CN107648734B - 一种磁刺激线圈定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种磁刺激线圈定位装置,由第一微型摄像机(1a)、第二微型摄像机(1b),第一摄像通道(2a)、第二摄像通道(2b)、第一微型摄像机图像(3a)、第二微型摄像机图像(3b)、显示屏(4)、刺激拍(5)和定位帽(6)组成。第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b)是刺激拍(5)上的两个孔,第一微型摄像机(1a)和第二微型摄像机(1b)分别穿过第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b)拍摄到定位帽(6)上的辅助定位点,解决线圈遮挡刺激靶点的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗设备,特别涉及一种磁刺激线圈的定位装置。
背景技术
19世纪的80年代初,英国科学家贝克等人开始研究利用磁刺激对大脑神经活动进行干预,并于1985年首次成功刺激了人脑的运动中枢,用肌电测得了运动皮层诱发电位。这也标志着经颅磁刺激进入了历史舞台。随着大功率器件发展和电路的改进,80年代末出现了重复磁刺激器,这种刺激器每秒可以产生1–100个脉冲。磁刺激器是根据电磁感应的原理,将电容器中储存的能量在短时间内释放到刺激线圈中,形成脉冲电流,进而在其附近空间中形成脉冲磁场和感应电场。当刺激线圈刺激人体时,人体神经组织中产生感应电流,并使神经细胞的细胞膜去极化,产生动作电位。根据刺激部位的不同可以产生不同的效果,如刺激大脑皮层主运动区,皮层兴奋可传导至四肢肌肉。利用肌电图仪可记录到运动诱发电位,利用诱发电位的波幅和潜伏期可以评价神经系统的功能。也可刺激大脑皮层的其他区域对抑郁症、偏头痛等疾病进行治疗。
经颅磁刺激的靶点定位是诊断与治疗过程中的关键问题,一般采用手动定位,刺激时手持刺激线圈,根据人手指的响应改变线圈位置寻找靶点,最终确定位置后固定线圈。也可使用定位帽,定位帽中的多部位标记信息使刺激部位比较精确,便于科研时的刺激部位的定位描述与重复刺激,如中国专利“经颅磁刺激定位帽”(CN201520018729.1),“一种经颅磁刺激定位帽”(CN201220391412.9)。较精确的定位方法可采用光学定位导航系统,主要由红外摄像机和光学定位追踪系统构成,如中国专利“一种导航经颅磁刺激治疗系统”(201010235826.8),“一种用于重复经颅磁刺激光学定位导航系统的校准装置和方法”(201010235828.7)。在光学定位导航系统中,由于物体对光的阻碍作用,对光学传感器和光源的位置提出了很高的要求;此外,光学定位导航系统价格昂贵、操作复杂、定位速度慢,需要事先获得被试者头部磁共振图像,也在一定程度上限制了光学定位系统的使用。
在对患者进行经颅磁刺激时,通常由医师确定治疗靶点和靶点处的线圈感应电场方向,但是实际刺激的位置,即刺激靶点,一般会与医生制定的治疗靶点存在偏差,这是由磁刺激线圈定位中存在的误差引起的。造成这种误差的原因在于磁刺激线圈放置于患者头部上方,线圈本身遮挡了患者头部,因此无法辨别实际刺激位置。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术对患者进行经颅磁刺激时,刺激靶点与医生制定的治疗靶点存在的偏差,同时不使用磁共振成像和光学导航等操作复杂、成本高昂的技术手段,本发明提出一种价格低廉、操作简便、不需要磁共振图像辅助的磁刺激线圈定位装置。
本发明采用以下技术方案。
