CN114712717A - 经颅磁刺激系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经颅磁刺激系统及方法，该系统包括：头部数据获取模块、刺激对象仿真模块和线圈参数推荐模块，其中，头部数据获取模块，用于获取目标刺激对象的头部数据，其中，头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；刺激对象仿真模块，与头部数据获取模块连接，用于根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型；线圈参数推荐模块，与刺激对象仿真模块连接，用于生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈。通过本发明实施例的技术方案，实现了提高经颅磁刺激线圈与目标刺激对象适配程度的技术效果。

Description

经颅磁刺激系统及方法

技术领域

本发明涉及经颅磁刺激技术领域，尤其是一种经颅磁刺激系统及方法。

背景技术

经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)技术已经成为生物医学研究领域以及神经医学研究领域的一种非侵入性的有效检查和治疗手段。

目前，使用经颅磁刺激仪对使用对象进行经颅磁刺激时，若经颅磁刺激线圈与使用对象不适配，则会造成聚焦性和刺激强度不满足经颅磁刺激需求的情况。例如针对小动物进行经颅磁刺激时，使用适合大动物的经颅磁刺激线圈进行刺激，会产生聚焦性差、刺激强度过高的问题，难以准确的进行经颅磁刺激。

发明内容

本发明提供了一种经颅磁刺激系统及方法，以解决经颅磁刺激线圈与目标刺激对象不适配的问题，实现了提高经颅磁刺激线圈与目标刺激对象适配程度的技术效果。

根据本发明的一方面，提供了一种经颅磁刺激系统，该系统包括：头部数据获取模块、刺激对象仿真模块和线圈参数推荐模块，其中，

所述头部数据获取模块，用于获取目标刺激对象的头部数据，其中，所述头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；

所述刺激对象仿真模块，与所述头部数据获取模块连接，用于根据获取到的头部数据构建所述目标刺激对象的头部模型；

所述线圈参数推荐模块，与所述刺激对象仿真模块连接，用于生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据所述测试数据确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

根据本发明的另一方面，提供了一种经颅磁刺激方法，应用于经颅磁刺激系统，所述经颅磁刺激系统包括：头部数据获取模块、与所述头部数据获取模块连接的刺激对象仿真模块和与所述刺激对象仿真模块连接的线圈参数推荐模块，其中，所述经颅磁刺激方法包括：

通过所述头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据，其中，所述头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；

通过所述刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建所述目标刺激对象的头部模型；

通过所述线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据所述测试数据确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

本发明实施例的技术方案，通过头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据，通过刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型，通过线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈，解决了经颅磁刺激线圈与目标刺激对象不适配的问题，实现了提高经颅磁刺激线圈与目标刺激对象适配程度的技术效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明实施例一所提供的一种经颅磁刺激系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一所提供的一种确定小动物适配的经颅磁刺激线圈的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例一所提供的另一种经颅磁刺激系统的结构示意图；

图4为本发明实施例一所提供的一种经颅磁刺激系统的磁刺激驱动电路的电路图；

图5为本发明实施例一所提供的一种经颅磁刺激系统的主电路框图；

图6为本发明实施例二所提供的一种经颅磁刺激方法的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例一

图1为本发明实施例一所提供的一种经颅磁刺激系统的结构示意图，本实施例可适用于根据目标刺激对象选择适配的经颅磁刺激线圈的情况，该系统可以用来执行经颅磁刺激方法，该系统可以采用硬件和/或软件的形式实现，该系统可配置于电子设备中。

如图1所示，该系统包括：头部数据获取模块1、刺激对象仿真模块2和线圈参数推荐模块3。

其中，头部数据获取模块1，用于获取目标刺激对象的头部数据，其中，头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；刺激对象仿真模块2，与头部数据获取模块1连接，用于根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型；线圈参数推荐模块3，与刺激对象仿真模块2连接，用于生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

