[發明專利]通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法及裝置

有效

• 申請號: 201811197229.3
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109200472B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 殷濤;王騰飛;劉志朋;王欣
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院生物醫學工程研究所
• 主分類號: A61N2/02
• 分類號: A61N2/02
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 楊海明

本發明涉及H線圈顱內場分布領域，尤其涉及通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法及裝置。包括：獲取包含邊緣系統的真實頭部模型；根據所述真實頭部模型的外輪廓，建立H線圈模型；在所述H線圈模型的回路部分內側，建立具有不同物理參數的導電塊模型；在所述H線圈模型的底座部分，頭部前側及左右兩側，建立具有不同物理參數的導磁塊模型；運用有限元方法模擬所述導電塊模型與所述導磁塊模型結合下的所述H線圈模型在所述真實頭部模型的電場分布。本發明可以實現在H線圈固定的情況下，通過調整外部導電塊導磁塊模型的物理參數，調控顱內感應電場分布情況，為H線圈優化提供一定的參考與思路。

技術領域

本發明涉及H線圈顱內場分布領域，尤其涉及通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法及裝置。

背景技術

經顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation ，TMS）是英國謝菲爾大學的Barker等人于1985年首先創立的一種神經系統的磁刺激技術。其基本原理是在刺激線圈中通入時變電流，使線圈周圍的空間產生感應磁場，該磁場作用于神經組織產生相應的感應電流，當感應電流超過該區域的神經刺激閾值時，能夠使神經細胞去極化，形成誘發電位，從而影響腦內代謝和神經電活動。隨著研究的深入和經顱磁刺激技術的發展，用于淺層刺激的圓形線圈、8字線圈已不能滿足深部刺激的需求，深部刺激應運而生。H線圈是目前深部刺激線圈研究的一個熱點。

H線圈的結構復雜，主要利用感應電場矢量疊加的原理，加強在深部靶組織中的感應電場。其設計原則為：底座為主要刺激部分，需要盡量讓電流平行切向頭皮，最小化非切向頭皮的電流部分，以減少在組織交界面的積累電荷，這些積累電荷阻礙并減少電場的滲透深度；而突出回路和連接部分需遠離刺激目標區域，減弱對目標區域的影響。對于當前的H線圈而言，在H線圈固定的情況下，其形成的感應磁場分布固定，只能通過調整輸出電流控制強度，無法實現對其形成的感應磁場以及在顱內形成的感應電場的局部控制。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法及裝置。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法，包括：

獲取包含邊緣系統的真實頭部模型；

根據所述真實頭部模型的外輪廓，建立H線圈模型；

在所述H線圈模型的回路部分內側，建立具有不同物理參數的導電塊模型；

在所述H線圈模型的底座部分，頭部前側及左右兩側，建立具有不同物理參數的導磁塊模型；

運用有限元方法模擬所述導電塊模型與所述導磁塊模型結合下的所述H線圈模型在所述真實頭部模型的電場分布。

優選的，所述的通過導電塊導磁塊調控H線圈顱內場分布的方法，還包括：

判斷所述真實頭部模型的電場分布是否滿足所需要刺激深度、聚焦區域或其他特性：

若滿足，將所述電場分布作為所述真實頭部模型的目標電場分布；

若不滿足，根據所述導電塊模型的物理參數與所述導磁塊模型的物理參數同所述真實頭部模型的電場分布的內在關系，調整所述導電塊模塊及所述導磁塊模型的相應物理參數，獲得所述目標電場分布。

優選的，獲取包含邊緣系統的真實頭部模型，具體包括：

所述真實頭部模型包括真實頭部結構模型和真實頭部電導率模型；其中，通過磁共振成像或CT數據建立包含邊緣系統的所述真實頭部結構模型，在有限元分析軟件中建立包含邊緣系統的所述真實頭部電導率模型。

優選的，運用有限元方法模擬所述導電塊模型與所述導磁塊模型結合下的所述H線圈模型在所述真實頭部模型的電場分布，具體包括：