本发明磁刺激线圈定位装置,包括第一微型摄像机、第二微型摄像机,第一摄像通道、第二摄像通道、第一微型摄像机图像、第二微型摄像机图像、显示屏、刺激拍和定位帽。第一微型摄像机和显示屏的第一输入端口连接,第二微型摄像机和显示屏的第二输入端口连接。第一摄像通道和第二摄像通道是刺激拍上的两个孔,第一微型摄像机和第二微型摄像机为圆柱形工业内窥镜,可以穿过第一摄像通道和第二摄像通道。第一微型摄像机图像和第二微型摄像机图像分别对应于第一微型摄像机和第二微型摄像机拍摄到的图像。第一微型摄像机图像和第二微型摄像机图像通过显示屏显示。
所述刺激拍包括线圈下外壳、线圈上外壳、第一圆线圈、第二圆线圈、第一摄像通道和第二摄像通道。其中第一圆线圈和第二圆线圈共同构成“8”字线圈,“8”字线圈放置在线圈下外壳内部,第一圆线圈和第二圆线圈圆心的连线为x轴,8字线圈中心点为原点,过原点且垂直于x轴的直线为y轴。
所述第一摄像通道和第二摄像通道是刺激拍上的两个孔,均为圆柱形,第一摄像通道垂直于线圈下外壳下表面,第二摄像通道垂直于线圈上外壳的上表面,线圈下外壳下表面和线圈上外壳的上表面平行,第一摄像通道和第二摄像通道的轴线与y轴相交,第一摄像通道和第二摄像通道关于x轴对称,也即第一摄像通道和第二摄像通道到原点的距离相等。
所述第一微型摄像机和第二微型摄像机为圆柱形工业内窥镜,直径小于第一摄像通道和第二摄像通道的内径,第一微型摄像机和第二微型摄像机可以分别插入第一摄像通道和第二摄像通道。
所述第一微型摄像机图像和第二微型摄像机图像分别为第一微型摄像机和第二微型摄像机拍摄到的图像。第一微型摄像机图像和第二微型摄像机图像通过显示屏显示。
所述定位帽为浅色,具有弹性,患者佩戴后可以包紧头部,医生或操作人员可以用记号笔在定位帽上做标记,标记清晰不易擦除。
本发明装置的工作过程如下:
第一步,将定位帽固定在被试者头部上,然后标记刺激靶点及该点处的线圈感应电场方向。刺激靶点位置和线圈感应电场方向由装置操作人员确定;
第二步,用“*”标记第一辅助定位点,在定位帽上由刺激靶点开始沿着线圈感应电场方向画第一辅助标记线,然后在第一辅助标记线上确定第一辅助定位点,使得第一辅助定位点与刺激靶点之间的距离等于“8”字线圈中心点到第一摄像通道轴线的距离。以类似的方法用“*”标记第二辅助定位点,在定位帽上由刺激靶点开始逆着线圈感应电场方向画第二辅助标记线,然后在第二辅助标记线上确定第二辅助定位点,使得第二辅助定位点与刺激靶点之间的距离等于“8”字线圈中心点到第二摄像通道轴线的距离;
第三步,将刺激拍放置在佩戴定位帽后的被试者头部上,接着把第一微型摄像机和第二微型摄像机分别装入第一摄像通道和第二摄像通道,再移动刺激拍并观察显示屏上显示的第一微型摄像机图像和第二微型摄像机图像,当显示屏上可以清晰的同时显示第一辅助定位点和第二辅助定位点的图像,也就是两个“*”时,可以将刺激拍固定,结束线圈定位,准备开始刺激。
由于采用了以上技术方案,使本发明具备的有益效果在于:
(1)本发明与现有技术相比,无需使用患者头部磁共振图像和光学定位追踪系统,简化了装置的工作过程,提高了定位速度,降低了现有技术的成本。
(2)本发明采用了微型摄像机与定位帽相结合的技术方案,解决了线圈遮挡头部标记点的问题。
附图说明
图1为本发明经颅磁刺激线圈定位装置结构示意图;
图2为本发明磁刺激线圈定位装置刺激拍下半部分结构示意图;
图3为本发明磁刺激线圈定位装置刺激拍上半部分结构示意图;
图4为本发明磁刺激线圈定位装置中定位帽上的标记点示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1所示为本发明磁刺激线圈定位装置,所述的定位装置包括第一微型摄像机1a、第二微型摄像机1b,第一摄像通道2a、第二摄像通道2b、第一微型摄像机图像3a、第二微型摄像机图像3b、显示屏4、刺激拍5和定位帽6,共九个部分。第一微型摄像机1a和显示屏4的第一输入端口连接、第二微型摄像机1b和显示屏4的第二输入端口连接。第一摄像通道2a和第二摄像通道2b是刺激拍5上的两个孔,第一微型摄像机1a和第二微型摄像机1b为圆柱形工业内窥镜,直径均为7mm,可以穿过第一摄像通道2a和第二摄像通道2b。第一微型摄像机图像3a和第二微型摄像机图像3b分别为第一微型摄像机1a和第二微型摄像机1b拍摄到的图像。第一微型摄像机图像3a和第二微型摄像机图像3b通过显示屏4显示。