头部数据获取模块1，用于获取目标刺激对象的头部数据。

其中，目标刺激对象可以是待进行经颅磁刺激的对象，可以是小动物，例如：小鼠等。头部数据可以是基于医学信息采集设备获取的头部数据，头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据。例如：头部数据可以是基于脑部CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)或MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)采集的头部影像等。

具体的，可以基于医学信息采集设备获取得到目标刺激对象的头部数据，也可以获取预先上传或下载的目标刺激对象的头部数据，还可以通过其他方式对目标刺激对象的头部数据进行获取，在本实施例中不作具体限定。

刺激对象仿真模块2，与头部数据获取模块1连接，用于根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型。

其中，头部模型可以是模拟目标刺激对象头部结构的三维立体模型。

具体的，刺激对象仿真模块2可以从头部数据获取模块1获取获取到的头部数据，并通过获取到的头部数据进行分析和处理，构建目标刺激对象的头部模型，以用于后续的仿真测试。

线圈参数推荐模块3，与刺激对象仿真模块2连接，用于生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

其中，线圈结构测试参数可以是构建经颅磁刺激线圈时所使用的参数，例如可以包括线圈电感、线圈电阻、线圈匝数、导线材料以及导线直径等，若经颅磁刺激线圈为锥形线圈，则线圈结构测试参数还可以包括锥形线圈底半径以及锥形线圈顶半径等。预设刺激参数可以是根据经颅磁刺激需求预先设置的用于产生刺激电信号的参数，例如：磁刺激强度、磁刺激频率、磁刺激时间、磁刺激模式等。测试数据可以是在仿真测试过程中以及仿真测试结束时所得到的数据。

具体的，线圈参数推荐模块3可以生成线圈结构测试参数，该线圈结构测试参数可以是默认参数也可以是通过经验预先配置的参数。线圈参数推荐模块3生成的线圈结构测试参数作为构建初始的经颅磁刺激线圈的参数。线圈参数推荐模块3可以从刺激对象仿真模块2获取目标刺激对象的头部模型，基于预设刺激参数和线圈结构测试参数对该头部模型进行仿真测试，得到测试数据。进而，判断测试数据是否满足当前的经颅磁刺激的需求，若满足，则可以从预先存储的若干个经颅磁刺激线圈中，选择与当前的线圈结构测试参数匹配程度最高的一个作为与头部模型适配的经颅磁刺激线圈；若不满足，则返回调整线圈结构测试参数，并重新对头部模型进行仿真测试，以进一步判断调整线圈结构测试参数后所得到的测试数据是否满足当前的经颅磁刺激的需求。

可选的，线圈参数推荐模块3，具体用于根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行电磁场仿真测试，得到与头部模型对应的电磁场空间分布，根据电磁场空间分布确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

其中，电磁场仿真测试可以是通过线圈结构测试参数构建经颅磁刺激线圈，以预设刺激参数为基准生成经颅磁刺激的刺激电信号，作用于头部模型时，获取头部模型中电磁场情况的仿真测试。电磁场空间分布可以是用于描述仿真的经颅磁刺激在头部模型中产生的电磁场分布情况。

具体的，通过线圈参数推荐模块3可以基于预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行电磁场仿真测试，并获取测试过程中头部模型对应的电磁场空间分布。进一步，判断该电磁场空间分布是否与当前的经颅磁刺激的电磁场空间分布需求相匹配，若匹配，则可以从预先存储的若干个经颅磁刺激线圈中，选择与当前的线圈结构测试参数匹配程度最高的一个作为与头部模型适配的经颅磁刺激线圈；若不匹配，则返回调整线圈结构测试参数，并重新对头部模型进行电磁场仿真测试，以进一步判断调整线圈结构测试参数后所得到的与头部模型对应的电磁场空间分布是否与当前的经颅磁刺激的电磁场空间分布需求相匹配。

可选的，线圈参数推荐模块3，具体还用于根据电磁场空间分布以及预设刺激靶点位置对线圈结构测试参数进行调整，以得到与头部模型适配的线圈结构测试参数，将与线圈结构测试参数对应的经颅磁刺激线圈确定为适配的经颅磁刺激线圈。

