CN109662774A - 非侵入式热消融装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种非侵入式热消融方法，利用非侵入式热消融装置对病灶区域进行加热。所述非侵入式热消融方法包括：通过非侵入式热消融装置的磁场产生元件，在包括有液态金属的病灶区域产生时变磁场，以对病灶区域进行加热。此外，用于此方法的非侵入式热消融装置也被提出。

Description

非侵入式热消融装置与方法
技术领域
本发明涉及一种热消融方法，尤其涉及一种非侵入式的热消融装置与方法。
背景技术
肿瘤的治疗一般可区分为根除性(curative)与缓解性(palliative)的治疗方式。前者如移植、手术切除、烧灼治疗(ablation therapy)等，后者如经动脉栓塞治疗术(TAE或TACE)、局部放射线治疗，以及近来正发展中的标的疗法等。
以根除式的治疗来说，目前最常见的手段为射频烧灼术(RadiofrequencyAblation，RFA)。射频烧灼术主要是通过射频产生器(RF generator)与射频电极针(RFelectrode needle)，在超音波的导引下，在肿瘤内插入电极针，射频的能量由电极针非绝缘体部分释放出来，经由离子激化(ion agitation)进一步转换成热能的形式，造成局部组织的凝固性坏死(coagulation necrosis)。
然而，电极针的加热温度过高可能会造成组织的碳化，而不够高的加热温度又因温度梯度导致治疗的有效范围不足。因此，侵入式的射频烧灼术常无法精准且彻底地完成治疗目的。
发明内容
本发明提供一种非侵入式热消融装置与方法，能够精准的针对肿瘤所在处进行加热治疗。
本发明的非侵入式热消融装置用以对病灶区域进行加热。非侵入式热消融装置包括磁场产生元件，用以在病灶区域产生时变磁场，其中液态金属分布于病灶区域中。
在本发明的一实施例中，上述的磁场产生元件包括亥姆霍兹线圈以及耦接于亥姆霍兹线圈的电源。亥姆霍兹线圈包括第一线圈以及第二线圈，而电源用以对第一线圈提供第一交流电，以及对第二线圈提供第二交流电。
在本发明的一实施例中，上述的电源更用以调整第一交流电的频率、调整第二交流电的频率以及时变磁场大小的至少其中之一。
在本发明的一实施例中，上述的第一线圈与第二线圈分别设置于病灶区域的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述的非侵入式热消融装置更包括磁场传感器以及耦接于磁场传感器的控制器。磁场传感器用以感测磁场分布，其中磁场分布是关联于所述时变磁场。控制器用以依据磁场分布定位病灶区域。
在本发明的一实施例中，上述的液态金属均匀混合有铁磁性微粒。
在本发明的一实施例中，上述的控制器依据时变磁场以及磁场分布，计算铁磁性微粒的温度。
在本发明的一实施例中，上述的磁场产生元件更用以在病灶区域中产生空间梯度磁场，以控制均匀混合有铁磁性微粒的液态金属依据空间梯度磁场进行移动。
在本发明的一实施例中，上述的磁场产生元件包括第一线圈阵列、第二线圈阵列以及电源。第一线圈阵列包括多个第一线圈，且第二线圈阵列包括多个第二线圈。电源耦接于第一线圈阵列以及第二线圈阵列，用以对第一线圈提供第一交流电，并且对第二线圈提供第二交流电。
在本发明的一实施例中，上述的液态金属包括液态镓金属。
在本发明的一实施例中，上述的病灶区域包括生物细胞肿瘤。
本发明的非侵入式热消融方法适于通过非侵入式热消融装置对病灶区域进行加热，其中非侵入式热消融装置包括磁场产生元件。所述非侵入式热消融方法包括：通过磁场产生元件在病灶区域产生时变磁场，其中病灶区域中包括液态金属。
在本发明的一实施例中，上述的磁场产生元件包括亥姆霍兹线圈，并且亥姆霍兹线圈包括第一线圈以及第二线圈。上述通过磁场产生元件在病灶区域产生时变磁场的步骤包括：提供第一交流电至第一线圈以及提供第二交流电至第二线圈，以产生时变磁场。
在本发明的一实施例中，上述的非侵入式热消融方法更包括：调整第一交流电的频率、第二交流电的频率以及时变磁场大小的至少其中之一，以控制病灶区域的温度。
在本发明的一实施例中，上述的非侵入式热消融方法更包括：通过磁场传感器感测磁场分布，其中磁场分布关联于时变磁场；以及依据磁场分布定位病灶区域。
在本发明的一实施例中，上述的液态金属均匀混合有铁磁性微粒。
在本发明的一实施例中，上述的非侵入式热消融方法更包括依据时变磁场以及磁场分布，计算铁磁性微粒的温度。
