기존 암 치료의 대체 요법으로 MFH (Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia)에 대한 관심이 증대 되고 있다. 기존의 암 치료 방법인 외과적 수술, 방사선 치료, 약물 치료 등은 치료에 있어서 제한적이고 부작용의 위험이 따른다. MFH는 표적화 치료가 가능하여 이러한 문제점들을 해결 또는 보완해줄 수 있다. MFH는 자기입자를 암세포에 위치시키고 외부에서 적절한 세기와 주파수의 자기장에너지를 가하면 자기입자에서 자기손실에 의해 열이 발생하는데 이를 암 치료에 이용하는 것이다. 그러나 현재까지 MFH가 임상적 적용단계에는 이르지 못하였는데 이는 생체적 그리고 물리적 문제가 따르기 때문이다. 본 연구에서는 물리적 문제 중의 하나인 자기장세기를 증가시키기 위한 방법으로 ...
기존 암 치료의 대체 요법으로 MFH (Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia)에 대한 관심이 증대 되고 있다. 기존의 암 치료 방법인 외과적 수술, 방사선 치료, 약물 치료 등은 치료에 있어서 제한적이고 부작용의 위험이 따른다. MFH는 표적화 치료가 가능하여 이러한 문제점들을 해결 또는 보완해줄 수 있다. MFH는 자기입자를 암세포에 위치시키고 외부에서 적절한 세기와 주파수의 자기장에너지를 가하면 자기입자에서 자기손실에 의해 열이 발생하는데 이를 암 치료에 이용하는 것이다. 그러나 현재까지 MFH가 임상적 적용단계에는 이르지 못하였는데 이는 생체적 그리고 물리적 문제가 따르기 때문이다. 본 연구에서는 물리적 문제 중의 하나인 자기장세기를 증가시키기 위한 방법으로 임피던스 매칭과 도선을 설계하였으며, 이를 이용하여 발열실험을 하였다. 도선에 교류전류가 흐르면 전류의 방향이 바뀌면서 중심부는 역기전력으로 인해 전류의 흐름을 방해받게 된다. 이로 인해 전류는 도선의 표면을 통해 흐르게 되는데 이를 표면효과라 한다. 따라서 도선의 표면적을 넓게 하기위해서 연선을 사용하였다. 직경이 다른 도선을 사용하여 연선을 만들었고 이중에서 직경 0.3 mm를 이용한 25가닥의 연선이 9.8 A로 가장 많은 전류의 흐름을 보였다. 이 연선으로 코일을 만들었으며 50 kHz에서 21.5 kA/m의 자기장 세기를 보였다. 외부자기장을 발생시키는 과정에서 증폭기와 코일의 사이에 임피던스의 차가 발생하면 이로 인해 반사 손실이 발생하게 된다. 이를 줄이기 위해서 증폭기와 코일 사이에 임피던스 매칭회로를 추가 하였다. 10~100 kHz의 주파수범위에서 임피던스 매칭회로의 추가 여부에 따른 전류의 흐름을 확인한 결과 주파수가 높아지면서 전류의 흐름차이가 점점 더 증가 하였다. 실험 결과 25 nm의 자기 입자와 surgical gel을 이용한 발열 실험에서는 작은 발열량을 보였다. 그러나 연선의 사용으로 전류의 흐름이 증가하는 것을 볼 수 있었고, 임피던스 매칭회로의 추가로 반사손실이 줄어 자기장세기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
기존 암 치료의 대체 요법으로 MFH (Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia)에 대한 관심이 증대 되고 있다. 기존의 암 치료 방법인 외과적 수술, 방사선 치료, 약물 치료 등은 치료에 있어서 제한적이고 부작용의 위험이 따른다. MFH는 표적화 치료가 가능하여 이러한 문제점들을 해결 또는 보완해줄 수 있다. MFH는 자기입자를 암세포에 위치시키고 외부에서 적절한 세기와 주파수의 자기장에너지를 가하면 자기입자에서 자기손실에 의해 열이 발생하는데 이를 암 치료에 이용하는 것이다. 그러나 현재까지 MFH가 임상적 적용단계에는 이르지 못하였는데 이는 생체적 그리고 물리적 문제가 따르기 때문이다. 본 연구에서는 물리적 문제 중의 하나인 자기장세기를 증가시키기 위한 방법으로 임피던스 매칭과 도선을 설계하였으며, 이를 이용하여 발열실험을 하였다. 도선에 교류전류가 흐르면 전류의 방향이 바뀌면서 중심부는 역기전력으로 인해 전류의 흐름을 방해받게 된다. 이로 인해 전류는 도선의 표면을 통해 흐르게 되는데 이를 표면효과라 한다. 따라서 도선의 표면적을 넓게 하기위해서 연선을 사용하였다. 직경이 다른 도선을 사용하여 연선을 만들었고 이중에서 직경 0.3 mm를 이용한 25가닥의 연선이 9.8 A로 가장 많은 전류의 흐름을 보였다. 이 연선으로 코일을 만들었으며 50 kHz에서 21.5 kA/m의 자기장 세기를 보였다. 외부자기장을 발생시키는 과정에서 증폭기와 코일의 사이에 임피던스의 차가 발생하면 이로 인해 반사 손실이 발생하게 된다. 이를 줄이기 위해서 증폭기와 코일 사이에 임피던스 매칭회로를 추가 하였다. 10~100 kHz의 주파수범위에서 임피던스 매칭회로의 추가 여부에 따른 전류의 흐름을 확인한 결과 주파수가 높아지면서 전류의 흐름차이가 점점 더 증가 하였다. 실험 결과 25 nm의 자기 입자와 surgical gel을 이용한 발열 실험에서는 작은 발열량을 보였다. 그러나 연선의 사용으로 전류의 흐름이 증가하는 것을 볼 수 있었고, 임피던스 매칭회로의 추가로 반사손실이 줄어 자기장세기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
The interests in MFH(Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia), as a replacement of existing cancer therapies, is gradually increasing. There are limitations and risks of side effects in using older cancer therapies such as surgery, irradiation or chemotherapy. MFH is capable of more targeted treat...