其中，预设刺激靶点位置可以是后续经颅磁刺激时的刺激靶点。

具体的，通过线圈参数推荐模块3可以根据电磁场空间分布判断预设刺激靶点位置处的电磁场是否符合后续经颅磁刺激的需求。并且，可以根据需求以及当前的预设刺激靶点位置处的电磁场对线圈结构测试参数进行调整，可以是对锥形线圈底半径、锥形线圈顶半径、线圈电感、线圈电阻、线圈匝数、导线材料以及导线直径中的一种或多种进行调整，以使预设刺激靶点位置处的电磁场符合需求。若符合需求，则确定当前的线圈结构测试参数为与头部模型适配的线圈结构测试参数，进而，从预先存储的若干个经颅磁刺激线圈中，选择与该线圈结构测试参数匹配程度最高的一个作为与头部模型适配的经颅磁刺激线圈；若不匹配，则返回调整线圈结构测试参数，并重新对头部模型进行电磁场仿真测试，以进一步判断调整线圈结构测试参数后所得到的预设刺激靶点位置处的电磁场是否符合后续经颅磁刺激的需求。

可选的，头部数据获取模块1，具体用于获取目标刺激对象的头部磁共振数据；刺激对象仿真模块2，具体用于根据脑组织电导率及介电常数信息，通过头部磁共振数据构建目标刺激对象的头部模型。

具体的，通过头部数据获取模块1可以获取目标刺激对象的头部磁共振数据。通过刺激对象仿真模块2可以获取目标刺激对象的脑组织电导率及介电常数信息，并根据脑组织电导率及、介电常数信息以及从头部数据获取模块1获取的头部磁共振数据构建目标刺激对象的头部模型。

图2为本发明实施例一所提供的一种确定小动物适配的经颅磁刺激线圈的方法的流程示意图。

具体的，在确定小动物适配的经颅磁刺激线圈的时候，首先要建立真实的小动物仿真的头部模型。可以基于前期对小动物的生物组织电特性研究得到的脑组织电导率及介电常数信息，并通过小动物数据(如：MRI数据)进行图像分割，得到各脑组织结构，来建立小动物仿真的头部模型。进而，根据线圈结构测试参数构建经颅磁刺激线圈，基于构建的经颅磁刺激线圈和小动物仿真的头部模型进行联合仿真，此时可以使用预设刺激参数进行联合仿真，分析电磁场空间分布来对线圈结构测试参数进行优化，还可以通过线圈评价指标来对线圈结构测试参数进行优化，线圈评价指标可以包括：聚焦性、场强、发热以及机械应力中的一种或多种。可以是基于粒子群算法和熵权法对线圈结构测试参数进行优化。最后，可以根据参数优化后的线圈结构测试参数匹配出小动物适配的经颅磁刺激线圈。

通过上述方式可以使得经颅磁刺激线圈适配于小动物，由于小动物的特点，可以选择聚焦性较好且刺激深度较浅的锥形经颅磁刺激线圈作为目标，匹配出适配于小动物的经颅磁刺激线圈。

需要说明的是，通过计算机仿真设计，能够分析不同线圈结构测试参数构成的线圈结构对头部模型产生的电磁场影响，从而使得线圈结构与经颅磁刺激系统的主电路很好地兼容。

在上述示例的基础上，还可以在确定经颅磁刺激线圈后，通过经颅磁刺激线圈和小动物仿真的头部模型的联合仿真，来调节预设刺激参数，使得刺激参数更适配于后续的经颅磁刺激。

可选的，如图3所示，经颅磁刺激系统还包括：磁刺激控制电路4、磁刺激驱动电路5和经颅磁刺激线圈6。

其中，磁刺激控制电路4，用于产生磁刺激控制信号，其中，磁刺激控制信号包括磁刺激频率以及磁刺激强度；刺激驱动电路5，与磁刺激控制电路4和经颅磁刺激线圈6连接，用于根据磁刺激控制信号生成刺激电信号，并将刺激电信号传输至经颅磁刺激线圈6；经颅磁刺激线圈6，设置于目标刺激对象的头部，用于将接收到的刺激电信号作用于目标刺激对象的头部。

