Giới hạn và lựa chọn các thông số của từ trường

Một phần của tài liệu Hiệu ứng đốt từ trong các hạt từ kích thước nanomet (Trang 44)

Dựa vào các cơ chế tổn hao có thể thấy công suất đốt nhiệt của hạt từ phụ thuộc mạnh vào các thông số của từ trường xoay chiều với xu hướng chung là cường độ và tần số càng lớn thì công suất toả nhiệt trên các hạt cũng càng cao. Tuy nhiên những giới hạn về kĩ thuật, kinh tế cũng như y sinh không cho phép sự tăng đồng thời cả tần số và cường độ. Để không xảy ra sự đốt nóng bởi dòng điện bề mặt trong các mô tế bào khoẻ mạnh, tích số (H.f)0 phải không được vượt quá giá trị tới hạn 4,85.108 A/(m.s). Do vậy cần phải lựa chọn tối ưu các thông số của từ trường như thế nào đối với mỗi loại hạt từ sử dụng trong điều trị là rất quan trọng. Với các hạt kích thước trung bình ở vùng siêu thuận từ, công suất toả nhiệt tăng lên theo tần số như ở phương trình (1.16), trong đó có liên quan đến sự phụ thuộc vào tần số của phần ảo độ tự cảm xoay chiều. Ngược lại, sự phụ thuộc của tổn hao từ trễ vào tần số là tuyến tính đối với các hạt sắt từ. Mặt khác công suất tổn hao từ phụ thuộc vào cường độ từ trường theo hàm bậc hai

Hình 1.16: Yêu cầu về công suất đốt nhiệt theo các nồng độ hạt từ khác nhau [21].

với các hạt siêu thuận từ và theo hàm bậc ba với các hạt sắt từ có kích thước lớn hơn (tổn hao Reyleigh). Vì vậy với các hạt có cơ chế tổn hao từ trễ trong vùng Reyleigh, việc tăng cường độ từ trường phải được ưu tiên hơn so với tần số (ví dụ giảm tần số đi 1 nửa và tăng cường độ từ trường lên gấp đôi có thể tăng bốn lần công suất đốt nhiệt).

Hiện nay hầu hết các thí nghiệm nhiệt-từ trị được thực hiện với các máy phát quy mô phòng thí nghiệm trong dải tần số 50 kHz † 1 MHz và có cường độ từ trường khoảng một vài chục kA/m. Do hạn chế về các kỹ thuật chế tạo nên việc lựa chọn các thông số của từ trường thường không được tính toán cho mục đích tối ưu công suất toả nhiệt của hạt từ. Hiện nay đã có một thiết bị thương mại đầu tiên được phát triển bởi công ty MagForce để chữa trị cho bệnh nhân [12]. Thiết bị này sử dụng tần số 100 kHz và cường độ từ trường cực đại đạt 18 kA/m.

Một phần của tài liệu Hiệu ứng đốt từ trong các hạt từ kích thước nanomet (Trang 44)