本发明涉及经颅磁刺激仪技术领域，尤其涉及一种经颅磁刺激仪手柄的散热装置。
背景技术：
经颅磁刺激仪是一种无痛、无创的绿色治疗仪器，其通过产生的脉冲磁场作用于患者的中枢神经系统（主要是大脑），改变皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应。在实际应用中，磁刺激仪并不局限于患者大脑的刺激，还可以用于人体外周神经、肌肉的刺激。
经颅刺激仪进行治疗过程中，因为刺激线圈在工作过程中产生磁场，同时在线圈周围和上方产生大量的热量，为了使刺激线圈在使用时不超温，就必须需要对线圈进行散热，目前使用的冷却方法是安装散热风扇的方式，安装散热风扇最理想的位置是安装在线圈上下两侧，因为这样更贴近热源。但是散热风扇以及相关的驱动部件体积较大，如果安装在线圈的上下两侧会造成手柄的厚度极大地增加，从而无法方便地持握而影响操作体验，并且，根据刺激仪实际使用的姿势，如果风扇安装的线圈上方，热风出口将直接对准操作者，例如医护人员，而如果风扇安装在线圈下方，热风出口将对准被治疗的患者，这些都会造成不良的使用体验。如果将散热风扇安装在离线圈有一段距离的地方，例如手柄的上下表面，则必须在线圈上方或侧面引出一个风道，风道通往风扇口，由风扇将风道内的热空气排出，从而间接带动线圈周围或者上方的空气流动，以实现线圈的冷却，但是这样也存在很大弊端，首先要保证散热的效率，风扇不能离线圈太远，因此风道本身也不能太长，如果风道稍微延长散热的效率就会急剧下降；其次，风扇不能离线圈太远，由于手柄不能做的太粗，因此风扇体积仍然不能太大，而风扇体积过小的话，在刺激线圈使用的时候，即使风扇始终运转，线圈在使用半个小时后，线圈的温度仍然达到不可接受的程度；其次，如果采用转速较大的风扇，风扇工作的噪声则较大，影响使用体验，也缩短了风扇的寿命；第三，如果线圈本身所处的环境温度就较高，例如在夏天使用或者在天气较热的地区使用，风扇散热效果就无法达到要求；第四，风扇的散热量达不到要求，线圈工作区域累积的热量会逐渐增加，达到较高温度时不得不停止工作以降温，而当患者比较多，或者单名患者需要长时间刺激的时候，刺激仪因为过热不能长时间工作会延误病人的治疗，并且影响医院的经济利益。
另外，磁刺激仪手柄中的空间是非常有限的，选用散热效率更高的方式势必会增加手柄中部件的数量，从而使得手柄体积变大变粗，而手柄需要利于操作者持握，因此手柄太大或太粗都是不利于操作的，在面对上述的不足时，如何合理安排散热元件和线圈的位置也是亟待解决的问题之一。
技术实现要素：
本发明提出一种半导体散热装置，利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，吸收热量的半导体一端为制冷端，放出热量的半导体一端为发热端，将制冷端安装在刺激仪的线圈附近，可以实现对线圈进行冷却的目的。
本发明经颅磁刺激仪手柄包括半导体散热装置和线圈，所述散热装置具有制冷半导体，制冷半导体包括n型半导体和p型半导体。所述散热装置还具有导电体、直流电源，所述直流电源、导电体、制冷半导体组成电流回路，n型半导体的电流流出端和p型半导体的电流流入端构成制冷半导体的冷端，相应地，n型半导体的电流流入端和p型半导体的电流流出端构成制冷半导体的热端。所述制冷半导体的冷端贴近线圈，对所述线圈进行制冷，所述制冷半导体的热端远离线圈。所述散热装置还具有导热体，所述导热体贴近所述热端，所述导热体具有远离所述热端的延长部，用于将所述热端产生的热量传导到散热元件，所述散热元件设置在不与所述线圈处于同一垂直方向上，即散热元件不设置在线圈的上方或下方。
进一步地，所述散热元件上具有用于扩大散热面积的结构。
进一步地，散热元件相对于线圈的垂直方向或水平方向上设置。
进一步地，所述散热装置还包括风扇，用于加快散热元件的散热。
进一步地，所述散热装置可以包括多组制冷半导体。
进一步地，所述散热装置还具有绝缘体，所述绝缘体布置在所述冷端与线圈之间或所述热端与导热体之间，其保持所述冷端、导电体与线圈之间以及所述热端、导电体与导热体之间的电绝缘。
