CN109200468A - 一种多通道电刺激场强空间分布测量装置 - Google Patents

一种多通道电刺激场强空间分布测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多通道电刺激场强空间分布测量装置，所述装置包括立式支架和定位圆盘，所述定位圆盘呈水平垂直设置于所述立式支架上，所述定位圆盘上设有与其垂直设置的且可绕其轴线旋转的第一旋转体，所述第一旋转体上安装有多个记录电极；所述定位圆盘的圆周位置设有环形导槽，沿所述环形导槽上设有至少两个成对设置的具有正负极的第二旋转体，所述第二旋转体与所述环形导槽呈滑动连接，所述第二旋转体上安装有刺激电极。本发明实现记录电极360度旋转且在仰角上有所变化，从而达到了三维记录电场的效果，可以实现对记录电极和刺激电极更精确地位置控制，使得计算出的刺激电场的分布情况更加精准。

Description

一种多通道电刺激场强空间分布测量装置
技术领域
本发明涉及人的电刺激场强检测技术领域，具体涉及一种多通道电刺激场强空间分布测量装置。
背景技术
随着社会的不断发展和科学技术的日益精进，各种脑调控技术层出不穷，为众多神经精神疾病的治疗带来了新的机遇，尤其是无创性神经调控治疗获得了极大的发展。其中，经颅电刺激作为一种无创、无痛、安全可靠的技术在认知神经科学研究中显露出巨大的作用，它能够无创性地刺激大脑皮质，在一定程度上调节神经元电活动，在帕金森症、癫痫、抑郁症等脑疾病治疗中开始应用。
基于经颅电刺激的实验研究和临床应用大多是直接使用该技术，并不清楚刺激电场的分布特点。近两年有研究开始探讨单通道电刺激的电场分布，但未见多通道电刺激电场分布的研究。本发明针对多通道电刺激在生理盐水中的电场分布，目前在生理盐水的预实验中没有器械可以将记录电极和刺激电极固定在生理盐水中，因此无法准确的测量刺激电极和记录电极的位置，更无法搭建基于生理盐水的空间坐标，导致计算的刺激电场的分布情况存在很大误差；另外，因为没有合适的生理盐水测量装置，为确保电极位置固定可测，国外学者在烧杯内壁固定间隔角度上安装多个记录电极，该方法成本昂贵，并且只记录一个水平面的结果，不能记录电场的三维分布。
随着无创经颅电刺激技术研究的逐步深入，急需一种操作便捷，同时实现位置、角度可调的定位测量装置确保此类研究顺利开展。
发明内容
因此，本发明目的是解决现有技术中所存在的计算刺激电场分布情况误差较大，且在烧杯内壁固定多个记录电极存在成本高昂的技术问题，为此，本发明提供了能同时度量以生理盐水为介质的电刺激形成的电场的三维空间分布的一种多通道电刺激场强空间分布测量装置。
所采用的技术方案如下：
一种多通道电刺激场强空间分布测量装置，所述装置包括立式支架和定位圆盘，所述定位圆盘呈水平垂直设置于所述立式支架上，所述定位圆盘上设有与其垂直设置的第一旋转体，所述第一旋转体绕其自身轴线旋转，所述第一旋转体上安装有多个记录电极；所述定位圆盘的圆周位置设有环形导槽，沿所述环形导槽上设有至少两个成对设置的具有正负极的第二旋转体，所述第二旋转体与所述环形导槽呈滑动连接，所述第二旋转体上安装有刺激电极。
进一步地，位于所述定位圆盘下方的所述第一旋转体上设有多个所述记录电极，多个所述记录电极在所述第一旋转体上呈三维分布，各所述的第二旋转体(6)以所述第一旋转体(3)的轴线为中心线呈左右对称设置。
优选地，所述第一旋转体包括圆柱体和连接杆，所述连接杆的一端固定于所述圆柱体的下端面上，且与所述圆柱体的轴线呈同轴设置；所述圆柱体设置于所述定位圆盘上，所述定位圆盘的上端面设有绕所述圆柱体设置的第一角度刻度尺，所述连接杆贯穿于所述定位圆盘，所述记录电极安装于所述连接杆的下部。
进一步优选地，所述连接杆可围绕所述圆柱体的轴线旋转，且在所述连接杆的下部成型有多个用于定位所述记录电极的贯穿孔。
各所述记录电极分别由其对应的所述贯穿孔中穿出，所述记录电极的延长线垂直投影于水平面上形成投影线，相邻两投影线之间所形成的夹角相等。
所述定位圆盘的侧面设有用于调节所述第二旋转体沿所述环形导槽移动角度的第二角度刻度尺。
