專利名稱：用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域tms的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)儀器，特別涉及一種利用瞬變電磁場(chǎng)進(jìn)行神經(jīng)刺激的電磁場(chǎng)經(jīng)盧頁(yè)磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)技術(shù)。
背景技術(shù)：
瞬變電磁場(chǎng)是一種變化的電磁場(chǎng)，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，如用于金屬探測(cè)和礦物資源探測(cè)等。他們都是利用激勵(lì)線圈中電流的瞬間變化產(chǎn)生脈沖電磁波(稱為一次電磁場(chǎng)，或一次場(chǎng))，在一次電磁場(chǎng)的激勵(lì)下，被測(cè)物體內(nèi)部由于電磁感應(yīng)將產(chǎn)生隨時(shí)間變化的感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流又在周圍空間激發(fā)二次電磁場(chǎng)(或二次場(chǎng))，此二次電磁場(chǎng)與被探測(cè)的金屬導(dǎo)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)和參數(shù)相關(guān)。利用二次電磁場(chǎng)感應(yīng)線圈接收該二次電磁場(chǎng)，分析并研究其與時(shí)間的變化關(guān)系，就可以對(duì)目標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行定量和定性評(píng)估。瞬變電磁場(chǎng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的典型應(yīng)用為一種稱為經(jīng)頡磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation,縮寫TMS)的技術(shù)。TMS是一種無(wú)電極刺激形式,它是利用激勵(lì)線圈產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)在目標(biāo)組織中感應(yīng)出電流，達(dá)到刺激可興奮組織目的。當(dāng)電流流經(jīng)TMS激勵(lì)線圈時(shí)，將在其周圍產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)，這個(gè)強(qiáng)大且快速變化的磁場(chǎng)可以穿透人體皮膚及頭骨等組織發(fā)生作用。時(shí)變磁場(chǎng)能夠刺激神經(jīng)是由D’ Arsonval在1896年觀察到磁致閃光現(xiàn)象時(shí)首先發(fā)現(xiàn)的，在此后的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，磁刺激研究?jī)H限于磁致閃光。Brickford等在1965年磁刺激完整的兔、青蛙和人時(shí)觀察到骨骼肌抽動(dòng)，但由于沒有明確的應(yīng)用目的，進(jìn)一步的工作沒有開展。1985年，Barker等使用一個(gè)小巧磁線圈在低于O. 3Hz的脈沖電流驅(qū)動(dòng)下,幾乎無(wú)痛、非侵入地刺激正常人腦皮質(zhì)，觀察到手肌抽動(dòng)，用表面電極在小指外展肌記錄到運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)誘發(fā)電位(MEPs)，并在倫敦出席第11屆腦電與臨床神經(jīng)生理大會(huì)上向世界各地代表做了展示，令人鼓舞的結(jié)果引起了極大的轟動(dòng)，這種方法后稱為經(jīng)顱磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation, TMS)。1987 年 Amassian 等、1990 年 Cohen 等分別用實(shí)驗(yàn)證明了不同方向放置的刺激線圈對(duì)大腦皮層的作用引起不同手指活動(dòng)。上述應(yīng)用電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)通常采用大電流脈沖進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以獲得需要的瞬變電磁場(chǎng)。為了獲得足夠的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，激勵(lì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電流大、脈沖寬度大，激勵(lì)系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)困難，而且存在很大的安全隱患，特別是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用安全性更是一個(gè)不可忽視的重要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)的安全性。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，包括電源裝置、激勵(lì)線圈、充電電路、放電電路和控制裝置，所述電源裝置與所述充電電路連接，為所述充電電路提供充電電流，所述放電電路與所述激勵(lì)線圈連接，為所述激勵(lì)線圈提供放電路徑，所述控制裝置用于控制充電電路和放電電路的開通與關(guān)斷，其特征在于，通過(guò)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)電路參數(shù)的調(diào)整，使激勵(lì)線圈的激勵(lì)電流變化率(di/dt)得到提高，從而可以降低電流幅值，并在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。