具体的，磁刺激控制电路4可以根据预先配置的磁刺激频率以及磁刺激强度产生对应的磁刺激控制信号。刺激驱动电路5可以从磁刺激控制电路4获取磁刺激控制信号，将磁刺激控制信号转化为刺激电信号，并将转化后的刺激电信号传输至经颅磁刺激线圈6，以便使经颅磁刺激线圈6能够进行经颅磁刺激。经颅磁刺激线圈6可以设置于目标刺激对象的头部，并将接收到的刺激电信号作用于目标刺激对象的头部，以便于对头部中的预设刺激靶点位置进行刺激。

示例性的，如图4所示，经颅磁刺激系统的磁刺激驱动电路主要由控制电路、充电电路、放电电路等组成。结合电路中器件选型，通过控制充放电开关的时间可以实现经颅磁刺激线圈6的电流的脉冲电流的宽度、刺激幅值、刺激频率等多参数的可控，从而在实际应用中提高使用效率。

如图4所示，磁刺激驱动电路的主电路分为充电回路l1、放电回路l2、续流回路l3以及控制开关及其他部分。充电回路l1包括电源V1、电阻R1、控制开关Q1、电容C1、电容C3以及电感L4。放电回路l2包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C5、电感L1、电感L2、电感L3、电感L5、控制开关Q2、电阻R2、电阻R3以及二极管D1。续流回路l3包括电阻R2、电阻R3、电感L1、电感L3、二极管D1以及电容C5。

其中，控制开关Q1和Q2可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，例如：IRGPH50F等。通过控制其导通或闭合来控制充电电路、续流回路以及放电电路的工作状态，使得电容充电时放电回路断开，而电容放电时充电回路断开，既节省了电能又能够避免因充电时间过长而导致元器件损坏的问题。根据IGBT的时序特征可以将电路分为四种状态：(1)充电阶段；(2)死区阶段；(3)放电阶段；(4)续流阶段。

需要说明的是，经围绕控制TMS的磁刺激频率、磁刺激强度等刺激方式对整个TMS电路进行控制。可以选择单片机作为主控芯片，通过输出不同频率的PWM波控制IGBT的工作状态。为了防止因为脉冲电流过大而损害元器件，可以对电路各部分设计保护电路，如IGBT保护、电容保护等。

可选的，经颅磁刺激线圈为锥形磁刺激线圈，锥形磁刺激线圈中心设置有锌锰铁氧体。

需要说明的是，由于病理的不同，脑区的不同，锥形磁刺激线圈有着较好的聚焦性，同时较浅的刺激深度能够适配于小动物较小的脑部。锥形磁刺激线圈底端部分的半径较小，有利于刺激小动物(如：小鼠等)具体某一脑区部位，聚焦性很好，但是刺激强度不够。因此，可以在锥形磁刺激线圈内部放置了锌锰铁氧体，锌锰铁氧体具有较高的磁导率，可以把线圈内部和外部的磁场大部分集中于锌锰铁氧体内部，进一步增强刺激强度。这种特殊的结构设计和上层较大的线圈尺寸使得锥型线圈产生的电场在大脑处能够产生较好的聚焦性并保持足够的刺激强度。

可选的，如图3所示，经颅磁刺激系统还包括：刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6设置有温度测量部件7和散热装置8。

其中，温度测量部件7，用于测量刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6的温度；散热装置8，用于根据刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6的温度调整散热强度，以对刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6进行散热处理。

在本发明实施例中，散热装置8的散热强度可根据温度进行自动调整，这样设置的好处在于，能够实现使得刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6始终处于稳定的温度范围内，降低高温对刺激驱动电路5和经颅磁刺激线圈6的影响，为刺激驱动电路5和经颅磁刺激线圈6的安全运行提供保障。