在本发明的一实施例中，上述的非侵入式热消融方法更包括通过磁场产生元件在病灶区域中产生空间梯度磁场，以控制均匀混合有铁磁性微粒的液态金属依据空间梯度磁场进行移动。
在本发明的一实施例中，上述通过磁场产生元件在病灶区域产生时变磁场之前更包括：使液态镓金属分布于病灶区域。
在本发明的一实施例中，上述的病灶区域包括生物细胞肿瘤。
基于上述，本发明实施例所提出的非侵入式热消融方法与非侵入式热消融装置，利用时变的磁场来加热液态镓金属，进而对分布有上述液态镓金属的病灶区域进行加热。如此一来，无须进行经皮穿刺手术就能够加热体内的病灶区域。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明一实施例的非侵入式热消融装置的方块图；
图2A显示本发明一实施例的亥姆霍兹线圈的示意图；
图2B显示本发明一实施例的亥姆霍兹线圈所产生的磁力线的示意图；
图3显示本发明一实施例的非侵入式热消融方法的示意图。
附图标号说明：
100：非侵入式热消融装置
110：亥姆霍兹线圈
110a：第一线圈
110b：第二线圈
120：电源
130：磁场传感器
140：控制器
CP：微血管
h：线圈距离
I：电流
LM：液态金属
LR：病灶区域
LV：肝脏
O：中心点
R：线圈半径
RG：区域
TM：肿瘤细胞
具体实施方式
本发明实施例以肝癌的肿瘤细胞为例，来说明本发明所提出的非侵入式热消融方法。一般而言，生物肿瘤细胞在形成时会造成周围的微血管大量增生，以吸收周遭环境的养分。在本发明的实施例中，包含有一或多个生物肿瘤细胞及其周围大量增生的微血管的区域称之为病灶区域。然而，生物细胞通常只要加热到超过摄氏46度就会逐渐死亡，因此，本发明实施例所提出的非侵入式热消融方法利用了以上的特性，无须利用经皮穿刺的电极针加热的手段，通过控制时变的磁场就能够轻易地对肿瘤细胞达到加热的目的。
图1显示本发明一实施例的非侵入式热消融装置的方块图。
请参照图1，非侵入式热消融装置100包括磁场产生元件、磁场传感器130以及控制器140，其中控制器140耦接于磁场产生元件以及磁场传感器130。磁场感测元件用以在病灶区域产生时变磁场。在本实施例中，磁场产生元件由亥姆霍兹线圈(Helmholtz Coil)110以及电源120所组成，其中电源120耦接于亥姆霍兹线圈110。然而，本发明并不限于此，所属领域技术人员当可依其需求或能力来实作磁场产生元件。
图2A显示本发明一实施例的亥姆霍兹线圈的示意图；图2B显示本发明一实施例的亥姆霍兹线圈所产生的磁力线示意图。
亥姆霍兹线圈110包括第一线圈110a以及第二线圈110b。如图2A所示，本实施例的第一线圈110a与第二线圈110b为完全相同的两个半径为R、距离为h的圆形导体线圈。当对第一线圈110a与第二线圈110b通以同向电流I时，以必欧-沙伐定律(Biot-Savart Law)来计算，在两线圈的中心点O的磁场大小约为其中μ0为真空磁导率，n为第一线圈110a或第二线圈110b的线圈匝数。如图2B中的磁力线所示，在亥姆赫兹线圈110的两线圈之间的区域RG中会产生相当均匀的磁场，区域RG中各位置的磁场几乎相当于中心点O的磁场。
电源120耦接于第一线圈110a以提供第一线圈110a第一交流电，并且耦接于第二线圈110b以提供第二线圈110b第二交流电。在本实施例中，第一交流电与第二交流电的频率与相位皆相同，如此一来，在亥姆赫兹线圈110的两线圈之间的区域RG中的磁场会以与第一交流电和第二交流电相同的频率变化，且磁场大小会正相关于第一交流电与第二交流电的电流大小。因此，通过调整电源120的频率与输出电流大小，能够相应的控制区域RG中的磁场频率与磁场大小。在本实施例中，电源120可提供频率为至少20kHz的交流电。
因此，若使区域RG中包括病灶区域，则本实施例中以亥姆赫兹线圈110和电源120所实现的磁场产生元件将能够在病灶区域中产生频率与大小可控的时变磁场。
在本发明的一实施例中，搭配磁场产生元件所产生的可控的时变磁场，磁场传感器130与控制器140更可用来对病灶区域进行精准的造影定位。具体方式将于以下实施例中详细介绍。
图3显示本发明一实施例的非侵入式热消融方法的示意图。本实施例的非侵入式热消融方法适用于图1实施例所介绍的非侵入式热消融装置100，以下将利用非侵入式热消融装置100的各项元件来进行说明。