再进一步地，所述定位圆盘包括第一定位圆盘和第二定位圆盘，所述第一定位圆盘位于所述第二定位圆盘的上方，所述第一旋转体设置于所述第一定位圆盘上，且所述第一旋转体的连接杆贯穿所述第一定位圆盘和第二定位圆盘；所述第二旋转体设置于所述第二定位圆盘的环形导槽中，所述第一角度刻度尺设置于所述第一定位圆盘的上端面，所述的第二角度刻度尺设置于所述第二定位圆盘的外侧面。
所述的第一定位圆盘和第二定位圆盘分别包括圆形定位端和固定端，所述圆形定位端与所述固定端通过一支撑杆连接，所述第一旋转体的圆柱体内嵌于所述圆形定位端，所述固定端与所述立式支架形成可拆卸连接。
所述第一定位圆盘的固定端和第二定位圆盘的固定端在所述立式支架的高度方向上可调。
所述第二旋转体包括滑块和连杆，所述滑块卡置于所述环形导槽中，且与所述环形导槽呈滑动连接，所述连杆的一端与所述滑块固定连接，所述刺激电极设置于所述连杆的另一端，所述连杆与所述连接杆呈平行设置。
所述连杆的下端设有用于安装所述刺激电极的刺激电极安装孔。
本发明技术方案，具有如下优点：
A.本发明将带有记录电极的第一旋转体和带有刺激电极的第二旋转体设置于定位圆盘上，可以将刺激电极和记录电极固定在生理盐水的精确位置上，第一旋转体可沿着自身轴线带动记录电极旋转，第二旋转体可带动刺激电极沿着定位圆盘的圆心旋转，实现记录电极360度旋转且在仰角上有所变化，从而达到了三维记录电场的效果。
B.本发明利用定位圆盘和立式支架实现记录电极和刺激电极的角度可调和高度可调，为搭建基于生理盐水的空间坐标提供了有效依据，可以准确模拟出生理盐水中刺激电场的分布情况，实现了在生理盐水中进行准确记录电极和刺激电极的位置，该装置具有结构简单、经济耐用、实施流程简单的优点。
C.本发明将定位圆盘分为上下设置的第一定位圆盘和第二定位圆盘，第一旋转体和第二旋转体分别独立设置在第一定位圆盘和第二定位圆盘上，同时还是第一定位圆盘的上端面设置了第一角度刻度尺，在第二定位圆盘上设置了第二角度刻度尺，可以准确定位记录电极和刺激电极的位置，通过准确搭建基于生理盐水的空间坐标，使得计算出的刺激电场的分布情况更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的整体结构前视示意图；
图2为本发明所提供的定位圆盘支架端结构示意图；
图3为本发明所提供第二旋转体结构示意图；
图4为本发明所提供的第一旋转体上记录电极分布结构示意图；
图5为本发明所提供的第一旋转体上记录电极分布俯视图。
图中：
1-立式支架
2-定位圆盘
21-第一定位圆盘，22-第二定位圆盘
2a-圆形定位端，2b-固定端，2c-支撑杆
3-第一旋转体
31-圆柱体，32-连接杆
4-记录电极
5-环形导槽
6-第二旋转体
61-滑块，62-连杆
7-刺激电极；8-烧杯；9-贯穿孔；10-刺激电极安装孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明所提供的一种多通道电刺激场强空间分布测量装置，包括立式支架1和定位圆盘2，定位圆盘2呈水平垂直设置于立式支架1上，定位圆盘2上设有与其垂直设置的第一旋转体3，第一旋转体3绕其自身轴线旋转，第一旋转体3上安装有多个记录电极4；定位圆盘2的圆周位置设有环形导槽5，沿环形导槽5上设有至少两个成对设置的第二旋转体6，第二旋转体6与环形导槽5呈滑动连接，第二旋转体6上安装有成对的刺激电极7。
位于所述定位圆盘2下方的第一旋转体3上设有多个记录电极4，多个记录电极4在第一旋转体3上呈三维分布。
其中的第一旋转体3包括圆柱体31和连接杆32，连接杆32的一端固定于圆柱体31的下端面上，且与圆柱体31的轴线呈同轴设置；圆柱体31设置于定位圆盘2上，定位圆盘2的上端面设有绕圆柱体31设置的第一角度刻度尺，连接杆32贯穿于定位圆盘2，记录电极4安装于连接杆32的下部，多个第二旋转体分别呈对称设置在第一旋转体连接杆的两侧位置。
在连接杆32的下部成型有多个沿着连接杆32的轴线方向且贯穿连接杆的贯穿孔9，上下两贯穿孔9的中心连线与水平面所成夹角相等，当记录电极由贯穿孔9中穿出时，其延长线在水平面上形成垂直投影线，相邻两投影线所形成的夹角相等。同时还在定位圆盘2的侧面设有用于调节第二旋转体6沿环形导槽5移动角度的第二角度刻度尺，可以准确获知第二旋转体6的移动角度。