进一步地，所述绝缘体采用导热陶瓷。
进一步地，所述导电体采用铜、铝或导电石墨制成。
进一步地，所述导热体和散热元件可以合二为一，均采用铜和铝制成。
进一步地，散热装置还具有温控单元和温度传感器，所述温度传感器检测线圈的工作温度，将温度值发送给温控单元，温控单元根据测得的温度值控制风扇的转速。
本发明还提出一种磁刺激仪手柄，其包括上述散热装置，并且手柄外壳上还具有散热口，所述散热装置的散热元件安装在散热口内，以利于热量的散发。优选地，所述散热口设置在手柄外壳的前侧面或两侧面。
由于本发明的磁刺激治疗仪的手柄散热装置的制冷功率可以根据电流功率进行控制，制冷效果较好，并且因为半导体材料没有机械运动部件，体积小，不会增加手柄持握部分的粗细和厚度，因此可以直接安装在线圈的周围或者上下两侧，更加贴近热源，进一步提高散热效果，同时由于采用半导体散热装置，优化了刺激仪手柄整体的结构。现有的风扇散热方案要保证散热效率，散热风道不能太长，风扇必须安装在热源附近，而经颅刺激仪的手柄的线圈附近刚好是医护人员在治疗时手握的部分，热风出口排出的热空气必然会对操作者和被治疗的患者造成不良的操作体验，手柄甚至会因为手握的部分太热而无法持握，我国医用器械安全规程中规定，医疗器械与人体接触的部分不能超过41摄氏度。而本发明的半导体散热装置可以将发热端设置在远离线圈的地方，并且避免散发的热量对操作人员以及患者直接排放而造成不良体验，并且，由于取消了线圈附近的风扇以及相应驱动装置，节约了手柄这一部分的内部空间，减少了手柄的厚度，因此手柄的外形可以设计地更加细长，并考虑人体工学将手柄设计成贴合持握手柄时手部的曲线，这些均为本发明采用半导体散热装置提高散热效率的同时所达到附加技术效果。
附图说明
图1为本发明经颅磁刺激仪手柄散热结构第一实施例侧视图；
图2为本发明经颅磁刺激仪手柄散热结构第二实施例侧视图；
图3为本发明经颅磁刺激仪手柄外观；
其中，绝缘体1，散热元件2，风扇3，直流电源4，导电体5，线圈6，半导体7，导热体8。
具体实施方式
以下以具体的实施例的方式对本发明进行进一步说明。
在一个实施例中，本发明的经颅磁刺激仪包括半导体散热装置和线圈6，如附图1所示，所述散热装置具有制冷半导体，制冷半导体包括n型半导体7a和p型半导体7b，可选地，半导体采用碲化铋为基体的三元固溶体合金，例如其中p型半导体材料是bi2te3-sb2te3，n型半导体材料是bi2te3-bi2se3。所述散热装置还具有导电体，包括上导电体5a、第一下导电体5b和第二下导电体5c。所述散热装置还具有直流电源4，所述直流电源、导电体、制冷半导体组成电流回路，电流从直流电源4正极依次经过第二下导电体5c、n型半导体7a、上导电体5a、p型半导体7b、第一下导电体5b流回直流电源负极，n型半导体7a的电流流出端和p型半导体7b的电流流入端构成制冷半导体的冷端，相应地，n型半导体7a的电流流入端和p型半导体7b的电流流出端构成制冷半导体的热端。所述制冷半导体7的冷端贴近线圈6，所述冷端对线圈6进行制冷，所述制冷半导体7的热端远离线圈6。所述散热装置还具有导热体8，所述导热体8贴近所述热端，并具有一个远离热端的延长部8a，用于将所述热端产生的热量传导到散热元件2，所述散热元件2设置在不与所述线圈6处于同一垂直方向上。如图1所示，所述导热体8呈l型，所述散热元件2上具有用于扩大散热面积的突起。由于散热元件2不设置在线圈的上方或下方，因此磁刺激仪可以减少手柄的厚度。可选择地，所述散热装置还具有绝缘体，包括上绝缘体1a和下绝缘体1b，所述上绝缘体1a设置在线圈6和上导电体5a之间，其上下表面分别与线圈6和上导电体5a贴合，下绝缘体1b设置在第一下导电体5b、第二下导电体5c与导热体8之间，其上表面与第一下导电体5b、第二下导电体5c贴合，下表面与导热体8贴合。
