CN102580245A - 重复脉冲型神经磁刺激发射源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种重复脉冲型神经磁刺激发射源，属于临床生理检测及治疗技术范畴。该技术是一种利用脉冲磁场作用于神经系统，神经细胞的膜电位，使之影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理反应，本装置为该技术的实施提供一种新型功率源。主要包括有：220V工频电源(1)；智能通断开关(2)；一次整流电路(3)；蓄电池(4)；功率控制器(5)；控制电路(6)；触发电路(7)；脉冲发生电路(8)和磁刺激终端(9)。其中控制电路(6)由感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)组成。本发明可为人体神经组织进行重复磁刺激治疗时提供功率，具有操作简便、安全可靠与功率可控等优点。

Description

重复脉冲型神经磁刺激发射源

技术领域

本发明涉及一种重复脉冲型神经磁刺激发射源的设计，属于临床生理检测及治疗技术范畴，是一种结构简单，控制简便、灵活，低成本，智能化，不易受干扰的多种脉冲模式重复出现的神经磁刺激发射源。特别涉及一种利用脉冲磁场作用于神经系统，神经细胞的膜电位，使之影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理反应，本装置为该技术的实施提供一种新型功率源。

背景技术

磁刺激技术是一种无创绿色治疗方法，信号可以无衰减地透过骨骼而刺激到神经，外周神经在受到刺激后出现相应的生理反应以达到治疗目的。根据刺激脉冲不同，可将其分为三种模式，即：单脉冲、双脉冲以及重复性脉冲。但是发出脉冲的频率、幅度及持续时间等不易控制，给治疗带来了一定的困难。因此如何持续、重复且可控的为磁刺激技术提供稳定功率源成为该领域一个重要课题。

本发明主要针对临床上常用的神经磁刺激器所发出的脉冲频率、幅值或持续时间的不易控制的缺点，给出了一种可发出重复、持续且可控脉冲的磁刺激功率源，具有可持续工作、操作灵活、结构轻便的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在功率电容矩阵脉冲发生的基础上，通过单片机实现脉冲模式的智能控制与调节，从而为生物体神经磁刺激提供功率源。

本发明所采用的技术方案是：重复脉冲型神经磁刺激发射源，包括有220V工频电源(1)；智能通断开关(2)；一次整流电路(3)；蓄电池(4)；功率控制器(5)；控制电路(6)；触发电路(7)；脉冲发生电路(8)和磁刺激终端(9)。其中控制电路(6)由感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)组成。

所述的一次整流电路(3)通过220V工频电源(1)进行供电，将工频交流电整流为直流后向控制电路(6)进行馈电。

所述的智能通断开关(2)由功率控制器(5)通过不同档位功率继电器进行控制与切换，实现不同功率的输出。

所述的蓄电池(4)负责在220V工频电源(1)停止工作时临时提供电能。

所述的控制电路(6)包括有接收脉冲发生电路(8)所发出的电磁波信号的感应天线(61)，与感应天线(61)相连的单片机(62)，以及与单片机(62)相连的控制输出电路(63)；所述的控制输出电路(63)是由激光二极管D和光敏三极管Q组成，光敏三极管Q接收激光二极管D的激光信号，并通过集电极与触发电路(7)相连向其输出控制信号(C)，光敏三极管Q的发射极接地。

所述的触发电路(7)包括有继电器KM1、大功率晶体管Q1和行输出变压器T，其中，继电器KM1线圈一端连接控制电路(6)中光敏三极管Q的集电极，接收控制信号(C)，另一端连接24V电源；大功率晶体管Q1的发射极接地，集电极连接行输出变压器T输入端的7脚，基极通过电阻R1连接行输出变压器T输入端5脚；行输出变压器T 8脚为输出端，通过高压硅堆连接脉冲发生电路(8)。

所述的脉冲发生电路(8)是采用MARX发生器，由多电容C并联，在每两个电容C尾首间通过放电球隙(g)相连；所述的脉冲发生电路(8)的输入端连接触发电路(6)的输出端(HV)，输出端接在磁刺激终端(9)上，对相关部位进行磁刺激。

本发明的重复脉冲型神经磁刺激发射源，通过单片机、传感器和执行机构，在一定范围内检测并控制脉冲的次数，满足实际使用中的需要。实现了单片机在强电磁脉冲的影响下对电路进行控制，具有放电脉冲的重复、持续和可控性。

附图说明

图1是本发明的整体结构原理图；

图2是信号电路触发的原理图；

图3是持续重复大功率脉冲发生电路的原理图；

图4是激光控制信号电路的原理图；

图5是重复型磁刺激脉冲作用的原理图。

其中：

(1)：220V工频电源；(2)：智能通断开关；(3)：一次整流电路；(4)：蓄电池；(5)：功率控制器；(6)：控制电路；(61)：感应天线；(62)：单片机；(63)：控制输出电路；(7)：触发电路；(8)：脉冲发生电路；(9)：磁刺激终端。

