用于通過磁場刺激組織的磁刺激器的制造方法
【技術領域】
[0001]磁刺激可用于非侵入性的檢查和組織的刺激，特別是有機組織。結合上述，經由一線圈的簡單電流產生一交流磁場。經顱磁刺激(TMS)通過所施加的交流磁場用于刺激如人腦。通過刺激例如大腦運動區(qū)的手段，可以推斷出肌肉組織中的運動誘發(fā)電位(MEPS)，其特性和變化可作為對研究腦的區(qū)域興奮性所得出的結論。經顱磁刺激(TMS)主要的意義為評估和誘導大腦皮質的可塑性，大腦皮質的可塑性涉及大腦適應變化情況的能力。此外，可以于治療中針對不同狀況施與藉由脈沖磁場產生的重復刺激，特別是針對憂郁癥。為了評估皮質脊髓系統(tǒng)，經顱磁刺激通常被用作神經學診斷，由于其高靈敏度和相對簡單的執(zhí)行方式。通過經顱磁刺激施加刺激的步驟，神經元網絡的功能可以受影響以進行評估。通過由刺激線圈所產生的所述交流磁場，組織的神經元運動的可以被刺激產生一運動誘發(fā)電位并且伴隨肌肉反應。所述運動誘發(fā)電位可以被推導并評估。本發(fā)明涉及一種用于由一脈沖磁場刺激誘導的技術領域，特別是涉及一種應用于以非接觸式方式施用于患者并不會在該位置弓丨起任何疼痛的技術領域。
【背景技術】
[0002 ]現(xiàn)有磁刺激使用振蕩電路來產生交流磁場。所述振蕩電路包括脈沖電容器和刺激線圈。圖1為如專利號DE 10 2006 024 467 A1中所描述一現(xiàn)有磁刺激器。所述磁刺激器包括具有一脈沖電容器C的振蕩電路和一刺激線圈以產生磁場。一充電電路供脈沖電容器C進行充電。此外，在圖1中所示現(xiàn)有的磁刺激器包括一可控制開關用以開啟并關閉所述振蕩電路。一控制電路開啟并關閉所述可控制開關，使得由所述振蕩電路產生的刺激脈沖具有可調整數(shù)量半波長或全波長。所述可控制開關可以是，例如一閘流晶體管或一絕緣閘雙極型晶體管(IGBT)。在可控制開關的幫助下，整數(shù)倍的全波長可以被應用。脈沖觸發(fā)前，脈沖電容器可以被充電到所希望的電壓。所述脈沖電容器的能量含量可以藉由通過刺激線圈的電流強度設定，因此，所述脈沖的脈沖強度(脈沖力道)可以被輸出。若所述可控制開關被關閉，一電流開始流過所述刺激線圈而脈沖電容器開始放電。所述刺激線圈電流消退后，所有脈沖能量被消耗且脈沖電容器完全放電，之后，脈沖電容器于下一個脈沖前必須充電到所希望的電壓。然而，這種現(xiàn)有磁刺激器的缺點是由脈沖發(fā)生器裝置產生的脈沖數(shù)是有時間限制的?，F(xiàn)有的磁刺激器中，最大重復速率，即每單位時間輸出的脈沖數(shù)目為每秒100個脈沖?，F(xiàn)有磁刺激器的另一個顯著缺點是，它們只能產生正弦脈沖?，F(xiàn)有磁刺激器通常產生具有可調脈沖寬度的單相和雙相脈沖。此外，現(xiàn)有磁刺激器僅能產生具有相同脈沖形式的脈沖的脈沖序列。以脈沖獨立的結構并相對于脈沖形式及/或脈沖極性，要產生一復合脈沖序列是不可能的。對于待檢查的組織或或臨床癥狀而言，獨立或可彈性調整產生的脈沖序列無法用現(xiàn)有的磁刺激器實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0003]因此本發(fā)明主要目的在于公開一種磁刺激器，用于以一磁場刺激一組織，使脈沖序列可以彈性地應用于待研究的組織或患者的臨床癥狀，以避免前述的缺陷。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，上述目的是由具有權利要求1中所述特征的磁刺激器實現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明公開一種磁刺激器，用于以一磁場刺激一組織，包括:一包括一脈沖產生器的脈沖產生裝置，由一充電回路充電，以產生一由多個脈沖構成并具有可調式重復速率的脈沖序列；以及一可編程控制裝置，調整所述脈沖產生裝置以產生一具有多個獨立可配置脈沖的復合脈沖序列，其中所產生的復合脈沖序列被應用于一刺激線圈以產生所述磁場。
