CN201732156U - 经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，包括有：一测试平台底座上设有两个相隔一距离的线圈固定支架，被测线圈的两侧边架固定于两个所述线圈固定支架中；与两个所述线圈固定支架平行的一侧设有两个相隔一距离的坐标定位板固定支架，一坐标定位板固定于两个所述坐标定位板固定支架上；所述坐标定位板上设有复数个相同孔径的孔，所述复数个孔的孔距相同；一探测线圈夹持器，所述探测线圈夹持器的一端设有探测线圈；所述探测线圈通过一射频电缆连接记录仪。本实用新型可以精确的测量出线圈表面任何一个平面磁场的分布状态，确定焦点分布，指导临床应用。

Description

经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种磁场分布测量装置，具体地是涉及一种经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置。

背景技术

经颅磁刺激系统通过直流高压源向电容器储存电能，再用可控硅作为电子开关向线圈放电产生脉冲电流，从而产生强大的脉冲磁场。脉冲磁场的特点是磁场强度较大，属强磁场范围；并且脉冲持续时间较短，为随时间快速变化的磁场。这些特点要求脉冲磁场测量仪不仅具有较大的量程范围(保证一定测量精度)，而且具有较高的测量响应速度。常用的脉冲磁场测量仪都是使用电磁感应法测量磁场的。

目前磁刺激线圈形状有圆形线圈、8字形线圈、锥形线圈，线圈形状多样化，但研制的难点是难以准确测量线圈表面磁场分步形态，难以确定焦点位置及靶目标点的磁场强度，线圈研发无目的性，临床使用带有盲目性。因此，有必须设计出可以精确测量经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，以精确测量经颅磁刺激线圈三维磁场的空间分布状态。

为实现上述目的，本实用新型提供的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，包括有：

一测试平台底座上设有两个相隔一距离的线圈固定支架，被测线圈的两侧边架设于两个所述线圈固定支架中；与两个所述线圈固定支架平行的一侧设有两个相隔一距离的坐标定位板固定支架，一坐标定位板固定于两个所述坐标定位板固定支架上；所述坐标定位板上设有复数个相同孔径的孔，所述复数个孔的孔距相同；

一探测线圈夹持器，所述探测线圈夹持器的一端设有探测线圈；所述探测线圈通过一射频电缆连接记录仪。

所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其中坐标定位板固定支架为高低可调的支架。

所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其中探测线圈是绕在骨架上的线圈。

所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其中骨架为石英、聚四氟乙烯或有机玻璃。

所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其中测试平台底座、线圈固定支架、坐标定位板固定支架和坐标定位板为非磁性石英、聚四氟乙烯或有机玻璃材质。

本实用新型提供的测量装置可以精确的测量出线圈表面任何一个平面磁场的分布状态，进而确定焦点分布，指导临床应用，并进一步指导线圈的研发工作，给临床使用带有线圈选择的确定性，刺激的准确性。

附图说明

图1是本实用新型测量装置示意图；

图2是图1中探测线圈的结构示意图；

图3是图1中的坐标定位板结构及定义的直角坐标系示意图；

图4是线圈下15mm处磁场分布及焦点分布情况示意图。

附图中标记的说明：

1被测线圈；2坐标定位板，21坐标定位板固定孔；3探测线圈夹持器；31、32、33夹持器中间固定螺钉；4探测线圈；5线圈固定支架；6坐标定位板固定支架。

具体实施方式

请结合图1所示，为本实用新型经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置结构示意图，是在测试平台底座上分别固定安装有两个相距一定距离的线圈固定支架5；在线圈固定支架5的一侧固定安装有两个相距一定距离的坐标定位板固定支架6。坐标定位板固定支架6可以位于线圈固定支架5的任意一侧。线圈固定支架5和坐标定位板固定支架6与测试平台底座的固定可以是粘接固定、螺丝固定等公知技术。

被测线圈1的两侧架在线圈固定支架5上，用线圈固定支架5上的夹具固定住。坐标定位板2采用粘接固定、螺丝固定等公知技术固定在坐标定位板固定支架6上。坐标定位板2厚度1mm-5mm，板上均匀步满固定孔21，孔直径为2mm-5mm，孔中心间距横向纵向均为2mm-5mm。直角坐标系下，定位板中心点定义为(0，0，z)，右方向为x轴正半轴，向上为y轴正半轴，垂直于x轴、y轴所在平面向上方向为z轴正半轴(如图3所示)，单位长度为坐标定位板厚度1mm-5mm。探测线圈夹持器3上有三个固定螺钉，测量时探测线圈夹持器3中间固定螺钉31固定在坐标定位板(0，0，z)点，其它两个固定螺钉32、33辅助卡位，调整被测线圈，保证探测线圈夹持器3一端的探测线圈4的位置设在被测线圈1的几何中心轴处。本实用新型的坐标定位板固定支架6是可以沿z轴方向调节高度的(调整高度采用的是公知技术，本实用新型不作详细介绍)。