图2和图3所示分别为本发明磁刺激线圈定位装置的刺激拍下半部分和上半部分,下面结合图2和图3说明本发明经颅磁刺激线圈定位装置中的刺激拍结构。
刺激拍包括线圈下外壳8a、线圈上外壳8b、第一圆线圈9a、第二圆线圈9b、第一摄像通道2a和第二摄像通道2b。其中第一圆线圈9a和第二圆线圈9b共同构成“8”字线圈,“8”字线圈放置在线圈下外壳8a内部,O点为“8”字线圈的中心点,两个圆线圈的圆心的连线构成x轴,y轴垂直于x轴,x轴与y轴相交于O点。第一圆线圈9a和第二圆线圈9b的内径为56mm,外径为88mm。第一摄像通道2a的圆心和第二摄像通道2的圆心都在y轴上,直径均为8mm,且分别位于O点的上下两测,与O点的距离相同,均为20mm,第一摄像通道2a和第二摄像通道2与“8”字线圈没有交点。
图4所示为本发明简易磁刺激线圈定位装置中定位帽上的标记点示意图。10是刺激靶点,11是线圈感应电场方向,12a和12b分别是第一辅助定位点和第二辅助定位点,13是两个辅助定位点的连线,14a和14b分别为第一辅助标记线和第二辅助标记线,均位于定位帽6上。刺激靶点10,也就是刺激位置,以及线圈感应电场方向11由临床医师确定。之后由装置操作人员在定位帽上标记两个辅助定位点。第一辅助定位点12a和第二辅助定位点12b分别位于刺激靶点10的两侧,第一辅助定位点12a和第二辅助定位点12b到刺激靶点10的距离相等。第一辅助定位点12a和第二辅助定位点12b之间的连线平行于线圈感应电场方向11。第一辅助定位点12a、第二辅助定位点12b和刺激靶点10形成的平面也平行于线圈感应电场方向11。
结合图1、图2、图3和图4说明本发明装置的工作过程。
第一步,将定位帽6固定在被试者头部7上,然后标记刺激靶点10及该点处的线圈感应电场方向11。刺激靶点10位置和线圈感应电场方向11由装置操作人员确定。
第二步,用“*”标记第一辅助定位点12a,在定位帽6上由刺激靶点10开始沿着线圈感应电场方向11画第一辅助标记线14a,然后在第一辅助标记线14a上确定第一辅助定位点12a,使得第一辅助定位点12a与刺激靶点10之间的距离为20毫米。以类似的方法用“*”标记第二辅助定位点12b,在定位帽6上由刺激靶点10开始逆着线圈感应电场方向11画第二辅助标记线14b,然后在第二辅助标记线14b上确定第二辅助定位点12b,使得第二辅助定位点12a与刺激靶点10之间的距离为20毫米。
第三步,将刺激拍5放置在佩戴定位帽6后的被试者头部7上,接着把第一微型摄像机1a和第二微型摄像机1b分别装入第一摄像通道2a和第二摄像通道2b,再移动刺激拍5并观察显示屏4上显示的第一微型摄像机图像3a和第二微型摄像机图像3b,当显示屏4上可以清晰的同时显示第一辅助定位点12a和第二辅助定位点12b的图像,也就是两个“*”时,可以将刺激拍5固定,结束线圈定位,准备开始刺激。
Claims (4)