The interests in MFH(Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia), as a replacement of existing cancer therapies, is gradually increasing. There are limitations and risks of side effects in using older cancer therapies such as surgery, irradiation or chemotherapy. MFH is capable of more targeted treatment and therefore these problems or issues can be resolved or complemented. MFH locates magnetic particles in the cancer cells. Then the magnetic field energy with appropriate intensity and frequency is applied. It causes the power losses of magnetic particles. MFH uses the heat produced from this process to treat cancer cells. However, until nowadays, the MFH couldn't reach clinical application stage and this is because there are possible biological and physical problems. In this study, an impedance matching and wires are designed in order to increase the intensity of magnetic field, which is one of the physical problems and processed heating experiments using these. The flow of alternating current through a wire changes the direction of the current. The current flow in center is blocked by the counter electromotive force and therefore the current runs only on the surface of the wire. Because of such phenomenon, stranded wire is used to increase the surface area of the wire. The wire using 25 strands with diameter of 0.3mm showed the strongest current flow of 9.8 A. During the process of making an external magnetic field, difference of impedance between the amplifier and the coil causes return loss. In order to minimize this, matching circuit is added between the amplifier and the coil. The result of current flow test according to the availability of the impedance matching circuit in frequency range from 10 to 100 kHz shows that difference of current flows increased as the frequency becomes stronger. Based on such results, the heat production test was made using magnetic particle sized in 25 nm and surgical gel and then the small increase was observed in the temperature change. However, increased current flow was observed when stranded wires were used and also the strengthened magnetic field was observed as the added impedance matching circuit decreased return loss.
The interests in MFH(Magnetic nanoparticles Fluid Hyperthermia), as a replacement of existing cancer therapies, is gradually increasing. There are limitations and risks of side effects in using older cancer therapies such as surgery, irradiation or chemotherapy. MFH is capable of more targeted treatment and therefore these problems or issues can be resolved or complemented. MFH locates magnetic particles in the cancer cells. Then the magnetic field energy with appropriate intensity and frequency is applied. It causes the power losses of magnetic particles. MFH uses the heat produced from this process to treat cancer cells. However, until nowadays, the MFH couldn't reach clinical application stage and this is because there are possible biological and physical problems. In this study, an impedance matching and wires are designed in order to increase the intensity of magnetic field, which is one of the physical problems and processed heating experiments using these. The flow of alternating current through a wire changes the direction of the current. The current flow in center is blocked by the counter electromotive force and therefore the current runs only on the surface of the wire. Because of such phenomenon, stranded wire is used to increase the surface area of the wire. The wire using 25 strands with diameter of 0.3mm showed the strongest current flow of 9.8 A. During the process of making an external magnetic field, difference of impedance between the amplifier and the coil causes return loss. In order to minimize this, matching circuit is added between the amplifier and the coil. The result of current flow test according to the availability of the impedance matching circuit in frequency range from 10 to 100 kHz shows that difference of current flows increased as the frequency becomes stronger. Based on such results, the heat production test was made using magnetic particle sized in 25 nm and surgical gel and then the small increase was observed in the temperature change. However, increased current flow was observed when stranded wires were used and also the strengthened magnetic field was observed as the added impedance matching circuit decreased return loss.
주제어
#hyperthermia 임피던스 매칭 magnetic induction magnetic nanoparticles
학위논문 정보
저자
이종철
학위수여기관
영남대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
의공학 의공학
지도교수
김기채,윤상모
발행연도
2010
총페이지
46
키워드
hyperthermia 임피던스 매칭 magnetic induction magnetic nanoparticles
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