由于激勵(lì)線圈的激發(fā)電流變化非?？?即變化率高)，激勵(lì)線圈中流過(guò)的電流幅值可以降低許多，而該激勵(lì)電流產(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)對(duì)神經(jīng)組織的刺激，與大電流寬脈沖激勵(lì)電流產(chǎn)生的刺激效果基本相同。激勵(lì)電流幅值的降低，可以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，提高系統(tǒng)安全性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，電流幅值的降低對(duì)神經(jīng)刺激作用的減少，可以通過(guò)提高電流變化率得到補(bǔ)償，并且產(chǎn)生基本相同的刺激效果。進(jìn)一步的，通過(guò)調(diào)整充電電路參數(shù)和/或放電電路參數(shù)提高電流變化率。具體的，所述充電電路參數(shù)為充電電壓和充電時(shí)間，所述放電電路參數(shù)為放電電路電阻、激勵(lì)線圈電感和放電時(shí)間。進(jìn)一步的，通過(guò)增加電感、電容或電阻調(diào)整所述充電時(shí)間和放電時(shí)間。優(yōu)選的，所述充電電路包括與激勵(lì)線圈串聯(lián)的充電開關(guān)，所述放電電路包括并聯(lián)在激勵(lì)線圈兩端的放電二極管與放電電阻的串聯(lián)電路。具體的，所述充電開關(guān)采用半導(dǎo)體開關(guān)器件，所述半導(dǎo)體開關(guān)器件控制極與所述控制裝置連接。進(jìn)一步的，所述激勵(lì)線圈兩端并聯(lián)有尖峰吸收電路，用于抑制激勵(lì)線圈放電時(shí)產(chǎn)生的尖峰脈沖對(duì)電路的影響。具體的，所述尖峰吸收電路由串聯(lián)的吸收電阻、吸收電容和阻斷二極管構(gòu)成，所述吸收電容兩端并聯(lián)有旁路電阻。優(yōu)選的，所述充電電路包括充電電容和充電開關(guān)，其中充電電容并聯(lián)有續(xù)流二極管，所述放電電路包括放電開關(guān)和放電電阻，所述電源裝置通過(guò)充電開關(guān)與所述充電電容連接，所述充電電容通過(guò)放電開關(guān)和放電電阻與所述激勵(lì)線圈連接。具體的，所述充電開關(guān)和放電開關(guān)采用半導(dǎo)體開關(guān)器件，所述半導(dǎo)體開關(guān)器件控制極與所述控制裝置連接。本發(fā)明的有益效果是，利用電流的快速變化這一特性，采用較小的激勵(lì)電流產(chǎn)生滿足要求的電磁場(chǎng)，在神經(jīng)組織中得到相同的感應(yīng)電流刺激，不僅克服了大電流寬脈沖電路實(shí)現(xiàn)困難的缺點(diǎn)，而且提高了系統(tǒng)的安全性。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例I的激勵(lì)電流波形示意圖；圖4是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是實(shí)施例2的激勵(lì)電流波形示意圖；圖6a是寬脈沖大電流波形圖；圖6b是寬脈沖大電流在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度仿真圖7a是窄脈沖小電流波形圖；圖7b是窄脈沖小電流在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度仿真圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖即實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)技術(shù)通常采用的大電流寬脈沖激勵(lì)方案，轉(zhuǎn)而以小電流窄脈沖作為激勵(lì)線圈的激勵(lì)電流。窄脈沖激勵(lì)電流意味著激勵(lì)電流的變化率的增大，根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理，變化電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),變化磁場(chǎng)在神經(jīng)組織中激發(fā)的電流刺激與激勵(lì)線圈電流變化率正相關(guān)。本發(fā)明正是利用了該原理，用變化率大、幅值小的脈沖電流代替變化率小、幅值大的脈沖電流，達(dá)到相同的刺激效果。本發(fā)明用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括電源裝置
I、控制裝置2、激勵(lì)線圈3、充電電路4和放電電路5。電源裝置I可以采用開關(guān)電源等成熟技術(shù)，將市電交流轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)工作所需的直流電，如控制裝置的直流供電、激勵(lì)線圈3的激勵(lì)電流等。電源裝置I通過(guò)充電電路4與激勵(lì)線圈3連接，為激勵(lì)線圈3提供充電電流。放電電路5與激勵(lì)線圈3連接，為激勵(lì)線圈3提供放電路徑?？刂蒲b置2的核心部分可以采用單片機(jī)、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、FPGA(可編程門陣列)等構(gòu)成，用于對(duì)充電電路和放電電路的通斷進(jìn)行控制，配合電路參數(shù)的調(diào)整，以電流變化率的提高到達(dá)降低電流幅值的目的，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)，對(duì)神經(jīng)組織產(chǎn)生合適的刺激。由于激勵(lì)線圈3的激發(fā)電流為變化率大的窄脈沖電流，電流幅值可以降低許多，而該窄脈沖電流通過(guò)激勵(lì)線圈3激發(fā)的對(duì)神經(jīng)組織產(chǎn)生刺激作用的電流，與大電流寬脈沖激勵(lì)電流效果基本相同。