本发明中所采用的贯穿孔的直径为优选为1.2mm，其为多个贯穿于连接杆32的贯穿孔，图4和图5所示结构中共设置了3个贯穿孔，分别在连接杆32的表面上形成了6个孔，可以在6个孔中同时固定三根粗细不超过1mm的记录电极(推荐电极直径为0.8mm)，优选地，在垂直方向上，向上贯穿的贯通孔与向下贯穿的贯通孔分别与水平的贯通孔呈45°夹角，水平的贯通孔与相邻的两贯通孔在水平面上投影所形成的夹角分别为60°；记录电极在定位圆盘内可进行360°旋转，使得记录电极的旋转角度更加准确。
本发明中优选地将定位圆盘2分为上下设置的第一定位圆盘21和第二定位圆盘22，第一定位圆盘21位于第二定位圆盘22的上方，第一旋转体3设置于第一定位圆盘21上，且第一旋转体3的连接杆32贯穿第一定位圆盘21和第二定位圆盘22；第二旋转体6设置于第二定位圆盘22的环形导槽5中，第一角度刻度尺设置于第一定位圆盘21的上端面，第二角度刻度尺设置于第二定位圆盘22的外侧面。
本发明中公开的第一定位圆盘21和第二定位圆盘22分别包括圆形定位端2a和固定端2b，圆形定位端2a与固定端2b通过一支撑杆2c连接，第一旋转体3的圆柱体内嵌于圆形定位端2a，固定端2b与立式支架1形成可拆卸连接。第一定位圆盘21的固定端和第二定位圆盘22的固定端在立式支架1的高度方向上可调。
其中的第二旋转体6优选包括滑块61和连杆62，所述滑块61卡置于环形导槽5中，且与环形导槽5呈滑动连接，连杆62的一端与滑块61固定连接，刺激电极7设置于连杆62的另一端，连杆62与连接杆32呈平行设置。在连杆62的下端设有用于安装刺激电极7的刺激电极安装孔10。
图3所示为第二旋转体结构示意图，第二旋转体由两个矩形构成，矩形宽度分别为7mm、10mm，可使刺激电极在圆盘支架中设定的环形导槽内实现距离定位圆盘圆心2cm的向外拓展，以适应不同尺寸的烧杯8；刺激电极安装孔可固定刺激电极，刺激电极沿着下层的第二定位圆盘进行水平360°旋转，适合的刺激电极直径为5mm。优选的记录电极和刺激电极在烧杯中的位置是：多根记录电极4的延长线所形成的交叉点与刺激电极等高，且在距离水底高度为6.5cm的位置，使刺激电场的分布情况更加精准。
图1所示的立式支架由圆柱和梯形组成，圆柱高为30cm，直径是1cm，梯形的长为20cm，宽为15cm，圆柱处于梯形右侧2cm处；立式支架的圆柱将两定位圆盘的固定端通过螺丝紧定在一起，用于固定所有元件的位置，同时由于使用的树脂材料带有绝缘特性，可用于承托烧杯，避免烧杯与其他导体接触，产生噪声干扰。
本发明利用定位圆盘和立式支架实现记录电极和刺激电极的角度可调和高度可调，为搭建基于生理盐水的空间坐标提供了有效依据，可以准确模拟出生理盐水中刺激电场的分布情况，实现了在生理盐水中进行准确记录电极和刺激电极的位置，该装置具有结构简单、经济耐用、实施流程简单的优点，通过第一旋转体360°旋转，使记录电极旋转可得到多通道电刺激场强空间分布，实现记录电极360度水平旋转且在所设定的仰角内变化，达到三维记录电场的效果。
具体使用方法如下:
首先，进行设备连线，搭建测量装置。具体搭建过程：将两对刺激电极贴片(4个)和记录电极(3根)依次放置生理盐水中，两对刺激电极的正负端相对立式支架1成对称分布(刺激电极在水平面上间隔为45°)，此时第一旋转体3指针指向圆盘0刻度处；
其次，打开刺激器和记录器，选择刺激器电流、频率等参数指标，确定生理盐水阻抗值，进行刺激；
最后，记录刺激过程和刺激前后的数据，至此指针指向0刻度处的刺激电场强分布数据采集已完成。
然后通过旋转改变第一旋转体或第二旋转体的位置，记录旋转的角度，再进一步采集其它位置下的电刺激场强分布数据情况。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种多通道电刺激场强空间分布测量装置,其特征在于，所述装置包括立式支架(1)和定位圆盘(2)，所述定位圆盘(2)呈水平垂直设置于所述立式支架(1)上，所述定位圆盘(2)上设有与其垂直设置的且可绕其轴线旋转的第一旋转体(3)，所述第一旋转体(3)上安装有多个记录电极(4)；所述定位圆盘(2)的圆周位置设有环形导槽(5)，沿所述环形导槽(5)上设有至少两个成对设置的具有正负极的第二旋转体(6)，所述第二旋转体(6)与所述环形导槽(5)呈滑动连接，所述第二旋转体(6)上安装有刺激电极(7)。
