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智能控制型变频经颅磁刺激装置

阅读:961发布:2020-10-14

专利汇可以提供智能控制型变频经颅磁刺激装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种神经系统电生理 疾病 的医疗装置,主要由PC机,磁刺激器,刺激线圈,循环冷却系统及 生物 电 信号 检测装置构成,其特点是:磁刺激器由 开关 、可调压 电压 源、电容器组、可控 硅 、 二极管 构成,由PC机发出指令,经过磁刺激器产生脉冲 电流 ,传入刺激线圈;循环冷却系统由 水 泵 、管道、容器和蒸馏水组成,刺激线圈置放在容器里的蒸馏水中,通过水泵、管道使蒸馏 水循环 ,将其线圈产生的热量带走,解决了目前已知技术中刺激线圈发热的问题;所配置的生物 电信号 检测装置主要由输入保护 电路 ,前级放大电路,信号隔离电路,后级信号放大滤波电路以及微计算机采集控制装置构成,利用该装置,显示屏上可直观的看到磁刺激诱发产生的神经电信号。,下面是智能控制型变频经颅磁刺激装置专利的具体信息内容。

1.一种智能控制型变频经颅磁刺激装置,由PC机通过串行口COM1和COM2分别与磁刺 激器开关接口连接,通过磁刺激器的二极管输出口与刺激线圈输入导线连接,其特征是:刺 激线圈配置有一个循环冷却系统,为记录和显示诱发电位,配置有一个生物信号检测装置。
2.按照权利要求1所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:首先由PC机发出 指令,从COM1传入磁刺激器的电子开关IGBT,开关打通,可调压电压源V给电容器组C1至 C6充电,充满后电子开关IGBT断开,然后PC机发出另一指令,从COM2传入开关K,电容器组 放电,其信号通过可控SCR,二极管D最终产生脉冲电流,输入到刺激线圈L。
3.按照权利要求1所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:循环冷却系统由 1,容器2,管道3,及容器2中的蒸馏水4构成,刺激线圈置于容器2中的蒸馏水4中。
4.按照权利要求1或3所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:刺激线圈产生 的脉冲磁场,其磁场强度范围为:0~4特斯拉,脉冲频率为:1~30赫兹。
5.按照权利要求1所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:生物电信号检测装 置由输入保护电路,前级放大电路,信号隔离电路,后级信号放大滤波电路以及微计算机采 集控制部分构成,由磁刺激器诱发产生的神经电信号,首先输入到保护电路,然后进入前级 放大电路,其输出的信号进入信号隔离电路,该电路的输出信号进入信号放大滤波电路,信 号放大滤波电路输出信号,最后进入微计算机采集控制部分。
6.按照权利要求5所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:输入保护电路主要 由保护电阻R01、R02和稳压二极管D1、D2、D3、D4组成。
7.按照权利要求5所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特证是:前级放大电路的前 半部由功能模INA128为主组成一个差动放大电路,以提高输入信号的共模抑制比,后半部 由3个LM324功能模块为主组成一个负反馈放大电路,在两级放大电路间,设有一个以电容 C03、C04、C01、C02为主组成的双T网络滤波器
8.按照权利要求5所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:信号隔离电路主要 由TLP521-2构成隔离级,通过设置其输入电流大小,实现信号1∶1放大隔离。
9.按照权利要求5所述的智能控制变频经颅磁刺激装置,其特征是:信号放大滤波电路, 主要由3个功能模块LM324构成前部为四阶的低通滤波器,后部由OP07模块为主构成一个负 反馈放大电路,最后是一个电平调整电路,其增益在20dB附近可调。