具体的，通过温度测量部件7可以测量刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6的温度，其中，可以通过温度表、温度计或其他测温元件来进行温度测量。

可选地，散热装置8可以获取温度测量部件7测量得到的温度，并将该温度与预设温度阈值进行比较，若刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6的温度超过预设温度阈值，则启动散热操作，以对刺激驱动电路5和/或经颅磁刺激线圈6进行散热处理。

需要说明的是，刺激驱动电路5和经颅磁刺激线圈6的预设温度阈值可以相同也可以不同，可以根据实际操作进行设定。

还需要说明的是，可以将散热装置8看作是冷却系统，若无冷却系统，经颅磁刺激线圈6在高频刺激下只能工作很短的时间。为了有效地降低经颅磁刺激线圈6的温度，满足长时间的使用，并且不会影响到目标刺激对象(如：小动物等)的身体健康。冷却系统可以采用水冷系统，水冷系统可以由水泵、水槽和水管三部分组成。具体可以将水管与经颅磁刺激线圈6相连接并放置温度测量部件7(如：数字温度检测计等)，用来控制冷却系统的工作强度。

示例性的，如图5所示，经颅磁刺激系统的主电路包括充电电源、控制电路、充电开关、储能电容、放电开关、保护电路、刺激线圈以及冷却系统，还包括充电回路、放电回路以及续流回路。充电电源的主要功能是为控制电路、刺激线圈提供电能输入且可调节输出电压值；控制电路主要由单片机及外围电路构成，用于调节磁刺激的频率以及强度；保护电路是用来保护充电电源、储能电容和各开关器件，防止因为脉冲电流过大而损害设备；冷却系统是用来冷却驱动电路和刺激线圈，防止长时间按使用引起刺激线圈发热而影响系统正常运行。

需要说明的是，经颅磁刺激系统的外壳材料可以采用具有良好高温树脂制作，其具有支撑、绝缘和冷却三大功能。为了尽快的使线圈降温，外壳内配备了冷却系统，有效地降低线圈的温度，满足长时间使用的需求。

可选的，如图3所示，经颅磁刺激系统还包括：用户操作装置9。

其中，用户操作装置9，与刺激控制电路4连接，用于接收用户输入的经颅磁刺激参数，并将经颅磁刺激参数发送至刺激控制电路4；刺激控制电路4，还用于根据经颅磁刺激参数生成磁刺激控制信号。

其中，经颅磁刺激参数可以是用户根据后续待进行的经颅磁刺激来确定的参数。

具体的，用户可以通过用户操作装置9设置经颅磁刺激参数，当用户操作装置9接收到用户输入的经颅磁刺激参数时，将该经颅磁刺激参数发送至刺激控制电路4。此种情况下，刺激控制电路4可以根据用户操作装置9发送的经颅磁刺激参数生成磁刺激控制信号，以便于后续进行经颅磁刺激。

可选的，如图3所示，用户操作模块9包括参数选择模块91和显示模块92，参数选择模块91包括刺激参数设定元件911和刺激模式选择元件912。

其中，显示模块92，用于显示用户输入的经颅磁刺激参数；刺激参数设定元件911，用于对磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间中的至少一个刺激参数进行设定；刺激模式选择元件912，用于对至少一种预设刺激模式进行选择。

其中，预设刺激模式可以是对磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间进行组合形成不同的刺激模式。

具体的，用户可以通过刺激参数设定元件911来对磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间中的至少一个刺激参数进行设定，用户也可以通过刺激模式选择元件912来选择至少一种预设刺激模式。进而，显示模块92可以对用户设定的经颅磁刺激参数进行显示，以使用户能够进行直观的查看和确认。