本实用新型的测试平台底座(因视角原因被坐标定位板2遮盖，所以图中未标出测试平台底座)、线圈固定支架5、坐标定位板固定支架6以及坐标定位板2均由非磁材料(如石英、聚四氟乙烯、有机玻璃等)加工而成。

与测试平台底座配套使用的探测线圈夹持器3是用非磁材料(如石英、聚四氟乙烯、有机玻璃等)加工而成。

探测线圈夹持器3的一端上，安装有探测线圈4(如图2所示)，由于探测线圈4所测定的磁感应强度，一般是被测线圈1内的平均磁感应强度。为了减少因被测磁场不均匀性所造成的误差，探测线圈4应选截面小，长度短的“点”状线圈。也可以采用直径为0.05mm-0.5mm的铜线绕制在探测线圈夹持器3的一端制成探测线圈4。本实用新型采用的探测线圈4是简单圆柱形探测线圈，即在圆柱形的骨架上绕有匝数为N的线圈。通过几何尺寸关系计算，近似认为是足够接近“点”状线圈的。其计算原理可参考：[李大明《磁场的测量》，机械工业出版社，1993]，给出了满足圆柱形“点”线圈的几何尺寸关系：

$\frac{l}{D_2}=\frac{3}{\sqrt{20}}{\left[\frac{1-{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^5}{1-{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^3}\right]}^{\frac{1}{2}}=0.670{\left[\frac{1-{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^5}{1-{\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}^3}\right]}^{\frac{1}{2}}$

式中，D₁为探测线圈的内径，D₂为探测线圈的外径，l为探测线圈的长度(此长度是沿磁感应强度的方向而取的)。

探测线圈4作为传感器测量磁感应强度，一般要求探测线圈的年稳定性要小于0.01％，因此线圈骨架的材料需要选用膨胀系数小的，如石英、聚四氟乙烯、有机玻璃等非磁性材料。

探测线圈4通过一射频电缆连接一记录仪(如计算机或示波器)，以记录和显示探测数据。

本实用新型的优点是可以精确的测量出线圈表面任何一个平面磁场的分布状态，即可以得到线圈三维磁场的空间分布的状况，从而进一步确定线圈焦点分布，指导临床应用及线圈的研发工作。此外，本实用新型操作简单，易于实现。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行具体的描述。有必要在此说明一下，本实施例仅是对本实用新型的进一步说明，不能理解为对本实用新型保护保护范围的限制，该领域的相关技术人员可根据上述实用新型发明的内容做出一些分本质的改进和调整。

被测线圈1由线圈固定支架5固定，被测线圈1相对位置不再变化。被测线圈1的平面与测试平台底座的x、y轴所在平面平行，垂直被测线圈1平面为z轴。被测线圈1的平面磁场分布由探测线圈夹持器3的左右前后移动来实现。

坐标定位板2厚度为5mm，坐标定位板2上孔直径4mm，孔中心间距为5mm。

本实用新型的测量方法，是将探测线圈夹持器3一端的探测线圈4的位置设在被测线圈1的中心轴处，此时的探测线圈夹持器3对应在坐标定位板2上的坐标(0，0，0)点为测量线圈磁场分布的第一点，将测量曲线显示在示波器上，读取并记载此时的数值。探测线圈夹持器3向左或向右移动一个步距(1，0，0)，步长5mm，测量并记录下一个点，逐次移动直到被测线圈1同一平面整个磁场分布测量完毕(x，y，0)，垂直于z坐标轴0平面测量完成。通过调整坐标定位板固定支架6，使坐标定位板2下移5mm即z坐标轴的-1平面进行第一点(0，0，-1)点测量，记录后继续此平面其它点的测量，直至线圈平面测量完毕。重复上述测量方法，直到完成全部的测量，图4是线圈下15mm处磁场分布及焦点分布情况示意图。

Claims (5)

1.一种经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，包括有：一测试平台底座上设有两个相隔一距离的线圈固定支架，被测线圈的两侧边架固定于两个所述线圈固定支架中；与两个所述线圈固定支架平行的一侧设有两个相隔一距离的坐标定位板固定支架，一坐标定位板固定于两个所述坐标定位板固定支架上；所述坐标定位板上设有复数个相同孔径的孔，所述复数个孔的孔距相同；

一探测线圈夹持器，所述探测线圈夹持器的一端设有探测线圈；所述探测线圈通过一射频电缆连接记录仪。

2.按照权利要求1所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，坐标定位板固定支架为高低可调的支架。

3.按照权利要求1所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，探测线圈是绕在骨架上的线圈。

4.按照权利要求3所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，骨架为石英、聚四氟乙烯或有机玻璃。

5.按照权利要求1所述的经颅磁刺激线圈三维磁场空间分布的测量装置，其特征在于，测试平台底座、线圈固定支架、坐标定位板固定支架和坐标定位板为非磁性的石英、聚四氟乙烯或有机玻璃材质。

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