温度是肿瘤诊断与热疗治疗的关键参数,也是现代生物热物理与信息学科研究的前沿交叉领域的重要指标。针对在生物体内复杂的生化环境,基于磁纳米粒子温度敏感性的磁纳米温度测量方法被认为是一种有效的非侵入式的测温手段。本文针对肿瘤热疗提出的高精度与快速响应的温度测量系统需求,优化升级现有低频磁场激励下的磁纳米温度测量方法,研究了磁纳米粒子在中高频时变激励磁场下的动态特性(磁弛豫现象)并在此基础上提出了中高频时变磁场激励磁纳米温度测量方法。全文的具体内容如下：首先,为提高温度测量精度,在现有低频时变磁场激励下磁纳米温度测量方法基础上,本文分析了模型中的参数对温度测量精度的影响,研究设计了磁纳米粒子的粒径的大小及离散激励磁场的优化方法。实验结果发现,激励磁场大小相同的前提下,温度测量精度随着超顺磁性磁纳米粒子的粒径的增大而提高。此外,本文对激励磁场的离散分布进行优化,优化结果表明该方法可使温度测量精度提高30%。优化方法可用于细胞内等特殊环境下的温度测量。其次,为提高温度测量速度,本文研究了磁纳米粒子在中高频时变磁场激励下的动态特性(磁弛豫现象)。通过研究布洛赫弛豫方程,分析了磁纳米粒子在时变磁场激励下的磁化响应随时间的变化关系。实验结果分析发现在中高频磁场激励下,超顺磁性的磁纳米粒子表现出的磁滞现象导致了现有低频磁场激励下的温度测量技术不再适用于中高频时变磁场激励的情形。基于此,有必要研究在中高频磁场激励下的磁纳米温度测量方法。为了研究在中高频激励磁场下的磁纳米温度测量方法,本文利用布洛赫弛豫方程将描述磁纳米粒子的宏观磁化响应的交流磁化率与动态特性参数(有效弛豫时间)相结合。鉴于有效弛豫时间表现出的温度敏感性,利用有效弛豫时间作为中间过渡的变量,将交流磁化率与温度信息相结合从而建立了有效的温度测量模型。根据温度测量模型,搭建了相应的温度测量装置。通过该温度测量装置,验证了该磁纳米温度测量模型的可行性。实验结果表明,该温度测量最大测量误差为0.3 K,温度误差标准差达到0.1 K。最后,本文讨论了粒径分布与直流场等参数对温度测量的影响。考虑到基于磁纳米粒子的浓度及温度成像需要使用高梯度直流激励磁场这一因素,本文分析了在高幅度激励磁场下磁化响应强度的变化对温度测量的影响。该研究为进一步优化温度测量模型、温度测量的精度及速度提供了理论依据。