示例性的，用户操作模块9整体实现对核心电路的封装以及刺激参数选择的功能。用户操作模块9将各种功能进行集成，外壳可以为塑料结构，具体结构可以根据实际需求选择。用户操作模块9中可以搭载显示模块92，如：小型显示屏，以对磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间等参数进行显示。进而，可以在外壳上添加刺激模式选择元件912(如：数个按键、旋钮等)以分别对磁刺激频率、磁刺激强度、磁刺激时间、刺激模式等参数进行设定。添加刺激模式选择功能，用户可根据实际需求对预设刺激模式进行选择。对磁刺激频率和磁刺激强度进行组合，能够形成不同的预设刺激模式，如：定强定频刺激、增强增频刺激等。例如：磁刺激频率可以设定7个选择范围0.1Hz、0.2Hz、0.3Hz、0.5Hz、1.0Hz、2.0Hz以及5.0Hz，磁刺激强度可以设定为0.1T、0.2T、0.3T、0.4T、0.5T。因此，用户操作模块9可以与磁刺激控制电路4进行有线连接，使得用户对经颅磁刺激参数进行灵活选择。

本发明实施例的技术方案，通过头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据，通过刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型，通过线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈，解决了经颅磁刺激线圈与目标刺激对象不适配的问题，实现了提高经颅磁刺激线圈与目标刺激对象适配程度的技术效果。

实施例二

图6为本发明实施例二所提供的一种经颅磁刺激方法的流程示意图，该方法应用于经颅磁刺激系统，经颅磁刺激系统包括：头部数据获取模块、与头部数据获取模块连接的刺激对象仿真模块和与刺激对象仿真模块连接的线圈参数推荐模块。

如图6所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：

S610、通过头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据。

其中，头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；

S620、通过刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型。

S630、通过线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

可选的，通过线圈参数推荐模块根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行电磁场仿真测试，得到与所述头部模型对应的电磁场空间分布，根据所述电磁场空间分布确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

可选的，通过线圈参数推荐模块根据所述电磁场空间分布以及预设刺激靶点位置对所述线圈结构测试参数进行调整，以得到与所述头部模型适配的线圈结构测试参数，将与所述线圈结构测试参数对应的经颅磁刺激线圈确定为适配的经颅磁刺激线圈。

可选的，经颅磁刺激系统还包括：磁刺激控制电路、磁刺激驱动电路和经颅磁刺激线圈，刺激驱动电路与所述磁刺激控制电路和所述经颅磁刺激线圈连接，经颅磁刺激线圈设置于所述目标刺激对象的头部；通过磁刺激控制电路产生磁刺激控制信号，其中，所述磁刺激控制信号包括磁刺激频率以及磁刺激强度；通过刺激驱动电路根据所述磁刺激控制信号生成刺激电信号，并将所述刺激电信号传输至所述经颅磁刺激线圈；通过经颅磁刺激线圈将接收到的所述刺激电信号作用于所述目标刺激对象的头部。

可选的，所述经颅磁刺激线圈为锥形磁刺激线圈，所述锥形磁刺激线圈中心设置有锌锰铁氧体。

可选的，经颅磁刺激系统还包括：所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈设置有温度测量部件和散热装置；通过温度测量部件测量所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈的温度；通过散热装置根据所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈的温度调整散热强度，以对所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈进行散热处理。

可选的，经颅磁刺激系统还包括：用户操作装置，所述用户操作装置与所述刺激控制电路连接；通过用户操作装置接收用户输入的经颅磁刺激参数，并将经颅磁刺激参数发送至所述刺激控制电路；通过刺激控制电路根据所述经颅磁刺激参数生成磁刺激控制信号。

可选的，所述用户操作模块包括参数选择模块和显示模块，所述参数选择模块包括刺激参数设定元件和刺激模式选择元件；通过显示模块显示用户输入的经颅磁刺激参数；通过刺激参数设定元件对所述磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间中的至少一个刺激参数进行设定；通过刺激模式选择元件，用于对至少一种预设刺激模式进行选择。

可选的，通过头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部磁共振数据；通过刺激对象仿真模块根据脑组织电导率及介电常数信息，通过所述头部磁共振数据构建所述目标刺激对象的头部模型。