在本实施例中，肝脏LV中包括多个肿瘤(tumor)细胞TM，且肿瘤细胞TM的周围增生了许多微血管CP，形成了病灶区域LR。首先，本实施例的非侵入式热消融方法使病灶区域LR中分布有液态金属LM。在一实施例中，所使用的液态金属LM例如为液态镓金属。通过栓塞治疗的原理，在注射液态金属LM后，会大量累积在微血管CP中，使得病灶区域LR中分布有液态镓金属LM。在一实施例中，所使用的液态金属LM中可添加化疗药物，以更加强疗效。在其他实施例中，所使用的液态金属LM也可为液态镓金属的合金或是其他的液态金属，本发明并不在此限。
值得一提的是，由于液态金属LM的密度相较于一般栓塞剂(例如，碘油等)的密度大，因此在更容易累积于微血管CP中。此外，在治疗完成后，液态金属LM也更容易被吸出血管。
随后，非侵入式热消融装置100在病灶区域LR产生时变磁场。在本实施例中，将病灶区域LR置于第一线圈110a与第二线圈110b之间。换言之，在本实施例的非侵入式热消融方法中，第一线圈110a与第二线圈110b是设置于病灶区域LR的相对两侧，以在病灶区域LR中产生空间上均匀且便于控制的时变磁场。然而，本发明并不在此限，所属领域技术人员可通过其他的方式来在病灶区域LR内产生时变磁场。
由于病灶区域LR中分布有液态金属LM，因此时变的磁场会因电磁感应而在液态金属LM中产生涡电流(Eddy Current)，进而转化为热能。一般而言，上述的时变磁场的频率越高，电磁感应所产生的感应电动势也就越大，因而所转化的热能也就越多。据此，在本实施例中，通过调整提供至第一线圈110a的第一交流电的频率，以及调整提供至第二线圈110b的第二交流电的频率，便能够控制液态金属LM所产生的热能。在一实施例中，电源120所提供的交流电频率例如为30kHz，但本发明并不限于此。所属技术领域技术人员当可视其需求(例如，两线圈之间的距离，或肿瘤的大小等)来调整电源120所提供的交流电频率，或时变磁场的磁场变化速度。
值得一提的是，由于生物细胞在高于摄氏46度就会渐渐失去活性，因此在使用电源120来加热液态金属LM来杀死肿瘤细胞时，可通过控制交流电频率来将液态金属LM控制在摄氏60度至摄氏80度之间，以达到有效率的治疗与良好的治疗效果。
此外，本发明实施例的非侵入式热消融装置100更包括磁场传感器130以及控制器140。如前段落所述，时变的磁场会因电磁感应而在液态金属LM中产生涡电流，同样的，涡电流也因为电流磁效应而再次产生磁场。由于来自第一线圈110a与第二线圈110b所产生的磁场是已知可以估算，因此利用磁场传感器130来感测第一线圈110a与第二线圈110b之间的磁场分布，控制器140便能够依据所得到的磁场分布，来对第一线圈110a与第二线圈110b之间的液态金属LM进行造影，进而定位出病灶区域LR。
值得一提的，由于涡电流在液态金属LM中所产生的热能除了正相关于时变磁场的频率外，也正相关于时变磁场的最大磁场强度。因此，若希望将定位病灶区域LR与加热病灶区域LR两者分开进行，可使用较小的最大磁场强度来定位病灶区域LR，并且使用较大的最大磁场强度来加热病灶区域LR。举例而言，电流120可提供第一交流电与第二交流电至第一线圈110a与第二线圈110b，以使在病灶区域LR中产生第一时变磁场，其最大磁场强度为10高斯，用以对病灶区域LR进行定位。另一方面，电流120可提供第一交流电与第二交流电至第一线圈110a与第二线圈110b，以使在病灶区域LR中产生第二时变磁场，其最大磁场强度为100高斯，用以对病灶区域LR进行加热。
如此一来，本发明实施例所提出的非侵入式热消融装置不仅能够对病灶区域进行加热，更能够再加热之前先进行定位。相较于传统使用X光来对金属进行定位的方法，本发明实施例所提供的定位方法能够减少辐射所带来的伤害，且降低设备成本。
特别是，在本发明的一实施例中，在使用液态镓金属作为液态金属LM时，更使其与铁磁性微粒(例如，纳米尺寸的铁磁性微粒)均匀混合。如此一来，除了更能增加涡电流加热病灶区域LR的效率之外，更能够利用磁场产生元件来测量病灶区域LR的温度以及移动液态金属LM。
详细来说，温度所造成的粒子碰撞会导致铁磁性粒子的顺磁性(para-magnetism)随着温度升高而降低。当外加时变磁场时，铁磁性微粒的磁化向量(magnetization)会随着时变磁场的频率而共振。但是，温度所造成的碰撞将会阻碍磁化向量的共振，进而会反映在铁磁性微粒的磁化向量的共振频率(例如，三阶和五阶)当中。简言之，铁磁性微粒的温度高低将会直接影响其磁化向量与外加的时变磁场共振的状态。
