[發(fā)明專利]一種新型的基于管狀電磁鐵的經(jīng)顱磁聲刺激裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110390229.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113101525A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉青;殷濤;劉志朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號(hào): A61N2/04
• 分類號(hào): A61N2/04;A61N7/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種新型的基于管狀電磁鐵的經(jīng)顱磁聲刺激裝置。該裝置包括超聲波發(fā)射模塊，用于向目標(biāo)位置發(fā)射超聲波波束；管狀電磁鐵模塊，包括管狀電磁鐵以及繞設(shè)于管狀電磁鐵上的線圈，管狀電磁鐵模塊用于在目標(biāo)位置構(gòu)建磁場(chǎng)；其中，目標(biāo)位置位于管狀電磁鐵的內(nèi)部，超聲波波束與磁場(chǎng)的磁感線在目標(biāo)位置所成夾角大于0度。本發(fā)明實(shí)施例解決了現(xiàn)有設(shè)備磁場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，且磁場(chǎng)分布范圍有限，僅適用于嚙齒類小動(dòng)物的經(jīng)顱磁聲刺激的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了在較大空間內(nèi)建立穩(wěn)恒磁場(chǎng)，特別適用于靈長(zhǎng)類大動(dòng)物及人的經(jīng)顱磁聲刺激。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及經(jīng)顱磁聲刺激技術(shù)，尤其涉及一種新型的基于管狀電磁鐵的經(jīng)顱磁聲刺激裝置。

背景技術(shù)

神經(jīng)電刺激技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于腦科學(xué)研究及腦部神經(jīng)功能性疾病的研究與治療。常見(jiàn)的無(wú)創(chuàng)神經(jīng)電磁刺激如經(jīng)顱直流電刺激、經(jīng)顱磁刺激技術(shù)等，現(xiàn)階段均無(wú)法實(shí)現(xiàn)毫米量級(jí)的高空間分辨率，且難以達(dá)到對(duì)深部腦區(qū)的刺激。而有創(chuàng)式的腦深部電刺激技術(shù)則需要打開(kāi)顱骨進(jìn)行電極植入，手術(shù)和應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)性高，也存在較大操作風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)顱磁聲刺激是一種可兼顧刺激聚焦性與刺激深度的無(wú)創(chuàng)神經(jīng)電刺激技術(shù)。該方法不同于此前直接利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化誘發(fā)電刺激的形式，而是基于導(dǎo)電組織的磁聲耦合效應(yīng)，利用超聲的高聚焦特性，在靜磁場(chǎng)的存在下，實(shí)現(xiàn)高空間分辨的無(wú)創(chuàng)電刺激。該刺激方法可以實(shí)現(xiàn)包括深部腦區(qū)在內(nèi)的全腦區(qū)毫米量級(jí)的經(jīng)顱精準(zhǔn)電刺激。

目前，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置中的磁場(chǎng)一般采用較小尺寸的永磁鐵提供，此類裝置的磁場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，且磁場(chǎng)分布范圍有限，僅適用于嚙齒類小動(dòng)物的經(jīng)顱磁聲刺激。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種新型的基于管狀電磁鐵的經(jīng)顱磁聲刺激裝置，以在較大空間內(nèi)的穩(wěn)恒磁場(chǎng)中進(jìn)行經(jīng)顱磁聲刺激。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種新型的基于管狀電磁鐵的經(jīng)顱磁聲刺激裝置，其中包括：

超聲波發(fā)射模塊，用于向目標(biāo)位置發(fā)射超聲波波束；

管狀電磁鐵模塊，包括管狀電磁鐵以及繞設(shè)于管狀電磁鐵上的線圈，管狀電磁鐵模塊用于在目標(biāo)位置構(gòu)建磁場(chǎng)；

其中，目標(biāo)位置位于管狀電磁鐵的內(nèi)部，超聲波波束與磁場(chǎng)的磁感線在目標(biāo)位置所成夾角大于0度。

進(jìn)一步地，超聲波波束與磁場(chǎng)的磁感線在目標(biāo)位置所成夾角為90度。

進(jìn)一步地，管狀電磁鐵模塊還包括電磁鐵供電電源，電磁鐵供電電源用于向線圈供電。

進(jìn)一步地，超聲波發(fā)射模塊包括聚焦超聲換能器和脈沖超聲激勵(lì)源，脈沖超聲激勵(lì)源用于向聚焦超聲換能器提供激勵(lì)。

進(jìn)一步地，管狀電磁鐵具有至少一個(gè)開(kāi)口，沿管狀電磁鐵的徑向方向，開(kāi)口貫穿管狀電磁鐵；

脈沖超聲激勵(lì)源通過(guò)開(kāi)口與聚焦超聲換能器電連接。

進(jìn)一步地，開(kāi)口在設(shè)定平面上的截面形狀包括扇形；設(shè)定平面與管狀電磁鐵的軸線方向垂直。

進(jìn)一步地，開(kāi)口包括第一開(kāi)口，第一開(kāi)口的圓心角α滿足120°≤α≤240°。

進(jìn)一步地，開(kāi)口包括第二開(kāi)口，第二開(kāi)口包括至少兩個(gè)子開(kāi)口；

子開(kāi)口的圓心角β滿足60°≤β＜180°。

進(jìn)一步地，管狀電磁鐵模塊還包括至少兩個(gè)電磁鐵升降架，管狀電磁鐵固定于電磁鐵升降架，電磁鐵升降架用于調(diào)節(jié)管狀電磁鐵的高度。

進(jìn)一步地，聚焦超聲換能器包括單陣元聚焦超聲換能器或相控陣聚焦超聲換能器；

脈沖超聲激勵(lì)源的激勵(lì)通道與聚焦超聲換能器的陣元一一對(duì)應(yīng)。