CN217548800U - 刺激线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种刺激线圈，该刺激线圈包括位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈，其中，第一线圈及第四线圈位于同一侧且同轴，第二线圈及第三线圈位于另一侧且同轴，第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域。本实用新型实施例提供的刺激线圈，由于第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域，使得刺激线圈两侧的中心轴的距离更近，当刺激线圈通入脉冲电流时，在空间中激发的感应电场的聚焦性更好。

Description

刺激线圈

技术领域

本实用新型实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种刺激线圈。

背景技术

磁刺激治疗是现代医学中一种无损、无痛、无接触、非侵袭性的技术，在神经科学领域的研究，临床医学的诊断、治疗、康复具有广泛的应用。其基本原理是法拉第电磁感应原理：时变的电流通过刺激线圈，在刺激线圈周围产生时变的感应磁场，感应磁场作用于生物组织，使局部生物组织产生感应电流，引起神经纤维的膜电位去极化，产生动作电位，引起神经细胞兴奋或抑制兴奋、肌肉收缩、激素分泌、突触调制等生物效应，进而达到治疗的目的。磁刺激可以作用于大脑神经，也可以作用于周围神经，作用于大脑神经的磁刺激通常称为经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation, TMS）。

由于大脑结构精密，为实现精准刺激，避免或减小非靶区神经细胞暴露在较强的感应电场中，干扰磁刺激效果，刺激线圈产生的颅内感应电场分布需具有良好的聚焦性。磁刺激系统通常包括脉冲发生器、控制器和刺激线圈。其中，磁刺激系统输出的脉冲磁场特性，以及在大脑中产生的感应电场特性，包括聚焦性，主要是由刺激线圈决定的，进一步说，主要是由刺激线圈的几何结构确定的。

常见的刺激线圈有圆形线圈、八字形线圈，蝶形线圈，H线圈等。但是，现有技术中的刺激线圈的聚焦性不足。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种刺激线圈，以克服现有技术的刺激线圈聚焦性不足的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种刺激线圈，包括：

位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈；

所述第一线圈及所述第四线圈位于同一侧且同轴，所述第二线圈及所述第三线圈位于另一侧且同轴；

所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈存在部分重叠区域。

可选地，所述部分重叠区域的范围最大为：所述第一线圈及所述第四线圈，覆盖所述第二线圈及所述第三线圈的通孔；所述第二线圈及所述第三线圈，覆盖所述第一线圈及所述第四线圈的通孔。

可选地，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈最内周环的直径范围为20mm~60mm，最外周环的直径范围为60mm~120mm。

可选地，所述第一线圈及所述第四线圈中的电流流向，与，所述第二线圈及所述第三线圈中的电流流向相反。

可选地，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈串联。

可选地，所述第一线圈与所述第四线圈串联，所述第二线圈与所述第三线圈串联。

可选地，用于缠绕所述刺激线圈的导线为：圆形导线、圆形圆孔导线、方形圆孔导线、矩形导线、多导线并联或利兹线。

可选地，当用于缠绕所述刺激线圈的导线为所述圆形圆孔导线及所述方形圆孔导线时，所述导线的圆孔内用于通冷却液散热。

可选地，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈的形状为：圆形、方形或椭圆形。

本实用新型实施例提供的刺激线圈，该刺激线圈包括位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈，其中，第一线圈及第四线圈位于同一侧且同轴，第二线圈及第三线圈位于另一侧且同轴，第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域。本实用新型实施例提供的刺激线圈，由于第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域，使得刺激线圈两侧的中心轴的距离更近，当刺激线圈通入脉冲电流时，在空间中激发的感应电场的聚焦性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种刺激线圈的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的刺激线圈导线类型示意图；

图3是本实用新型实施例提供的几种刺激线圈形状示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种刺激线圈的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种刺激线圈的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的再一种刺激线圈的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当说明的是，本实用新型实施例中涉及的“上”“下”“左”“右”“前”“后”“内”“外”“横”“纵”等描述相对位置关系的词仅是相对概念或基于说明书附图中的示例所描述的，本实用新型实施例的技术方案并不限定特定的方位。

本实用新型实施例提供了一种刺激线圈，该刺激线圈包括位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈，其中，第一线圈及第四线圈位于同一侧且同轴，第二线圈及第三线圈位于另一侧且同轴，第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域。本实用新型实施例提供的刺激线圈，由于第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域，刺激线圈的聚焦性更好。同时，位于第一层的第一线圈与位于第四层的第四线圈位于同一侧且同轴，而位于第二层的第二线圈与位于第三层的第三线圈位于另一侧且同轴，这种分布结构使得刺激线圈在下方任意平面的电场分布都是对称的，与八字线圈分布相当。

下面将结合几个具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，各个实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1是本实用新型实施例提供的一种刺激线圈的结构示意图，如图1所示，该刺激线圈可以包括：