2.根据权利要求1所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置,其特征在于，位于所述定位圆盘(2)下方的所述第一旋转体(3)上设有多个所述记录电极(4)，多个所述记录电极(4)在所述第一旋转体(3)上呈三维分布，各所述的第二旋转体(6)以所述第一旋转体(3)的轴线为中心线呈左右对称设置。
3.根据权利要求2所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述第一旋转体(3)包括圆柱体(31)和连接杆(32)，所述连接杆(32)的一端固定于所述圆柱体(31)的下端面上，且与所述圆柱体(31)的轴线呈同轴设置；所述圆柱体(31)设置于所述定位圆盘(2)上，所述定位圆盘(2)的上端面设有绕所述圆柱体(31)设置的第一角度刻度尺，所述连接杆(32)贯穿于所述定位圆盘(2)，所述记录电极(4)安装于所述连接杆(32)的下部。
4.根据权利要求3所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述连接杆(32)可围绕所述圆柱体(31)的轴线旋转，且在所述连接杆(32)的下部成型有多个用于定位所述记录电极(4)的贯穿孔(9)。
5.根据权利要求4所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，各所述记录电极(4)分别由其对应的所述贯穿孔(9)中穿出，所述记录电极(4)的延长线垂直投影于水平面上形成投影线，相邻两投影线之间所形成的夹角相等。
6.根据权利要求5所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述定位圆盘(2)的侧面设有用于调节所述第二旋转体(6)沿所述环形导槽(5)移动角度的第二角度刻度尺。
7.根据权利要求3-6任一所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述定位圆盘(2)包括第一定位圆盘(21)和第二定位圆盘(22)，所述第一定位圆盘(21)位于所述第二定位圆盘(22)的上方，所述第一旋转体(3)设置于所述第一定位圆盘(21)上，且所述第一旋转体(3)的连接杆(32)贯穿所述第一定位圆盘(21)和第二定位圆盘(22)；所述第二旋转体(6)设置于所述第二定位圆盘(22)的环形导槽(5)中，所述第一角度刻度尺设置于所述第一定位圆盘(21)的上端面，所述的第二角度刻度尺设置于所述第二定位圆盘(22)的外侧面。
8.根据权利要求7所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述的第一定位圆盘(21)和第二定位圆盘(22)分别包括圆形定位端(2a)和固定端(2b)，所述圆形定位端(2a)与所述固定端(2b)通过一支撑杆(2c)连接，所述第一旋转体(3)的圆柱体内嵌于所述圆形定位端(2a)，所述固定端(2b)与所述立式支架(1)形成可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述第一定位圆盘(21)的固定端和第二定位圆盘(22)的固定端在所述立式支架(1)的高度方向上可调。
10.根据权利要求8所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述第二旋转体(6)包括滑块(61)和连杆(62)，所述滑块(61)卡置于所述环形导槽(5)中，且与所述环形导槽(5)呈滑动连接，所述连杆(62)的一端与所述滑块(61)固定连接，所述刺激电极(7)设置于所述连杆(62)的另一端，所述连杆(62)与所述连接杆(32)呈平行设置。
11.根据权利要求10所述的多通道电刺激场强空间分布测量装置，其特征在于，所述连杆(62)的下端设有用于安装所述刺激电极(7)的刺激电极安装孔(10)。
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