说明书全文

所属技术领域

本实用新型涉及一种医疗装置,特别是涉及一种检测神经系统电生理疾病的医疗装置。

背景技术

神经系统疾病,特别是神经系统电生理的疾病是目前发病率较高的疾病,如癫痫病等。 以往人们是凭经验或者用电刺激的方法来检测此类疾病的发病区,但电刺激很疼痛,并有组 织损伤。1985年一位叫贝克的科学家在全世界第一次推出了一种新设备一经颅磁刺激器。它 是根据电磁感应的原理,将电容器中的电流释放到一组线圈(刺激线圈)中,通过刺激线圈 在人体神经组织中产生感应电场,从而诱发神经反应电位,来检测神经系统的功能。这种经 颅刺激器与电刺激相比有很多优点,比如:应用方便、无损伤、无接触、无疼痛。所以这一 技术很快地得到了广泛的应用。目前人们发现用这一技术可以检测神经的运动控制电生理, 还可以找出瘫痪病人及癫痫病人的脑病变部位,还可以让盲人看到光亮,可以让聋哑人听到 声音等等。此外,这种技术还可能治疗某些疾病,如癫痫病等。但是目前这种系统还有很多 缺欠,如磁场强度范围窄,一般为0~2特斯拉,刺激线圈中的电流强度很大,容易产生热 的副效应,所以散热问题是目前急需解决的问题,还有刺激线圈产生的磁场的聚焦问题。同 时已知的经颅刺激器还缺少记录及显示诱发电位的装置。
发明内容
本实用新型是为了克服上述已有技术之不足,设计出一种新型的经颅磁刺激装置,解决 刺激线圈的散热问题,同时对刺激线圈产生的磁场聚焦问题进行了改进,并为该系统配置了 检测诱发神经反应电位的装置。
本实用新型是由PC机、磁刺激器、刺激线圈配置有一个循环冷却系统,为记录和显示诱 发电位配置有一个生物信号检测装置构成。PC机通过串行口COM1和COM2与磁刺激器开关 连接,磁刺激器通过脉冲电流输出口与刺激线圈输入导线连接;刺激线圈置于循环冷却系统 中的容器中;刺激线圈所发生的脉冲磁场作用于人体,在人体内产生感应生物电流,用传导 电极,将人体内感应电流传导入所配置的生物电信号检测装置。
上述的磁刺激器,主要由开关、可调压电压源、电容器组、可控二极管构成。PC机 发出的指令从COM1传入磁刺激器的一个开关,开关通,可调压电压源给电容器组充电,然后 开关断开,并且PC机发出另一指令,从COM2传入磁刺激器的另一个开关,电容器组放电, 其输入信号通过可控硅,二极管产生脉冲电流,从输出口最终将脉冲电流释放入刺激线圈中, 从而产生所需的脉冲磁场。通过磁刺激器中的可调压电压源的电压来控制脉冲电流的强度和 电压来控制所需要的脉冲磁场强度,其磁场强度范围是:0~4特斯拉,脉冲频率是:1~30 赫兹。
为其刺激线圈配置的冷却循环系统由1、容器2、管道3、蒸馏水4构成。线圈置放 于容器中,其容器中的水为蒸馏水。在应用中,通过水泵使容器中的蒸馏水不断循环,将其 线圈产生的热量带走,解决刺激线圈的散热问题。
上述的生物电信号检测装置主要由输入保护电路,前级放大电路,信号隔离放大电路, 后级信号放大滤波电路,以及微计算机(Intel 80C 196KC)采集控制部分构成。
本实用新型与已有技术相比,最大的进步是由于给刺激线圈配置了一个冷却循环系统, 解决了目前已有技术急需解决的线圈散热问题。同时由于本实用新型又增设了生物电信号检 测装置,实现了用微计算机控制输入信号的放大、滤波和显示。另外扩大了磁场强度范围0~ 4特斯拉。通过改变线圈的尺寸,如缩小了线圈的内径尺寸解决了磁场聚焦的问题。
附图说明
图1是本实用新型智能控制型变频经颅磁刺激装置的方框示意图;
图2是磁刺激器的电路原理示意图;
图3是循环冷却系统示意图;
图4是生物电信号检测装置电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。
图1、图2所揭示的是:首先由PC机发出指令,通过串行口COM1传出,进入到磁刺激 器的电子开关IGBT,当打开开关,使可调压电压源给电容器组C1~C6充电,电容器组选用 6×6800微法,充满后电子开关IGBT断开,PC机发出另一指令,从COM2传入开关K,电容 器组放电,其信号通过可控硅SCR,选用1000A,二极管D,选用1000A,最终产生具有一定 宽度的脉冲电流,输入到刺激线圈L中,线圈产生磁场,其强度范围为0~4特斯拉,脉冲频 率是1~30赫兹,作用于人体,在人体内产生感应生物电流,用传导电极,将人体内感应生 物电流传导入生物电信号检测装置,从而在显示屏上可直观的看到磁刺激诱发的神经信号。
刺激线圈,选取20,其内外径可以选取内径为2mm,外径为90mm或内径为5mm,外径 为20mm中的一种。刺激线圈运行中所产生的热量由冷却循环系统排除,如图3所示,刺激线 圈L置放于冷却循环系统中的容器2的蒸馏水4中,其产生的热量,通过水泵1、管道3,经 蒸馏水循环带走热量。
图4是生物电信号检测装置电路原理图,对于由磁刺激器诱发的神经信号,首先进入到 主要由保护电阻R01、R02和稳压二极管D1、D2、D3、D4组成的保护电路,然后进入前级放大电 路:有两种功能模,共三个部分,分别由INA128和LM324构成,前半部以INA128为主构 成差动放大电路,以提高输入信号的共模抑制比。后半部以3个LM324模块组成负反馈放大 电路。为了有效抑制工频干扰,在两极放大器中间,以电容C3、C4、和C1、C2为主组成一个双 T网络滤波电路,以避免工频信号在放大过程中使信号溢出,其增益在80dB附近可调;前级 放大电路输出信号,由T01进入信号隔离电路:隔离级由TLP521-2构成,通过设置其输入电 流大小,实现信号1∶1放大的隔离。由于隔离级的加入,使得前端的信号测量在电气上与后 端完全隔离,来提高系统的安全性,同时也提高了信号的抗干扰性能;由隔离电路输出的信 号由T02进入信号放大滤波电路:放大器主要采用了3个LM324和1个OP07模块,前部是一个 四阶的低通滤波器,由LM324构成。后部接一个负反馈放大电路,最后是一个电平调整电路, 其增益在20dB附近可调;由信号放大滤波电路输出的信号,最后进入显示装置。
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