位于第一层的第一线圈110、位于第二层的第二线圈120、位于第三层的第三线圈130，及，位于第四层的第四线圈140。

示例性的，参照图1所示，第一层、第二层、第三层及第四层用于表示在纵向上依次向上或依次向下（图示以依次向上为例）的四层。

第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130及第四线圈140由导线绕制而成，各个线圈中心包括通孔，继续参照图1，第一线圈110包括通孔119，第二线圈120包括通孔129，第三线圈130包括通孔139，第四线圈140包括通孔149。距离通孔最近的由导线绕制的环可以称为最内周环，距离通孔最远的由导线绕制的环可以称为最外周环。

第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130，及，第四线圈140最内周环的直径范围可以为20mm~60mm，最外周环的直径范围可以为60mm~120mm。由于最内周环的直径和最外周环的直径影响刺激线圈的电感量、刺激深度和聚焦性等，因此，可以根据刺激线圈的具体应用场景进行调整。

在一种可能的实现方式中，第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130，及，第四线圈140最内周环的直径范围可以为20mm~30mm，最外周环的直径范围可以为80mm~100mm。此时，刺激线圈在电感量、刺激深度相对平衡的条件下，能够取得较好的聚焦性。

本实用新型实施例中，用于缠绕刺激线圈的导线可以为：圆形导线、圆形圆孔导线、方形圆孔导线、矩形导线、多导线并联、利兹线或者其他类型的导线。图2是本实用新型实施例提供的刺激线圈导线类型示意图。如图2所示，示例性的，图2（a）为圆形导线的横截面示意图，图2（b）为圆形圆孔导线的横截面示意图，图2（c）为方形圆孔导线的横截面示意图，图2（d）为矩形导线的横截面示意图，图2（e）为多导线并联为一列的横截面示意图，图2（f）为多导线并联为一股的横截面示意图，图2（g）为利兹线的横截面示意图。

其中，当用于缠绕刺激线圈的导线采用圆形圆孔导线或方形圆孔导线时，导线的圆孔内可以用于通冷却液散热。

本实用新型实施例中，第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130，及，第四线圈140的形状例如可以为：圆形、方形、椭圆形、正五边形，或者其他异形。无论线圈采用何种形状，当四个线圈满足本实用新型实施例中记载的特征时，都属于本实用新型的保护范围。示例性的，图3是本实用新型实施例提供的几种刺激线圈形状示意图。图3（a）示意图了刺激线圈为圆形时的俯视图，图3（b）示意了刺激线圈为椭圆形时的俯视图，图3（c）示意图了刺激线圈为方形时的俯视图。

第一线圈110及第四线圈140位于同一侧且同轴，第二线圈120及第三线圈130位于另一侧且同轴。

示例性的，继续参照图1，第一线圈110及第四线圈140位于右侧，且具有相同的第一中心轴210；第二线圈120及第三线圈130位于左侧，且具有相同的第二中心轴220。

第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130，及，第四线圈140存在部分重叠区域。

示例性的，继续参照图1，第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130及第四线圈140在纵向上存在共同的重叠区域，参照图1中所示中的第一线圈重叠区111、第二线圈重叠区121、第三线圈重叠区131，及第四线圈重叠区141。

由于刺激线圈存在部分重叠区域，使得刺激线圈两侧的第一中心轴210和第二中心轴220的距离更近，当刺激线圈通入脉冲电流时，在空间中激发的感应电场的聚焦性更好。

本实用新型实施例中，部分重叠区域的范围可以根据实际情况进行调整。

图4是本实用新型实施例提供的另一种刺激线圈的结构示意图，其中，如图4（a）所示，部分重叠区域的范围最大为：第一线圈110及第四线圈140，覆盖第二线圈120及第三线圈130的通孔；第二线圈120及第三线圈130，覆盖第一线圈110及第四线圈140的通孔。第二线圈120及第三线圈130的通孔具体指通孔129或通孔139，第一线圈110及第四线圈140的通孔，具体指通孔110或通孔149。

如图4（b）所示，部分重叠区域的范围最小为零，即第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130及第四线圈140不存在部分重叠区域。

部分重叠区域的范围越大，刺激线圈的聚焦性越好。

本实用新型实施例中，第一线圈110及第四线圈140中的电流流向，与，第二线圈120及第三线圈130中的电流流向相反。

示例性的，当第一线圈110与第四线圈140中的电流方向均为顺时针时，第二线圈120与第三线圈130中的电流方向均为逆时针。或者，当第一线圈110与第四线圈140中的电流方向均为逆时针时，第二线圈120与第三线圈130中的电流方向均为顺时针。