由于激勵(lì)電流幅值的降低，可以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。本發(fā)明中，電源裝置I的作用是為激勵(lì)線圈提供激勵(lì)電流?？刂蒲b置2的作用是控制充電電路和放電電路的開通與關(guān)斷，在激勵(lì)線圈3中產(chǎn)生激勵(lì)電流脈沖。激勵(lì)線圈3中電流的快速變化，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也是快速變化的，該電磁場(chǎng)在神經(jīng)組織中感應(yīng)的電流大小與激勵(lì)電流的變化率正相關(guān)。本發(fā)明為了降低激勵(lì)電流的幅值、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和提高安全性，采用窄脈沖激勵(lì)電流驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈。所強(qiáng)調(diào)的是激勵(lì)線圈電流的上升沿或者下降沿的快速變化，通過(guò)對(duì)電路參數(shù)(R、L、C)的調(diào)整，如增加其他電感、電容或電阻等元件，改變充電電路和放電電路的時(shí)間常數(shù)，調(diào)整充電時(shí)間和放電時(shí)間，提高電流的變化率，以實(shí)現(xiàn)在很低的峰值激勵(lì)電流驅(qū)動(dòng)下，得到滿足TMS應(yīng)用要求的瞬變電磁場(chǎng)，在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)達(dá)到足夠磁通量變化率。下面通過(guò)2個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)。需要說(shuō)明的是，下面的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，下面的實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例I本例瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，本例電源裝置為直流電源VDC，其輸出電壓可以通過(guò)控制裝置(圖I中未示出)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使充電電壓發(fā)生變化進(jìn)而控制激勵(lì)線圈L激勵(lì)電流幅值。圖2中，半導(dǎo)體開關(guān)器件K構(gòu)成本例充電開關(guān)，半導(dǎo)體開關(guān)器件K的控制極P與控制裝置連接，可以對(duì)激勵(lì)線圈L的充放電時(shí)間(頻率)進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈L的激勵(lì)電流幅值。圖2中電阻R4、二極管D3和電容C2構(gòu)成半導(dǎo)體開關(guān)器件K的吸收電路。放電電阻Rl與放電二極管Dl串聯(lián)后并聯(lián)在激勵(lì)線圈L的兩端，構(gòu)成激勵(lì)線圈L的放電電路。通過(guò)調(diào)節(jié)放電電阻Rl的阻值和/或激勵(lì)線圈L的電感等放電電路參數(shù)，可以控制激勵(lì)線圈L的激勵(lì)電流變化率。本例激勵(lì)線圈L兩端還并聯(lián)有阻斷二極管D2、吸收電容Cl、吸收電阻R2和旁路電阻R3構(gòu)成的尖峰吸收電路，不僅能夠有效抑制激勵(lì)線圈L放電時(shí)產(chǎn)生的高壓脈沖尖峰，達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的目的，而且還能夠避免激勵(lì)線圈L放電時(shí)形成的二階振蕩。圖2中，阻斷二極管D2、吸收電容Cl和吸收電阻R2串聯(lián)后與激勵(lì)線圈L并聯(lián)，旁路電阻R3并聯(lián)在吸收電容 Cl兩端，構(gòu)成其放電回路。本例電路工作原理是當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件K導(dǎo)通時(shí)，激勵(lì)線圈L開始儲(chǔ)能，由于放電二極管Dl的反向阻斷作用，放電電路不起作用；當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件K斷開時(shí)，激勵(lì)線圈L的儲(chǔ)能通過(guò)放電電阻Rl和放電二極管Dl釋放，此時(shí)激勵(lì)線圈L電流快速減小到0，從而向外輻射電磁波。本例半導(dǎo)體開關(guān)器件K為高速高壓半導(dǎo)體開關(guān)器件，通過(guò)控制裝置的控制實(shí)現(xiàn)激勵(lì)線圈L的快速放電，本例電路有多種方式調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈L的電流幅值，比如可通過(guò)調(diào)節(jié)VDC輸出電壓大小，或者調(diào)節(jié)充電開關(guān)K的控制信號(hào)，或者二者混合調(diào)節(jié)，均可調(diào)節(jié)L的電流幅值。本例電路激勵(lì)電流波形如圖3所示，tl為激勵(lì)線圈L充電時(shí)間，t2為激勵(lì)線圈L放電時(shí)間，本例主要是利用激勵(lì)線圈L的快速放電來(lái)產(chǎn)生電磁波，利用高速半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)電感快速放電，以達(dá)到在小電流狀態(tài)下，獲得滿足實(shí)際應(yīng)用要求的電流變化率，在滿足工作周期的條件下，核心參數(shù)是電感電流下降時(shí)間t2，可以通過(guò)放電電阻Rl進(jìn)行調(diào)整。本電路主要功能特點(diǎn)調(diào)節(jié)放電電阻Rl的大小,可以調(diào)整L放電時(shí)電流的變化率，即調(diào)整t2的大?。徽{(diào)節(jié)充電電壓，即直流電源VDC輸出電壓的大小，可以改變激勵(lì)電流的幅值；控制半導(dǎo)體開關(guān)器件K通斷時(shí)間，也可以調(diào)節(jié)激勵(lì)電流的幅值。