1.一种磁刺激线圈定位装置,其特征在于:所述的刺激线圈定位装置由第一微型摄像机(1a)、第二微型摄像机(1b),第一摄像通道(2a)、第二摄像通道(2b)、第一微型摄像机图像(3a)、第二微型摄像机图像(3b)、显示屏(4)、刺激拍(5)和定位帽(6)构成;第一微型摄像机(1a)和显示屏(4)的第一输入端口连接,第二微型摄像机(1b)和显示屏(4)的第二输入端口连接;第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b)是刺激拍(5)上的两个孔,第一微型摄像机(1a)和第二微型摄像机(1b)为圆柱形工业内窥镜,分别穿过第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b);第一微型摄像机图像(3a)和第二微型摄像机图像(3b)分别为第一微型摄像机(1a)和第二微型摄像机(1b)拍摄到的图像;第一微型摄像机图像(3a)和第二微型摄像机图像(3b)通过显示屏(4)显示;所述的磁刺激线圈定位装置工作过程如下:
第一步,将定位帽(6)固定在被试者头部(7)上,然后标记刺激靶点(10)及该点处的线圈感应电场方向(11);刺激靶点(10)位置和线圈感应电场方向(11)由装置操作人员确定;
第二步,用“*”标记第一辅助定位点(12a),在定位帽(6)上由刺激靶点(10)开始沿着线圈感应电场方向(11)画第一辅助标记线(14a),然后在第一辅助标记线(14a)上确定第一辅助定位点(12a),使得第一辅助定位点(12a)与刺激靶点(10)之间的距离为20毫米;以类似的方法用“*”标记第二辅助定位点(12b),在定位帽(6)上由刺激靶点(10)开始逆着线圈感应电场方向(11)画第二辅助标记线(14b),然后在第二辅助标记线(14b)上确定第二辅助定位点(12b),使得第二辅助定位点(12b)与刺激靶点(10)之间的距离为20毫米;
第三步,将刺激拍(5)放置在佩戴定位帽(6)后的被试者头部(7)上,接着把第一微型摄像机(1a)和第二微型摄像机(1b)分别装入第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b),再移动刺激拍(5)并观察显示屏(4)上显示的第一微型摄像机图像(3a)和第二微型摄像机图像(3b),当显示屏(4)上能够清晰的同时显示第一辅助定位点(12a)和第二辅助定位点(12b)的图像,也就是两个“*”时,将刺激拍(5)固定,结束线圈定位,准备开始刺激。
2.如权利要求1所述的磁刺激线圈定位装置,其特征在于:所述的刺激拍(5)包括线圈下外壳(8a)、线圈上外壳(8b)、第一圆线圈(9a)、第二圆线圈(9b)、第一摄像通道(2a) 和第二摄像通道(2b);其中第一圆线圈(9a)和第二圆线圈(9b)共同构成“8”字线圈,“8”字线圈放置在线圈下外壳(8a)内部,O点为“8”字线圈的中心点,两个圆线圈圆心的连线构成x轴,y轴垂直于x轴,x轴与y轴相交于O点;第一摄像通道(2a)的圆心和第二摄像通道(2b)的圆心均在y轴上,第一摄像通道(2a)的圆心和第二摄像通道(2b)的圆心分别位于O点上下两测,与O点的距离相同;第一摄像通道(2a)和第二摄像通道(2b)与“8”字线圈没有交点。
3.如权利要求2所述的磁刺激线圈定位装置,其特征在于:所述的第一圆线圈(9a)和第二圆线圈(9b)的内径为56mm,外径为88mm;第一摄像通道(2a)的圆心和第二摄像通道(2b)的圆心与O点的距离均为20mm。
4.如权利要求1所述的磁刺激线圈定位装置,其特征在于:所述的第二步中,第一辅助定位点(12a)和第二辅助定位点(12b)位置如下,第一辅助定位点(12a)和第二辅助定位点(12b)分别位于刺激靶点(10)的两侧,第一辅助定位点(12a)和第二辅助定位点(12b)到刺激靶点(10)的距离相等;第一辅助定位点(12a)和第二辅助定位点(12b)之间的连线平行于线圈感应电场方向(11);第一辅助定位点(12a)、第二辅助定位点(12b)和刺激靶点(10)形成的平面平行于线圈感应电场方向(11)。
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