基此，在本发明的一实施例中，在利用磁场产生元件外加可控的时变磁场后，通过磁场传感器130来取得病灶区域LR中的磁场分布函数，控制器140便能够依据此磁场分布函数，通过计算铁磁性微粒的磁化向量函数，进而计算出铁磁性微粒的温度。由于铁磁性微粒是均匀混合于液态金属当中，因此计算出铁磁性微粒的温度也就相当于计算出液态金属的温度。如此一来，在对病灶区域LR进行热消融时，更能够利用磁场传感器130来测量液态金属对病灶区域LR加热时的温度，并建立分布有液态金属的病灶区域LR中的温度分布。
所属领域技术人员应当可由磁性研究的相关文献中，获得如何通过磁性粒子磁化时的共振频率来推估温度的相关教示，故在此不对其详细说明。
在一实施例中，非侵入式热消融装置100的磁场产生元件例如包括由多个第一线圈110a所组成的第一线圈阵列，以及包括由多个第二线圈110b所组成的第二线圈阵列。由于第一线圈阵列与第二线圈阵列可涵盖较大的范围，因此其例如分别是位于病灶区域LR的相对两侧，或例如是位于液态镓金属的相对两侧。在本实施例中，磁场产生元件的电源120例如是分别电性连接于第一线圈阵列中的各个第一线圈110a以及第二线圈阵列中的各个第二线圈110b，藉以分别提供不同电流大小的直流电，以在第一线圈阵列与第二线圈阵列之间的各个位置制造出不同的磁场大小。在一实施例中，为了移动液态金属LM，控制器140例如控制电源120在第一线圈阵列与第二线圈阵列之间建立空间梯度磁场。
举例来说，当使用者欲将病灶区域LR中第一区域的液态镓金属移动至病灶区域LR中的第二区域时，可控制电源120提供不同的直流电流大小，使第一线圈阵列与第二线圈阵列在第一区域与第二区域之间建立空间梯度磁场，以推动液态镓金属中的铁磁性微粒至第二区域，进而带动液态镓金属至第二区域。如此一来，通过控制本发明实施例的非侵入式热消融装置100中的电源120，便能够针对病灶区域LR进行定位与加热，还能够将液态金属LM移动至期望的区域。
综上所述，本发明实施例所提出的非侵入式热消融装置与非侵入式热消融方法，利用肿瘤本身的特性，使其周围增生的微血管中分布液态镓金属，再利用时变的磁场来加热液态镓金属。如此一来，无须进行经皮穿刺手术就能够对体内的肿瘤进行加热。另一方面，凡肿瘤所在之处都会因为周围增生微血管中的液态镓金属而被加热。据此，即使是多而分散的肿瘤也能够同时对其进行加热以彻底将其清除，且不致影响其他区域的健康细胞。此外，通过本发明实施例所提出的非侵入式热消融装置，能够无须使用X光等辐射光线，便能够对肿瘤细胞进行定位，不仅减少对人体带来的伤害，更降低设备成本。
在本发明的实施例中更在液态金属中均匀混和铁磁性微粒。据此，除了能够方便地移动液态金属至期望区域之外，更能轻易的测量液态金属的温度，进而调整时变磁场的频率来更加精准地控制热消融时所使用的温度。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种非侵入式热消融装置，其特征在于，用以对病灶区域进行加热，所述非侵入式热消融装置包括：
磁场产生元件，用以在所述病灶区域产生时变磁场，
其中液态金属分布于所述病灶区域。
2.根据权利要求1所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述磁场产生元件包括：
亥姆霍兹线圈，包括第一线圈以及第二线圈；以及
电源，耦接于所述亥姆霍兹线圈，用以对所述第一线圈提供第一交流电，以及对所述第二线圈提供一第二交流电。
3.根据权利要求2所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述电源还用以调整所述第一交流电的频率、所述第二交流电的频率，以及所述时变磁场的大小的至少其中之一。
4.根据权利要求2所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述第一线圈与所述第二线圈分别设置于所述病灶区域的相对两侧。
5.根据权利要求1所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，还包括：
磁场传感器，用以感测一磁场分布，其中所述磁场分布关联于所述时变磁场；以及
控制器，耦接于所述磁场传感器，用以依据所述磁场分布定位所述病灶区域。
6.根据权利要求5所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述液态金属均匀混合有铁磁性微粒。
7.根据权利要求6所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述控制器依据所述时变磁场以及所述磁场分布，计算所述铁磁性微粒的温度。
