潘 伟， 潘卫东， 许静静， 孔祥阳

(1.生物电磁学北京市重点实验室，中国科学院电工研究所， 北京 100190； 2.中国科学院大学， 北京 100049)

用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现

潘 伟1,2， 潘卫东1， 许静静1,2， 孔祥阳1,2

(1.生物电磁学北京市重点实验室，中国科学院电工研究所， 北京 100190； 2.中国科学院大学， 北京 100049)

糖尿病作为一种终身代谢性疾病，并发症高达一百多种。研究表明，脉冲磁场能促进胶原纤维沉积，改善胶原纤维排列和取向，有助于糖尿病伤口愈合，能有效地促进糖尿病患者的溃疡静脉愈合。为了进一步探索脉冲磁场在糖尿病治疗中的场强、脉冲宽度、频率和治疗时间，本文提出了一种脉冲磁场发生方案，应用此方案设计了基于STM32单片机控制的低频脉冲磁场发生装置，其可以输出0～100Hz连续可调，最大磁感应强度100mT的脉冲磁场。利用ANSYS软件进行仿真，确定并优化磁场产生线圈的结构与尺寸。用STM32单片机对磁场进行控制，设计出相应的硬件及其接口，实现了对磁感应强度的实时控制与检测。通过选择开关器件、设计线圈和续流回路等措施减少脉冲磁场宽度，通过对螺线管线圈结构的设计，减少线圈发热对生物实验的影响。试验表明，该装置操作简便，性能稳定可靠，已在糖尿病并发症治疗的研究中得到应用。

脉冲磁场； STM32； 糖尿病； 螺线管线圈

1 引言

脉冲磁场(Pulsed Electromagnetic Field， PEMF)在生物医学中的应用受到广泛关注，过去几十年国内外研究人员做了大量的基础和临床研究。研究发现PEMF对促进骨骼和软骨组织损伤愈合[1]、调节微循环有显著的生物学效应[2,3]；……