具体实施方式

下面结合实例和附图对本发明的重复脉冲型神经磁刺激发射源做出详细说明。

如图1所示，本发明的重复脉冲型神经磁刺激发射源，包括有220V工频电源(1)，负责为电路提供电能；智能通断开关(2)与功率控制器(5)配合使用，根据要求调整输入功率大小；一次整流电路(3)从220V工频电源(1)处获得电能，一方面向蓄电池(4)供电，另一方面向功率控制器(5)及下游电路进行供电；控制电路(6)包括感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)，三者负责控制触发电路(7)，使其输出要求的触发脉冲；脉冲发生电路(8)根据触发脉冲前沿开始工作，输出相应的重复脉冲，并供给磁刺激终端(9)进行磁刺激治疗。

如图2所示，所述的触发电路(7)由行输出变压器T、大功率晶体管Q1和继电器KM1组成。行输出变压器T有更高的电感量和品质因数，继电器KM1通过触电的开闭控制大功率晶体管Q1的截止与导通，相当于从行输出变压器T输入了方波信号。以上过程重复进行，根据电磁感应原理，最终就会产生比较稳定的直流高电压，提供给脉冲发生电路(8)。

如图3所示，所述的脉冲发生电路(8)采用马克思脉冲发生器原理，由多数个相同的电容C并联连接构成放电网络，在每两个电容C之间都接有一个大阻值电阻R进行隔离，在每两个电容C的尾首之间都通过放电球隙g相连；所述脉冲发生电路(8)的输入端连接触发电路(7)的输出端HV，输出端构成放电终端进行脉冲放电。首先对电容矩阵进行并联充电，在放电球隙g未击穿前，各电容相当于并联，充满电后其两端的电势差为+HV；当在+HV的电压作用下第一级放电球隙g击穿后，②处的电势瞬时变化到和①相同，即从0变为+HV，紧接着第二个放电球隙g击穿，④处电势由0变为+2HV，⑤处变为+3HV...依此类推，经过n次升压，在放电终端电压升高为+nHV。从而在很短时间内实现了电压的倍增。

如图4所示，所述的控制电路(6)中的感应天线(61)将电磁波信号转化成电信号输送到单片机(62)，触发内部中断，启动相应的程序。光敏三极管Q接收激光二极管D的激光信号，其发射极接地。

如图5所示，将放电终端接在磁刺激终端(9)上并引至需要进行磁刺激的神经部位上，其中+、-符号表示放电时的正负电位，为保证放电电流有稳定通路，在放电点的相反位置设置接地回路。当脉冲发生电路(8)工作时，磁刺激终端(9)会在巨大电流的变化下产生强烈磁场，从而满足磁刺激治疗的需要。

本发明的重复脉冲型神经磁刺激发射源，正常工作时首先通过单片机的控制板输入脉冲重复次数以及持续时间，当按动启动按键后，红色激光二极管就会点亮，在其作用下触发电路导通，系统进入工作状态。首先看到放电球隙逐级被击穿。每出现一次放电，单片机依靠感应电磁脉冲计数直到放电次数达到预定次数，红色激光二极管就会熄灭，系统停止工作，表示规定的治疗过程的结束。

Claims (5)

1.重复脉冲型神经磁刺激发射源，其特征在于包括有220V工频电源(1)，负责为电路提供电能；智能通断开关(2)与功率控制器(5)配合使用，根据要求调整输入功率大小；一次整流电路(3)从220V工频电源(1)处获得电能，一方面向蓄电池(4)供电，另一方面向功率控制器(5)及下游电路进行供电；控制电路(6)包括感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)，三者负责控制触发电路(7)，使其输出要求的触发脉冲；脉冲发生电路(8)根据触发脉冲前沿开始工作，输出相应的重复脉冲，并供给磁刺激终端(9)进行磁刺激治疗。

2.根据权利要求1所述的重复脉冲型神经磁刺激发射源，其特征还在于，所述的触发电路(7)由行输出变压器T、大功率晶体管Q1和继电器KM1组成；行输出变压器T有更高的电感量和品质因数，继电器KM1通过触电的开闭控制大功率晶体管Q1的截止与导通，相当于从行输出变压器T输入了方波信号，以上过程重复进行，根据电磁感应原理，最终就会产生比较稳定的直流高电压。

3.根据权利要求1所述的重复脉冲型神经磁刺激发射源，其特征还在于，所述的脉冲发生电路(8)采用马克思脉冲发生器原理，由多数个相同的电容C并联连接构成放电网络，首先对电容矩阵进行并联充电，在放电球隙g未击穿前，各电容相当于并联，充满电后放电球隙g逐级击穿，最终使放电终端电压很短时间内实现了电压的倍增。

4.根据权利要求1所述的重复脉冲型神经磁刺激发射源，其特征还在于，所述的控制电路(6)中的感应天线(61)将电磁波信号转化成电信号输送到单片机(62)，触发内部中断，启动相应的程序；光敏三极管Q接收激光二极管D的激光信号，其发射极接地。

5.根据权利要求1所述的重复脉冲型神经磁刺激发射源，其特征还在于，将放电终端接在磁刺激终端(9)上并引至需要进行磁刺激的神经部位上；同时磁刺激终端(9)由多匝串扰的电感线圈构成，用以提供磁刺激治疗的磁场。

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