CN102179004A

CN102179004A - 一种经颅磁刺激装置

Info

Publication number: CN102179004A
Application number: CN2011101377340A
Authority: CN
Inventors: 梁宏才
Original assignee: SHENYANG ZHUBANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENYANG ZHUBANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明涉及一种经颅磁刺激装置。由下述结构构成：单片机控制器，用于接收按键的输入信号向光耦输出控制信号；光耦，接收单片机控制器的控制信号向推挽电路输出控制信号；推挽电路，用于接收光耦发送的驱动信号并向MOS管发送控制信号；MOS管，接收推挽电路的控制信号向电磁发生器输出电流；电磁发生器，接收MOS管的输出电流产生磁场；按键，用于向单片机控制器输入信号。本发明的优点效果：在低频时变磁场的瞬间磁场强度能够达到150mT到200mT，磁场强度远远高于现有的家用小型经颅磁刺激仪器，对防治失眠、焦虑、抑郁等病症的治疗效果明显。并且操作方便，性能稳定，价格低廉，外形小，即可在医院诊所使用，又便于在家中使用。

Description

一种经颅磁刺激装置

技术领域

本发明涉及一种经颅磁刺激装置，尤其涉及用于失眠、焦虑、抑郁等病症并具有能产生较强磁场的一种经颅磁刺激装置。

背景技术

经颅磁刺激技术（TMS）是一种无痛、无创的绿色治疗方法，磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激，因此现在都叫它为“磁刺激”。随着技术的发展，具有连续可调重复刺激的经颅磁刺激（rTMS）出现，并在临床精神病、神经疾病及康复领域获得越来越多的认可。它主要通过不同的频率来达到治疗目的，高频（＞1Hz）主要是兴奋的作用，低频（≤1Hz）则是抑制的作用。其具有无痛、非创伤的物理特性。TMS可以治疗精神分裂症（阴性症状）、抑郁症、强迫症、躁狂症、创伤后应激障碍（PTSD）等精神疾病，其中对抑郁症的治疗在美国已经通过FDA的认证，治愈率为20%，治疗有效率可以高达100%。在脊髓损伤、帕金森病（PD）、癫痫、脑卒中后康复、外周神经康复、神经性疼痛等有不错的效果。是无创伤治疗和康复领域的少有的技术疗法。

经颅磁刺激技术是利用变化磁场产生的感应电场作用于可兴奋人体脑组织的过程，自从1985年Barker等人成功地利用磁刺激技术首次在人体上实现大脑皮层的中枢神经刺激以来，经颅磁刺激以其可以穿透颅骨进行深部刺激、无痛、非介入、易于操作等优点，已被广泛应用于与神经系统相关的各种治疗，诊断及脑功能的研究中。外界交变磁场可以耦合人体，TMS技术就是在刺激点的皮肤上施加交变磁场来实现的。交变磁场可以以很小的衰减穿过头皮、颅骨和脑组织，并在脑内产生反向感应电流，刺激脑干网状结构系统睡眠控制区域的神经元，引起神经递质的传递等电生理和生物化学的变化。

经颅磁刺激作为一种无痛、无损伤的皮层刺激方法具有操作简便、安全可靠等优点，现已普遍应用于临床。现有的大型经颅磁治疗仪在使用时能产生很大的磁场，治疗效果好，但由于其体积很大、需要专业人员进行操作等的特点，是专门为医疗机构所提供的，使用者必须在医疗机构进行治疗，产生了空间和时间上的不便，治疗费用也较高。所以开发出磁场强的家用小型经颅磁刺激产品就可解决以上问题，目前市场上销售的家用小型经颅磁刺激治疗仪器主要是采用永磁或脉冲磁刺激进行磁疗作用。永磁容易产生治疗适应性，使疗效大打折扣；脉冲磁比永磁更为先进，但现有的脉冲磁刺激在治疗时所产生的磁场强度一般只有10mT到40mT，磁场强度过低，治疗效果不明显。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种经颅磁刺激装置，目的是使其操作方便，性能稳定，在产生低频时变磁场的瞬间磁场强度能够达到150mT到200mT。

为达上述目的本发明一种经颅磁刺激装置，由下述结构构成：单片机控制器，用于接收按键的输入信号向光耦输出控制信号；光耦，接收单片机控制器的控制信号向推挽电路输出控制信号；推挽电路，用于接收光耦发送的驱动信号并向MOS管发送控制信号；MOS管，接收推挽电路的控制信号向电磁发生器输出电流；电磁发生器，接收MOS管的输出电流产生磁场；按键，用于向单片机控制器输入信号。

所述的MOS管与储能电容连接，储能电容与20V直流电源连接。

所述的电磁发生器由U型铁芯，设在U型铁芯上的线圈骨架和缠绕在线圈骨架上的线圈构成。

所述的线圈的两端并联有反向续流二级管。

所述的U型铁芯上设有两个线圈骨架，两个线圈骨架上的线圈串联，每个线圈为120匝。

所述的推挽电路为一个NPN三极管和一个PNP三极管构成，两个三极管的基极与光耦的输出端连接；NPN三极管的集电极接12V直流电源，PNP三极管的集电极接地。

所述的推挽电路的输出端与MOS管的栅极连接。

所述的光耦由12V直流电源供电，单片机控制器由5V直流电源供电。

所述的储能电容与MOS管的漏极连接，储能电容为50V/10000μF电解电容。

本发明的优点效果：在低频时变磁场的瞬间磁场强度能够达到150mT到200mT，磁场强度远远高于现有的家用小型经颅磁刺激仪器，对防治失眠、焦虑、抑郁等病症的治疗效果明显。并且操作方便，性能稳定，价格低廉，外形小，即可在医院诊所使用，又便于在家中使用。