本例電路能夠通過(guò)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈L周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。實(shí)施例2本例瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，利用電容的放電對(duì)激勵(lì)線圈進(jìn)行激勵(lì)，其電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。本例充電電路包括限流電阻RO、充電電容C和充電開關(guān)K1，放電電路包括放電開關(guān)K2、激勵(lì)線圈L和放電電阻R。電源裝置VDC通過(guò)充電開關(guān)Kl與充電電容C連接，通過(guò)控制電源裝置VDC的輸出電壓和/或充電開關(guān)Kl的導(dǎo)通時(shí)間，可以對(duì)充電電容C的電壓進(jìn)行控制。圖4中，充電電容C通過(guò)放電開關(guān)K2與激勵(lì)線圈L連接，放電開關(guān)K2和放電電阻R與激勵(lì)線圈L串聯(lián)。本例充電開關(guān)Kl和放電開關(guān)K2均采用半導(dǎo)體開關(guān)器件，兩只半導(dǎo)體開關(guān)器件控制極Pl和P2與控制裝置(圖4中未示出)相連，可以控制本例瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)的充電與放電。為了抑制尖峰脈沖對(duì)電路的影響，本例兩只半導(dǎo)體開關(guān)器件K1、K2均并聯(lián)有結(jié)構(gòu)相同的吸收電路。圖4中吸收電阻R1、吸收電容Cl、反向阻斷二極管Dl構(gòu)成半導(dǎo)體開關(guān)器件Kl的吸收電路，吸收電阻R2、吸收電容C2、反向阻斷二極管D2構(gòu)成半導(dǎo)體開關(guān)器件K2的吸收電路，電阻R為激勵(lì)線圈L的放電電阻，電阻RO為充電限流電阻，二極管D為續(xù)流二極管。本例電路工作原理是當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件Kl導(dǎo)通、K2斷開時(shí)，充電電容C處于儲(chǔ)能狀態(tài)；當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)器件Kl斷開、K2導(dǎo)通時(shí)，充電電容C的儲(chǔ)能通過(guò)激勵(lì)線圈L和放電電阻R釋放,此時(shí)激勵(lì)線圈L的電流快速變化，從而向外輻射電磁波。本例電路可以通過(guò)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體開關(guān)器件Kl的控制信號(hào)，達(dá)到調(diào)節(jié)充電電容C上電壓幅值的大小，從而實(shí)現(xiàn)放電時(shí)激勵(lì)線圈L上電流幅值的調(diào)節(jié)。充電電容C反向并聯(lián)續(xù)流二極管D(采用快恢復(fù)二極管)，可以避 免放電時(shí)產(chǎn)生二階振蕩。本例電路有多種方式調(diào)節(jié)激勵(lì)線圈L的電流幅值，比如可通過(guò)調(diào)節(jié)直流電源VDC輸出電壓大小，或者調(diào)節(jié)充電開關(guān)Kl的控制信號(hào)，或者二者混合調(diào)節(jié)，均可控制激勵(lì)線圈L的激勵(lì)電流幅值。圖5所示為本例激勵(lì)電流波形，tl為充電電容C放電時(shí)激勵(lì)線圈L電流快速上升時(shí)間，t2為充電電容C放電時(shí)激勵(lì)線圈L電流下降時(shí)間。本例電路主要是利用儲(chǔ)能電容C放電時(shí)激勵(lì)線圈L電流急速上升來(lái)產(chǎn)生電磁波，以獲得滿足實(shí)際應(yīng)用要求的激勵(lì)電流變化率。在滿足工作周期工作的條件下，本例電路核心參數(shù)是激勵(lì)線圈L電流上升時(shí)間tl。本電路主要功能特點(diǎn)調(diào)節(jié)放電電阻R和激勵(lì)線圈L電感的大小，可以調(diào)整充電電容C放電時(shí)電流的變化率，即調(diào)整tl的大小，以實(shí)現(xiàn)激勵(lì)電流的快速變化；調(diào)節(jié)直流電源VDC輸出電壓的大小，或調(diào)節(jié)充電控制開關(guān)Kl的控制信號(hào)，可以改變充電電容C放電時(shí)電流的幅值；調(diào)節(jié)放電電容R的大小，可以調(diào)整激勵(lì)線圈L的激勵(lì)電流幅值。本例電路也能夠通過(guò)上述調(diào)整，實(shí)現(xiàn)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈L周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)的目的。上述2個(gè)實(shí)施例，都可以通過(guò)在充電電路和放電電路中增加其他電感、電容或電阻，改變電路的時(shí)間常數(shù)，調(diào)整充電時(shí)間和放電時(shí)間。下面給出兩種不同脈沖寬度和電流幅度的仿真結(jié)果。圖6a示出了幅值320A，脈沖寬度420 μ s的激勵(lì)電流波形，圖6b為用磁場(chǎng)仿真軟件Ansys模擬的該電流通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)，在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度仿真圖。圖7a示出了幅值3. 2A，脈沖寬度56 μ s的激勵(lì)電流波形，圖7b為用磁場(chǎng)仿真軟件Ansys模擬的同該電流通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)，在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度仿真圖?？梢钥闯?