[0006]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器，于一高可調整重復速率，能夠產生復合的脈沖序列和脈沖圖形，并提供一種刺激線圈連接到磁刺激器，以產生交流磁場。以這種方式，可塑性的可再現(xiàn)性和有效的改變可以在腦部刺激中實現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的一可能實施例中，由脈沖產生裝置中輸出的脈沖序列為一由多個脈沖組成的簡單脈沖序列或為一個復合脈沖序列。
[0008]所產生的復合的脈沖頻率優(yōu)選地具有多個脈沖串，每個脈沖包括脈沖數(shù)據(jù)包，每個脈沖數(shù)據(jù)包包括一系列脈沖，其中，所述脈沖的形式及/或所述脈沖的極性可以獨立配置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述磁刺激器的可編程控制裝置藉由一界面連接至一計算機，所述計算機包括一用戶編輯器用以進行所述脈沖序列配置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，連接至所述磁刺激器的所述計算機的用戶編輯器包括一用以配置所述脈沖的一脈沖形式的刺激設計單元。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述用戶編輯器更包括一用以配置至少一由多個脈沖組成的脈沖數(shù)據(jù)包的脈沖包輔助單元。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述用戶編輯器附加包括一用以配置至少一由所述脈沖數(shù)據(jù)包構成的脈沖串的脈沖串輔助單元。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述用戶編輯器產生的所述脈沖序列由所述計算機經由所述磁刺激器的所述界面?zhèn)鬏斨了龃糯碳て鞯乃隹删幊炭刂蒲b置，并儲存于所述磁刺激器的一儲存單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述脈沖序列的重復速率表示每秒脈沖數(shù)，并且于0至1千赫范圍內可被調整。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，由所述磁刺激器的脈沖產生裝置產生的所述復合脈沖序列的脈沖數(shù)據(jù)包中，用以量測一受刺激組織的肌肉運動反應的一評估脈沖被輸出。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述磁刺激器的脈沖產生裝置包括一具有脈沖電容器和刺激線圈的振蕩電路，以及至少一電源開關，其連接至一由所述磁刺激器的可編程控制裝置控制的驅動電路。
[0017]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述刺激線圈連接至一具有四電源開關的全橋轉換器以產生所述脈沖，所述脈沖的脈沖形式為由多個脈沖片段所組成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述磁刺激器的脈沖產生裝置具有一充電回路，用以對所述的脈沖電容器以所述調節(jié)重復速率進行回充。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述脈沖產生裝置的充電回路為一線狀充電回路。
[0020]根據(jù)一可能實施例中，所述線狀充電回路包括一電源轉換器，用以連接至一供電網絡;一中間能量電路，用于從中儲存由所述電源轉換器提供的電能；以及一連接至所述脈沖產生裝置的振蕩電路的充電調節(jié)器。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述脈沖產生裝置的充電回路為一主頻充電回路。
[0022]根據(jù)所述主頻充電回路的一可能實施例中，所述主頻充電回路包括一電源轉換器，用以連接至一供電網絡；一第一直流/直流切換調節(jié)器，用以持續(xù)運行；一中間能量電路，用于從中儲存由所述第一直流/直流切換調節(jié)器提供的電能；以及一連接至所述脈沖產生裝置的振蕩電路的第二直流/直流切換調節(jié)器，用以脈沖運行。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述脈沖產生裝置包括一線圈監(jiān)控電路。