在一种可能的实现方式中，第一线圈110、第二线圈120、第三线圈130，及，第四线圈140串联。

以用于缠绕刺激线圈的导线为圆形导线，刺激线圈的形状为圆形为例说明，图5是本实用新型实施例提供的又一种刺激线圈的结构示意图。其中，图5（a）为主视图，图5（b）为右视图，图5（c）为俯视图，图5（d）为立体图。参照上述视图，第一线圈110的最内周环与第二线圈120的最外周环连接，第二线圈120的最内周环与第三线圈130的最内周环连接，第三周环130的最外周环与第四线圈140的最内周环连接，第一线圈110的最外周环和第四线140圈的最外周环分别引出输入端和输出端，该输入端和输出端与磁场发生器连接。

在另一种可能的实现方式中，第一线圈110与第四线圈140串联，第二线圈120与第三线圈130串联。

以用于缠绕刺激线圈的导线为圆形导线，刺激线圈的形状为圆形为例说明，图6是本实用新型实施例提供的再一种刺激线圈的结构示意图。其中，图6（a）为主视图，图6（b）为右视图，图6（c）为俯视图，图6（d）为立体图。参照上述视图，第一线圈110的最内周环与第四线圈140的最内周环连接，第二线圈120的最内周环与第三线圈130的最内周环连接，第一线圈110的最外周环引出第一输入端，第四线圈140的最外周环引出第一输出端，第二线圈120的最外周环引出第二输入端，第三线圈130的最外周环引出第二输出端。

其中，一种可能的实现方式为：第一输入端与第二输入端并联后接入磁场发生器的输出端，第一输出端与第二输出端并联后接入磁场发生器的输入端。

另一种可能的实现方式为：第一输入端和第一输出端接入第一磁场发生器，第二输入端和第二输出端接入第二磁场发生器。

本实用新型实施例提供的刺激线圈，该刺激线圈包括位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈，其中，第一线圈及第四线圈位于同一侧且同轴，第二线圈及第三线圈位于另一侧且同轴，第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域。第一线圈及第四线圈中的电流流向，与，第二线圈及第三线圈中的电流流向相反。本实用新型实施例提供的刺激线圈，由于第一线圈、第二线圈、第三线圈，及，第四线圈存在部分重叠区域，使得刺激线圈两侧的中心轴的距离更近，当刺激线圈通入脉冲电流时，在空间中激发的感应电场的聚焦性更好。

在comsol中采用有限元仿真，与标准八字线圈相比，本实用新型实施例提供的刺激线圈在刺激线圈下方30mm平面上半功率区（Half Power Region,HPR）的面积，仅为标准八字线圈在30mm平面上的HPR的面积的70%，即相比于八字线圈聚焦性提升30%。

本实用新型实施例提供的刺激线圈，由于位于第一层的第一线圈与位于第四层的第四线圈位于同一侧且同轴，而位于第二层的第二线圈与位于第三层的第三线圈位于另一侧且同轴，这种分布结构使得刺激线圈在下方任意平面的电场分布都是对称的，与八字线圈分布相当。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种刺激线圈，其特征在于，包括：

位于第一层的第一线圈、位于第二层的第二线圈、位于第三层的第三线圈，及，位于第四层的第四线圈；

所述第一线圈及所述第四线圈位于同一侧且同轴，所述第二线圈及所述第三线圈位于另一侧且同轴；

所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈存在部分重叠区域。

2.根据权利要求1所述的刺激线圈，其特征在于，所述部分重叠区域的范围最大为：所述第一线圈及所述第四线圈，覆盖所述第二线圈及所述第三线圈的通孔；所述第二线圈及所述第三线圈，覆盖所述第一线圈及所述第四线圈的通孔。

3.根据权利要求1所述的刺激线圈，其特征在于，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈最内周环的直径范围为20mm~60mm，最外周环的直径范围为60mm~120mm。

4.根据权利要求1所述的刺激线圈，其特征在于，所述第一线圈及所述第四线圈中的电流流向，与，所述第二线圈及所述第三线圈中的电流流向相反。

5.根据权利要求4所述的刺激线圈，其特征在于，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈串联。

6.根据权利要求4所述的刺激线圈，其特征在于，所述第一线圈与所述第四线圈串联，所述第二线圈与所述第三线圈串联。

7.根据权利要求1-6任一项所述的刺激线圈，其特征在于，用于缠绕所述刺激线圈的导线为：圆形导线、圆形圆孔导线、方形圆孔导线、矩形导线、多导线并联或利兹线。

8.根据权利要求7所述的刺激线圈，其特征在于，当用于缠绕所述刺激线圈的导线为所述圆形圆孔导线及所述方形圆孔导线时，所述导线的圆孔内用于通冷却液散热。

9.根据权利要求1-6任一项所述的刺激线圈，其特征在于，所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈，及，所述第四线圈的形状为：圆形、方形或椭圆形。

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