8.根据权利要求6所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述磁场产生元件还用以在所述病灶区域产生一空间梯度磁场，以使均匀混合有所述铁磁性微粒的所述液态金属依据所述空间梯度磁场移动。
9.根据权利要求8所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述磁场产生元件包括：
第一线圈阵列，包括多个第一线圈；
第二线圈阵列，包括多个第二线圈；以及
电源，耦接于所述第一线圈阵列以及所述第二线圈阵列，用以对所述多个第一线圈提供第一直流电，并且对所述多个第二线圈提供第二直流电。
10.根据权利要求1所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述液态金属包括液态镓金属。
11.根据权利要求1所述的非侵入式热消融装置，其特征在于，所述病灶区域包括生物细胞肿瘤。
12.一种非侵入式热消融方法，其特征在于，适于通过非侵入式热消融装置对病灶区域进行加热，其中所述非侵入式热消融装置包括磁场产生元件，所述非侵入式热消融方法包括：
通过所述磁场产生元件在所述病灶区域产生时变磁场，
其中所述病灶区域包括液态金属。
13.根据权利要求12所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，所述磁场产生元件包括亥姆霍兹线圈，并且所述亥姆霍兹线圈包括第一线圈以及第二线圈，其中通过所述磁场产生元件在所述病灶区域产生所述时变磁场的步骤包括：
提供第一交流电至所述第一线圈以及提供第二交流电至所述第二线圈，以产生所述时变磁场。
14.根据权利要求13所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，还包括：
调整所述第一交流电的频率、所述第二交流电的频率，以及所述时变磁场的大小的至少其中之一，以控制所述病灶区域的温度。
15.根据权利要求12所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，还包括：
通过磁场传感器感测一磁场分布，其中所述磁场分布关联于所述时变磁场；以及
依据所述磁场分布定位所述病灶区域。
16.根据权利要求15所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，所述液态金属均匀混合有铁磁性微粒。
17.根据权利要求16所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，还包括：
依据所述时变磁场以及所述磁场分布，计算所述铁磁性微粒的温度。
18.根据权利要求16所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，还包括：
通过所述磁场产生元件在所述病灶区域中产生空间梯度磁场，其中均匀混合有所述铁磁性微粒的所述液态金属依据所述空间梯度磁场移动。
19.根据权利要求12所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，通过所述磁场产生元件在所述病灶区域产生所述时变磁场之前还包括：
使液态镓金属分布于所述病灶区域。
20.根据权利要求12所述的非侵入式热消融方法，其特征在于，所述病灶区域包括生物细胞肿瘤。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7152709B2 (ja) * 2018-05-23 2022-10-13 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
WO2023102235A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 Tau Medical Inc. Devices and methods for treating lung tumors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1678371A (zh) * 2002-08-24 2005-10-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 利用磁性粒子进行局部加热的方法