[0024]根據(jù)所述線圈監(jiān)控電路的一可能實施例中，所述線圈監(jiān)控電路用以監(jiān)控一刺激線圈是否連接至所述磁刺激器。
[0025]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述線圈監(jiān)控電路包括多個傳感器用以監(jiān)控所述刺激線圈的運行參數(shù)，特別是所述刺激線圈的運行溫度。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，僅于所述磁刺激器被成功地完成系統(tǒng)參數(shù)的檢查后，所述可編程控制裝置使所述脈沖產生裝置輸出所述脈沖序列至所述刺激線圈。
[0027]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，所述可編程控制裝置可被連接至一貼附于所述組織并用來引發(fā)刺激以便傳導一測量信號及/或產生一觸發(fā)信號的傳導電極。
[0028]根據(jù)本發(fā)明所述的磁刺激器的另一可能實施例中，被傳導的所述測量信號由所述可編程控制裝置進行評估以確定一運動閾值。
[0029]本發(fā)明另公開一種方法，用以產生具有如權利要求17所述的技術方案的磁場。
[0030]本發(fā)明另公開一種產生一磁場的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0031]藉由一脈沖產生裝置產生一具有多個可變脈沖形式的獨立脈沖配置組成的復合脈沖序列；
[0032]對一刺激線圈施用具有可調式重復速率的所述脈沖序列以從中產生磁場；以及
[0033]由一充電回路以所述調節(jié)重復速率回充所述脈沖產生裝置的一脈沖電容器。
[0034]根據(jù)本發(fā)明所述方法的另一可能實施例中，所述脈沖序列的重復速率表示每秒脈沖數(shù)，并且于0至1千赫范圍內可被調整。
[0035]根據(jù)本發(fā)明所述方法的另一可能實施例中，生成的所述復合脈沖序列具有多個脈沖串，每一脈沖串都包括多個脈沖數(shù)據(jù)包，每一脈沖數(shù)據(jù)包由一系列的脈沖構成，所述脈沖的形式及/或所述脈沖的極性可以獨立配置。
[0036]本發(fā)明另公開一種使用于以磁場刺激一組織的方法的裝置，其特征在于，包括:一由具有一可變脈沖形式的多個獨立配置脈沖組成的復合脈沖序列，其由一脈沖產生裝置產生，以對一刺激線圈施用具有可調式重復速率的所述脈沖序列以從中產生磁場;其中，由一充電回路以所述調節(jié)重復速率回充所述脈沖產生裝置的一脈沖電容器。
[0037]本發(fā)明所載的通過磁場刺激一組織的磁刺激器的可能實施例將參照附圖于下文進行更詳細的說明。
【附圖說明】
[0038]圖1為根據(jù)現(xiàn)有磁刺激器的方塊電路圖；
[0039]圖2為根據(jù)本發(fā)明一可能實施例中用于以一磁場刺激一組織的磁刺激器的方塊電路圖；
[0040]圖3為根據(jù)本發(fā)明另一例示性實施例中磁刺激器的方塊電路圖；
[0041]圖4為用于說明根據(jù)本發(fā)明磁刺激器中的控制裝置所進行的系統(tǒng)檢查示意圖；
[0042]圖5為用于說明根據(jù)本發(fā)明例示性實施例的用于磁刺激器的脈沖產生裝置的驅動回路方塊電路圖；
[0043]圖6為用于說明圖5中驅動電路的電流越零檢測信號示意圖；
[0044]圖7為用于說明根據(jù)本發(fā)明例示性實施例的脈沖產生裝置中刺激線圈于一全橋回路連接示意圖；
[0045]圖8為用于說明圖7中全橋回路運行模式以由脈沖片段產生脈沖示意圖；
[0046]圖9為用于說明圖7中具交流極性的全橋回路作動信號示意圖；
[0047]圖10為用于說明圖7中具獨立極性的全橋回路作動信號示意圖；
[0048]圖11為用于說明圖7中全橋回路持續(xù)階段作動信號示意圖；
[0049]圖12為一可能實施例中具切換電容的全橋回路示意圖；
[0050]圖13為用于說明