Ferromanyetik çekirdekli manyetik alan üreteçlerinin biyomedikal araştırmalar için tasarlanması
Design of magnetic field generators with ferromagnetic cores for biomedical research
Yazar: FATİH ELÇİN
Danışman: DOÇ. DR. SERHAT KÜÇÜKDERMENCİ
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Manyetik nanopartiküller = Magnetic nanoparticles

Özet:
Kanser tedavilerinden birisi manyetik hipertermidir. Manyetik hipertermi tedavisi tümörün yüksek sıcaklıklara ulaştırılarak yok edilmesi işlemidir. Manyetik nanoparçacıklar tümör bölgesine yerleştirilerek yüksek frekanslı manyetik alan şiddetine maruz bırakılır ve tümör bölgesinde ısıtma gerçekleştirilir.
Bu tez çalışmasında hava boşluğu bulunan ferrit çekirdek kullanılarak yüksek frekanslı manyetik alan üretilmiş ve manyetik hipertermi çalışması için uygunluğu araştırılmıştır. Ferrit çekirdekte hava boşluğu oluşturularak farklı noktalarda manyetik alan oluşturulması ve ferro malzemenin ısıtılması benzetim ile incelenmiştir. Benzetim çalışmasından sonra yüksek frekanslı manyetik alan üretmek mikrodenetleyici ile inverter devresi tasarlanmıştır. Yapılan deney sonucunda sıcaklık zaman grafiği oluşturulmuştur. Benzetimde boş bobin üzerinde ferro malzeme ısıtılarak benzetimler ve deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonrasında manyetik hipertermi için hava boşluğu bulunan ferrit çekirdek ve manyetit manyetik nanoparçacıklar kullanılarak benzetimler yapılmıştır. Yapılan benzetimlerde hava boşluğu bulunan ferrit çekirdek üzerine sarılan çok-turlu bobinin akım değerleri değiştirilerek farklı manyetik akı yoğunluğu değerleri bulunmuş, analitik olarak özgül emilim oranı hesaplanmış ve sabit frekansta tümör dokusu üzerindeki ısınma gözlemlenmiştir.

Abstract:
One of the cancer treatments is magnetic hyperthermia. In the treatment of magnetic hyperthermia, the tumor is destroyed by reaching high temperatures. Magnetic nanoparticles are placed in the tumor area and exposed to high frequency magnetic field intensity and heating is performed in the tumor area.
In this thesis, a high frequency magnetic field was produced using a ferrite core with an air gap and its suitability for magnetic hyperthermia study was investigated. The creation of a magnetic field at different points by creating an air gap in the ferrite core and the heating of the ferro material were investigated by simulation. After the simulation study, microcontroller and inverter circuit are designed to produce high frequency magnetic field. As a result of the experiment, a temperature-time graph was created. In the simulation, the ferro material was heated on the empty coil and the simulations and test results were compared. Afterwards, simulations were made for magnetic hyperthermia by using ferrite core with air gap and magnetite magnetic nanoparticles. In the simulations, different magnetic flux density values were found by changing the current values of the multi-turn coil wound on the ferrite core with an air gap, the specific absorption rate was calculated analytically, and the heating on the tumor tissue at a constant frequency was observed.