[發(fā)明專利]電磁刺激裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010220042.8
• 申請日: 2010-07-01
• 公開（公告）號: CN102309813A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 林延龍;羅威驗;顏詩篤
• 申請（專利權）人: 林延龍;羅威驗;顏詩篤
• 主分類號: A61N1/00
• 分類號: A61N1/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發(fā)明涉及一種電磁刺激裝置及方法。

背景技術

神經(jīng)所發(fā)出的刺激信號可視為一種電信號，利用該電信號刺激各部位(例如器官、組織、肌肉等)，使對應部位產(chǎn)生對應動作或是停止動作。

現(xiàn)今利用電流與磁場變化以刺激生物體各部位的機器與方法，該機器通常稱為電療裝置或是電磁刺激裝置，而以電療裝置或是電磁刺激裝置刺激動物身體的方法通常稱為電磁刺激方法。

目前市面上非侵入性的電磁刺激裝置與方法有以下兩種類型：

(1)利用電極接觸目標部位，通電后使目標部位產(chǎn)生電流的電療裝置，例如電子針灸器(Electronic?Acupuncture，簡稱為：EA)、功能性電刺激器(Functional?Electrical?Stimulation，簡稱為：FES)及經(jīng)皮電刺激器(Transcutaneous?Electrical?Nerve?Stimulation，簡稱為：TENS)。此類裝置主要用于治療與復健。

(2)利用控制電流流過線圈時產(chǎn)生磁場而刺激目標部位的非接觸性電磁刺激裝置。例如經(jīng)顱磁刺激器(Transcranial?Magnetic?Stimulation，簡稱為：TMS)。此類裝置主要用于產(chǎn)生神經(jīng)的動作電位，而可研究神經(jīng)用途。

上述的電磁刺激裝置與方法皆不是利用自感效應(self-inductance)產(chǎn)生的瞬間高電壓、高電流來刺激生物體?，F(xiàn)有技術中，利用自感效應的應用的最佳實例是將自感效應用于汽機車的火花點火系統(tǒng)(Spark?Ignition，簡稱為：SI)上。其應用可參照圖5的電路圖火花點火系統(tǒng)，于汽油引擎壓縮行程時迫使電弧跨越火星塞的間隙并產(chǎn)生火花，進而點燃燃料。必須配合引擎的轉速與負荷，于適當時間點燃燃料。

如圖5所示，火花點火系統(tǒng)的電路包含電源501；連接于電源501的開關502；串聯(lián)于開關502的電阻503；及與電源501并聯(lián)的升壓電阻504、電感505、間隙506。間隙506為總括性稱呼，是指電路的兩端并未通過任何元件相連，例如間隙506之處可為空氣。

首先使開關502為導通，則電源501輸入電流通過電阻503，由于升壓電阻504及間隙506的電阻值皆遠大于電感505的電阻值，因此輸入電流僅流過電感505而回到電源501，形成一個回圈。接著使開關502為不導通，則流經(jīng)電感505的電流將再流過升壓電阻504形成回圈，使得升壓電阻504兩端的電壓急遽升高，進而于間隙506處放電產(chǎn)生火花。

而現(xiàn)有的電療裝置需要使用電極貼片貼附于人體表面，因此刺激效果僅在皮膚表層與外層肌肉較為明顯。使用頻率較高的電磁刺激器能夠刺激較深層的部位，但是由于電極片貼附于人體表面，若電流過高，可能對人體造成危險，若電流過低，則治療效果很有限。而電極貼片的刺激范圍僅為貼附部位，因此一般家用的電療儀器只有治療肌肉疼痛的相關功能。盡管利用植入式電極可做深層與特定部位的治療，但需要進行外科手術植入電極，而且可能出現(xiàn)感染、故障、折損等問題。

現(xiàn)有的電磁刺激裝置需要很高的電源電壓以產(chǎn)生高電流，如此才能有效地對大腦或是神經(jīng)產(chǎn)生刺激。但若是電壓高且電流高，則耗用功率大且線圈容易發(fā)熱，無法作為日常生活的家電用品使用。另外，不具有專業(yè)技術的一般人士的操作上易有危險。更進一步，此種電磁刺激裝置需要的材料造價高昂，電磁刺激裝置的體積與重量也太大而僅能于專業(yè)場所中(例如醫(yī)院)使用，此為另一個無法作為日常家電用品的原因。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的是提供一種電磁刺激裝置及方法，其利用現(xiàn)有的自感效應，可對生物作刺激，且本發(fā)明的裝置本身的體積及重量較小，便于日常生活使用。

在本發(fā)明中，利用電路開關的不導通瞬間使電流迅速下降致使磁場崩潰從而造成極高的感應電動勢，利用此電流變化及感應電動勢所產(chǎn)生的電場、磁場而影響生物體，例如模擬神經(jīng)刺激電信號，則可用以刺激生物體內的分子、器官、組織等。

本發(fā)明一實施例提供一種電磁刺激裝置，其包含一電源供應單元，用以將外部電源整流及濾波，以成為可用的電流；一電壓轉換單元，連接于該電源供應單元，將可用的電流的電壓轉換成電磁刺激裝置的額定電壓；一控制單元，連接于該電壓轉換單元；一儲能元件，連接于該電壓轉換單元；一電流方向控制開關，一端連接于該儲能元件，且受該控制單元所控制；及一輸出線圈，以該電流方向控制開關連接于該儲能元件；