，幅值320A，脈沖寬度420 μ s的激勵(lì)電流通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)，在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度，與幅值3. 2Α，脈沖寬度56 μ s的激勵(lì)電流通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)，在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度相差不大。激勵(lì)電流幅值減少了 100倍，脈沖寬度減少了 7. 5倍，在人類頭部三層球膜模型內(nèi)激發(fā)的感應(yīng)電流密度相差不大。即，可以通過(guò)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生相同的、符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。小電流的窄脈沖可代替大電流的寬脈沖產(chǎn)生相同刺激作用。
權(quán)利要求
1.用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，包括電源裝置、激勵(lì)線圈、充電電路、放電電路和控制裝置，所述電源裝置與所述充電電路連接，為所述充電電路提供充電電流，所述放電電路與所述激勵(lì)線圈連接，為所述激勵(lì)線圈提供放電路徑，所述控制裝置用于控制充電電路和放電電路的開通與關(guān)斷，其特征在于，通過(guò)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)調(diào)整充電電路參數(shù)和/或放電電路參數(shù)提高電流變化率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電路參數(shù)為充電電壓和充電時(shí)間，所述放電電路參數(shù)為放電電路電阻、激勵(lì)線圈電感和放電時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)增加電感、電容或電阻調(diào)整所述充電時(shí)間和放電時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任意一項(xiàng)所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電路包括與激勵(lì)線圈串聯(lián)的充電開關(guān)，所述放電電路包括并聯(lián)在激勵(lì)線圈兩端的放電二極管與放電電阻的串聯(lián)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電開關(guān)采用半導(dǎo)體開關(guān)器件，所述半導(dǎo)體開關(guān)器件控制極與所述控制裝置連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述激勵(lì)線圈兩端并聯(lián)有尖峰吸收電路，用于抑制激勵(lì)線圈放電時(shí)產(chǎn)生的尖峰脈沖對(duì)電路的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述尖峰吸收電路由串聯(lián)的吸收電阻、吸收電容和阻斷二極管構(gòu)成，所述吸收電容兩端并聯(lián)有芳路電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 4任意一項(xiàng)所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電路包括充電電容和充電開關(guān)，其中充電電容并聯(lián)有續(xù)流二極管，所述放電電路包括放電開關(guān)和放電電阻，所述電源裝置通過(guò)充電開關(guān)與所述充電電容連接，所述充電電容通過(guò)放電開關(guān)和放電電阻與所述激勵(lì)線圈連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述充電開關(guān)和放電開關(guān)采用半導(dǎo)體開關(guān)器件，所述半導(dǎo)體開關(guān)器件控制極與所述控制裝置連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)儀器。本發(fā)明所針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)激勵(lì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電流大、脈沖寬度大，激勵(lì)系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)困難，而且存在很大的安全隱患的缺點(diǎn)，公開了一種用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TMS的瞬變電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案包括電源裝置、激勵(lì)線圈、充電電路、放電電路和控制裝置，所述電源裝置與所述充電電路連接，為所述充電電路提供充電電流，所述放電電路與所述激勵(lì)線圈連接，為所述激勵(lì)線圈提供放電路徑，所述控制裝置用于控制充電電路和放電電路的開通與關(guān)斷，其特征在于，通過(guò)提高電流變化率來(lái)降低電流幅值，在激勵(lì)線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)。本發(fā)明的技術(shù)方案用于TMS激勵(lì)系統(tǒng)，可以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，提高系統(tǒng)安全性。
文檔編號(hào)A61N2/04GK102614592SQ20121010799
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者劉冀成 申請(qǐng)人:劉冀成