附图说明

图1是本发明的框图。

图2是本发明U型铁芯示意图。

图3是本发明一个缠绕线圈的线圈骨架示意图。

图4是U型铁芯和两个缠绕线圈的线圈骨架组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-4所示一种经颅磁刺激装置，其特征在于由下述结构构成：单片机控制器1，用于接收按键14的输入信号向光耦10输出控制信号；光耦10，接收单片机控制器1的控制信号向推挽电路9输出控制信号；推挽电路9，用于接收光耦10发送的驱动信号并向MOS管8发送控制信号；MOS管8，接收推挽电路9的控制信号向电磁发生器7输出电流；电磁发生器7，接收MOS管8的输出电流产生磁场；按键14，用于向单片机控制器1输入信号；MOS管8与储能电容5连接，储能电容5与20V直流电源4连接，20V直流电源4为储能电容5充电，储能电容5与MOS管8的漏极连接，储能电容5为50V/10000μF电解电容；电磁发生器7由U型铁芯11，设在U型铁芯11上的线圈骨架13和缠绕在线圈骨架13上的线圈12构成，线圈12的两端并联有反向续流二级管6，U型铁芯11上设有两个线圈骨架13，两个线圈骨架13上的线圈12串联，每个线圈12为120匝；推挽电路9为一个NPN三极管和一个PNP三极管构成，两个三极管的基极与光耦10的输出端连接；NPN三极管的集电极接12V直流电源，PNP三极管的集电极接地，推挽电路的输出端与MOS管8的栅极连接，光耦10由12V直流电源3供电，单片机控制器1由5V直流电源2供电。MOS管8采用IRFP150N，光耦10采用PC817，推挽电路9的两个三极管型号采用2222A和2907，反向续流二极管6型号采用MBR20100。

本发明采用的重复经颅磁刺激是在经颅磁刺激基础上发展起来的新的神经电生理技术，利用电流和磁场可以相互转换的原理。将线圈12和U型铁芯11按一定要求置于头颅的特定部位，当电流通过时，线圈周围产生电磁场，穿过颅骨相应部位的皮层组织诱发电流。使局部轴突发生去极化，从而影响皮层的活动而产生治疗作用。结合药物治疗抑郁症的疗效明显优于单纯药物治疗，而且无不良反应。尤其适用于不便于增加药物剂量的老年患者或合并肝肾疾病等患者使用。重复经颅磁刺激能改善人的情绪，治疗抑郁症，重复经颅磁刺激的不同刺激频率可对皮层代谢及脑血流产生不同影响，并对脑内神经递质及其传递、不同脑区多种受体及调节神经元兴奋性的基因表达有明显影响。

由单片机控制器1来控制光耦10的导通或者截止。光耦10导通时光耦输出12V，光耦截止时光耦输出0V。用光耦10的输出同时驱动组成推挽电路9的NPN三极管和PNP三极管的基极。驱动信号为12V时，NPN三极管导通， PNP三极管截止，推挽电路输出12V高电平。驱动信号0V时，PNP三极管导通，NPN三极管截止，推挽电路9输出0V低电平。推挽电路9输出12V时，MOS管8截止，这时20V直流电源4对储能电容5进行充电。推挽电路9输出0V时，MOS管8导通，由储能电容5通过MOS管8开关完成向磁场刺激线圈12的放电。

反向续流二极管6并联在电磁发生器7的线圈12的两端。如果在电路中没有反向续流二极管6的情况下，在MOS管8导通线圈12通过电流时，会在其两端产生感应电动势。在MOS管8关断线圈12电流消失时，其感应电动势会对MOS管8产生反向电压。当反向电压高于MOS管8反向击穿电压时，会使元件造成损坏。反向续流二极管6并联在线两端，当流过线圈12中的电流消失时，线圈12产生的感应电动势通过反向续流二极管6和线圈12构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它元件的安全。

本发明采用的电路是一个包含有线圈12和储能电容5两个储能元件的串联二阶电路，磁刺激前储能电容5充电到初始电压20V，磁刺激时，选通MOS管8使其导通，储能电容5快速放电，产生一个电流脉冲，持续时间12ms，浪涌峰值达到40A，电流使线圈12产生强大的时变磁场。

Claims

1.一种经颅磁刺激装置，其特征在于由下述结构构成：单片机控制器，用于接收按键的输入信号向光耦输出控制信号；光耦，接收单片机控制器的控制信号向推挽电路输出控制信号；推挽电路，用于接收光耦发送的驱动信号并向MOS管发送控制信号；MOS管，接收推挽电路的控制信号向电磁发生器输出电流；电磁发生器，接收MOS管的输出电流产生磁场；按键，用于向单片机控制器输入信号。

2.根据权利要求1所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的MOS管与储能电容连接，储能电容与20V直流电源连接。

3.根据权利要求1所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的电磁发生器由U型铁芯，设在U型铁芯上的线圈骨架和缠绕在线圈骨架上的线圈构成。

4.根据权利要求3所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的线圈的两端并联有反向续流二级管。

5.根据权利要求3所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的U型铁芯上设有两个线圈骨架，两个线圈骨架上的线圈串联，每个线圈为120匝。

6.根据权利要求1所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的推挽电路为一个NPN三极管和一个PNP三极管构成，两个三极管的基极与光耦的输出端连接；NPN三极管的集电极接12V直流电源，PNP三极管的集电极接地。

7.根据权利要求6所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的推挽电路的输出端与MOS管的栅极连接。

8.根据权利要求1所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的光耦由12V直流电源供电，单片机控制器由5V直流电源供电。

9. 根据权利要求2所述的一种经颅磁刺激装置，其特征在于所述的储能电容与MOS管的漏极连接，储能电容为50V/10000μF电解电容。