒分布区域的直径。通入磁场聚焦线圈的电流与平行于轴线放置的励磁线圈的电流方向相同，使得磁场聚焦线圈产生的磁场方向与励磁线圈磁场产生的方向相同，可以增强目标治疗区域的磁场。