在优选的实施例中，散热元件2相对于线圈的垂直方向上设置，散热元件2上具有增大散热面积的结构，如突起、沟槽等，如图1所示，在散热元件2的突起部分侧面还可设置风扇3，进一步加快散热元件2的散热。同时，可以不考虑线圈上方或下方的空间限制，可以选用大尺寸的散热元件2和大功率的风扇而不担心手柄厚度的增加，加大散热效果。进一步地，如果散热元件2的散热功率已经足够大，可以取消风扇的设置而实现完全的静音，达到最佳的用户体验，这是现有散热方式的磁刺激仪手柄无法达到的技术效果。
可以理解的是，为了提高热接触的面积和散热的效率，所述导热体与半导体热端之间、导热体与绝缘体之间、导热体与散热元件之间应充分地接触。所述导电体、绝缘体、导热体和散热元件均由导热性能好的材料制成。优选地，所述导电体采用导电性能的材料制成，例如可以由铜、铝以及其合金制成，或者导电石墨制成。优选地，散热元件2和导热体8采用导热好的金属制成，例如铜和铝以及其合金，在可选的实施方式中，导热体8和散热元件2可以合二为一。上绝缘体1a和下绝缘体1b采用导热性能好的绝缘材料制成，优选为导热陶瓷片，所述陶瓷除了导热性能优良之外，还可以保证线圈与导电体之间、导热体与导电体之间的电绝缘。在另一可选的实施例中，导热体8和上绝缘体1a、下绝缘体1b均为陶瓷制成，这种情况下，导热体8和上绝缘体1a、下绝缘体1b可以为一体结构。
如图1所示，通电之后，半导体的冷端开始制冷，绝缘体1a（上陶瓷片）将线圈产生的热量传递给上导电体5a，再传给半导体的冷端，所述冷端将传递来的热量大量吸收，以达到冷却线圈的目的。n型半导体和p型半导体的热端开始放出热量，所述热量通过第一下导电体5b、第二下导电体5c传递给下绝缘体1b（下陶瓷片），再传递给导热体8，再通过导热体8传递到远端的散热元件，风扇3的转动将散热元件2表面的热量带走。
在一个实施例中，所述制冷半导体可以多组并排设置，如图2所示，所述散热装置包括两组制冷半导体，即两个n型半导体和两个p型半导体。电流从电源正极流出，依次经过第一下导电体5e、第一n型半导体7d、第一上导电体5a、第一p型半导体7c、第二下导电体5d、第二n型半导体7b、第二上导电体5b、第二p型半导体7a，再流回电源负极并组成一个回路，所述第一n型半导体7d的电流流出端和第一p型半导体7c的电流流入端设置在第一上导电体5a上，第一p型半导体7c的电流流出端和第二n型半导体7b的电流流入端设置在第二下导电体5d上，第二n型半导体7b的电流流出端和第二p型半导体7a的电流流入端设置在第二上导电体5b上。可以理解的是，本实施例是两组制冷半导体并排设置，实际中可以根据需要设置多组制冷半导体串联，提高散热功率和散热效率。
如图2所示，在一个实施例中，散热元件2相对于线圈水平方向上设置，这样可以保证刺激仪手柄整体厚度比较均匀，而不会出现线圈部分厚度明显增大的情况。
在一个实施例中，本发明的磁刺激仪手柄包括上述散热装置，并且还具有散热口，所述散热装置的散热元件2安装在散热口，以利于热量的散发。优选地，所述散热口设置在手柄远离患者的位置，避免风扇的散热口离患者太近而让患者感觉不适，在更优的实施例中，所述散热口设置在手柄的前侧面或两侧面，以避免排出的热风对患者或者握持手柄的医护人员造成不适。
在一个实施例中，本申请的磁刺激仪手柄的散热装置还具有温控单元，例如温度控制器，对风扇的转速可以进行精确控制，以实现散热功率的多级控制，同时线圈附近安装有温度传感器，温度传感器测得线圈的工作温度，将温度值发送给控制单元，控制单元将测得的温度值与预设的温度阈值进行运算后向风扇发出调节指令，常规的运算方法是求测得温度值和温度阈值的差值的大小。在更优化的算法中，可以根据测得温度值的变化率结合上述差值进行判定温度的变化方向，对风扇发出相应的调节指令。如果测的温度值超过设定温度阈值，或者测得的温度值上升太快，相应地向风扇发出加快转速的指令，反之则发出降低转速的指令。通过温度反馈和风扇转速的精确调节，可以使线圈工作在恒温状态下，同时风扇不必满速运转，进一步降低整机能耗。
以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。