CN101416040A (zh) * 2006-03-30 2009-04-22 皇家飞利浦电子股份有限公司 作为温度传感器的磁阻传感器
CN102421359A (zh) * 2009-05-08 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于加热磁性材料的装置和方法
CN102814004A (zh) * 2012-09-07 2012-12-12 北京大学 一种基于磁性纳米粒子的旋磁治疗系统
CN103315945A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 清华大学 一种血管栓塞剂及其注射装置和用途
US20170265803A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-21 Nimd Ltd. Localized cancer tumor detection using microwaves and nanoparticles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248312A (en) * 1992-06-01 1993-09-28 Sensor Electronics, Inc. Liquid metal-filled balloon
US6458071B1 (en) * 1997-12-08 2002-10-01 Jerry I. Jacobson Method for electromagnetically restructuring water for organismic consumption
CN1381281A (zh) 2002-04-26 2002-11-27 张军 介入磁热疗栓塞剂及其使用方法
AU2007303223C1 (en) * 2006-10-02 2013-01-10 Emkinetics, Inc. Method and apparatus for magnetic induction therapy
US8579787B2 (en) * 2008-05-19 2013-11-12 University Of Maryland College Park Methods and systems for using therapeutic, diagnostic or prophylactic magnetic agents
KR101274116B1 (ko) * 2008-12-16 2013-06-13 한국전자통신연구원 무선 한방용 자기침 시스템
CN107137358A (zh) * 2017-05-17 2017-09-08 清华大学 一种液态金属药物体系及其制备和递送、释放方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1678371A (zh) * 2002-08-24 2005-10-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 利用磁性粒子进行局部加热的方法
CN101416040A (zh) * 2006-03-30 2009-04-22 皇家飞利浦电子股份有限公司 作为温度传感器的磁阻传感器
CN102421359A (zh) * 2009-05-08 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于加热磁性材料的装置和方法
CN102814004A (zh) * 2012-09-07 2012-12-12 北京大学 一种基于磁性纳米粒子的旋磁治疗系统
CN103315945A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 清华大学 一种血管栓塞剂及其注射装置和用途
US20170265803A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-21 Nimd Ltd. Localized cancer tumor detection using microwaves and nanoparticles

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