本发明实施例的技术方案，通过头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据，通过刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建目标刺激对象的头部模型，通过线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和线圈结构测试参数对头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据测试数据确定与头部模型适配的经颅磁刺激线圈，解决了经颅磁刺激线圈与目标刺激对象不适配的问题，实现了提高经颅磁刺激线圈与目标刺激对象适配程度的技术效果。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种经颅磁刺激系统，其特征在于，包括：头部数据获取模块、刺激对象仿真模块和线圈参数推荐模块，其中，

所述头部数据获取模块，用于获取目标刺激对象的头部数据，其中，所述头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；

所述刺激对象仿真模块，与所述头部数据获取模块连接，用于根据获取到的头部数据构建所述目标刺激对象的头部模型；

所述线圈参数推荐模块，与所述刺激对象仿真模块连接，用于生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据所述测试数据确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线圈参数推荐模块，具体用于根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行电磁场仿真测试，得到与所述头部模型对应的电磁场空间分布，根据所述电磁场空间分布确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述线圈参数推荐模块，具体还用于根据所述电磁场空间分布以及预设刺激靶点位置对所述线圈结构测试参数进行调整，以得到与所述头部模型适配的线圈结构测试参数，将与所述线圈结构测试参数对应的经颅磁刺激线圈确定为适配的经颅磁刺激线圈。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：磁刺激控制电路、磁刺激驱动电路和经颅磁刺激线圈，其中，

所述磁刺激控制电路，用于产生磁刺激控制信号，其中，所述磁刺激控制信号包括磁刺激频率以及磁刺激强度；

所述刺激驱动电路，与所述磁刺激控制电路和所述经颅磁刺激线圈连接，用于根据所述磁刺激控制信号生成刺激电信号，并将所述刺激电信号传输至所述经颅磁刺激线圈；

所述经颅磁刺激线圈，设置于所述目标刺激对象的头部，用于将接收到的所述刺激电信号作用于所述目标刺激对象的头部。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述经颅磁刺激线圈为锥形磁刺激线圈，所述锥形磁刺激线圈中心设置有锌锰铁氧体。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈设置有温度测量部件和散热装置，其中，

所述温度测量部件，用于测量所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈的温度；

所述散热装置，用于根据所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈的温度调整散热强度，以对所述刺激驱动电路和/或所述经颅磁刺激线圈进行散热处理。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：用户操作装置，其中，

所述用户操作装置，与所述刺激控制电路连接，用于接收用户输入的经颅磁刺激参数，并将经颅磁刺激参数发送至所述刺激控制电路；

所述刺激控制电路，还用于根据所述经颅磁刺激参数生成磁刺激控制信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述用户操作模块包括参数选择模块和显示模块，所述参数选择模块包括刺激参数设定元件和刺激模式选择元件，其中，

所述显示模块，用于显示用户输入的经颅磁刺激参数；

所述刺激参数设定元件，用于对所述磁刺激频率、磁刺激强度以及磁刺激时间中的至少一个刺激参数进行设定；

所述刺激模式选择元件，用于对至少一种预设刺激模式进行选择。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述头部数据获取模块，具体用于获取目标刺激对象的头部磁共振数据；

所述刺激对象仿真模块，具体用于根据脑组织电导率及介电常数信息，通过所述头部磁共振数据构建所述目标刺激对象的头部模型。

10.一种经颅磁刺激方法，应用于经颅磁刺激系统，其特征在于，所述经颅磁刺激系统包括：头部数据获取模块、与所述头部数据获取模块连接的刺激对象仿真模块和与所述刺激对象仿真模块连接的线圈参数推荐模块，其中，所述经颅磁刺激方法包括：

通过所述头部数据获取模块获取目标刺激对象的头部数据，其中，所述头部数据包括头皮数据、颅骨数据和脑组织数据；

通过所述刺激对象仿真模块根据获取到的头部数据构建所述目标刺激对象的头部模型；

通过所述线圈参数推荐模块生成线圈结构测试参数，并根据预设刺激参数和所述线圈结构测试参数对所述头部模型进行仿真测试，得到测试数据，并根据所述测试数据确定与所述头部模型适配的经颅磁刺激线圈。

Images