Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-02-26T20:14:23Z
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Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / No presente trabalho, buscou-se o desenvolvimento e a caracterização eletrônica de um sistema de atuação magnética multidimensional baseado na topologia de bobinas de Helmholtz. O equipamento em questão é capaz de gerar campos magnéticos contínuos, ou modulados em pulsos senoidais, que originam diferentes padrões direcionais e fornecem graus de liberdade tanto translacionais quanto rotacionais para o controle e a ativação de unidades diversas, suscetíveis a campos magnéticos. As bobinas foram dimensionadas para a execução de testes laboratoriais em escala de bancada, fornecendo uma área útil de aporte amostral de até 8 cm, onde a uniformidade do campo produzido deve ser satisfatória e previsível. Na implementação aqui apresentada, a interação mais importante entre os campos magnéticos gerados é a de campo rotatório, que ocorre com a alimentação simultânea dos pares de bobinas perpendiculares em frequências oscilatórias entre 100 Hz e 1000 Hz. No universo de aplicações biomédicas, essas frequências relativamente baixas são conjecturadas como efetivas para aplicações de hipertermia por atrito quando aplicadas sobre as nanoestruturas apropriadas. Portanto, deu-se continuidade à prototipagem das bobinas e à elucidação e adoção de um sistema de amplificação de sinais elétricos, o qual regula a passagem de corrente nas espiras. Para a redução da reatância indutiva indesejável, foi projetado um banco de capacitores variável que auxilia na funcionalidade e na eficiência energética do protótipo. Em seguida, foram realizadas simulações computacionais que modelaram as proporções reais do equipamento para a validação dos padrões circulares dos campos e para a projeção dos valores das forças magnéticas. Por fim, o sistema foi caracterizado quanto à intensidade dos campos gerados e às faixas de frequências operantes em correntes alternadas, nas quais as perdas energéticas são mínimas. Possibilitou-se, assim, o uso do campo magnético de maior intensidade, na faixa de 30mT, para testes preliminares de hipertermia. / A multidimensional magnetic actuation system based on the Helmholtz coil topology was developed and characterized electronically. This equipment generates both continuous magnetic fields and modulated ones in sinusoidal pulses, which provide different directional patterns and multiple degrees of translational and rotational freedom for the control and activation of magnetic units. The coils were designed for bench-scale laboratory tests, providing a sample loading area of up to 8 cm, where the uniformity of the field produced should be satisfactory and predictable. In the implementation phase, it was observed that the most important interaction among the magnetic fields generated is the rotational field, which occurs with the simultaneous activation of both pairs of perpendicular coils in oscillatory frequencies between 100 Hz and 1000 Hz. In the biomedical universe, such low-frequency magnetic fields are thought as potentially effective tools for friction hyperthermia when applied on the appropriate nanostructures. Therefore, the prototyping of the coils and the adoption of an electrical signal amplification system were carried out for the conduction of the necessary electric current. In order to reduce undesirable inductive reactance, a variable capacitor bank was designed which assists the functionality and energy efficiency of the prototype. Then, computational simulations that modeled the actual proportions of the equipment were performed to validate the circular patterns of the magnetic fields and the projection of their values. Finally, the system was characterized in terms of the intensity of the alternating magnetic fields and the bands of frequencies, in which the energy losses were minimal. Thus, the use of the field with highest intensity (in the range of 30mT) was made possible for preliminary tests of hyperthermia.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/31303 |
| Date | 01 November 2017 |
| Creators | Oliveira, Victor Ferreira Antunes de |
| Contributors | Rosa, Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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