一种局部增强型8字形经颅磁刺激线圈的制作方法

本发明属于经颅磁刺激技术领域，特别涉及一种局部增强型8字形经颅磁刺激线圈。

背景技术：

经颅磁刺激(transcranialmagneticstimulation，简称tms)技术是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统，改变皮质神经细胞的膜电位，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的磁刺激技术。tms具有无创、无痛、安全的特点，可用于刺激脑神经、神经根及外周神经。目前广泛用在神经科学、脑科学研究领域和临床疾病的诊断和治疗。

经颅磁刺激系统由两部分组成：高压脉冲发生系统和刺激线圈。现有刺激线圈主要为8字形线圈，为了能准确有效地刺激指定部位，对线圈产生的磁场强度、刺激深度和聚焦度都提出了很高的要求。磁刺激的聚焦度决定了磁刺激系统的刺激选择能力。高聚焦度可以缩小刺激范围，减少无关神经组织受到刺激的可能。刺激深度决定了磁刺激系统能够保持一定刺激强度的距离。如果要对颅内深部神经组织进行有效刺激则需要更大的刺激深度和更高的聚焦度，然而现有一般8字形线圈采用等厚线材平面绕制，刺激深度和聚焦度有限，造成刺激范围大，靶点选择性不强等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有更高聚焦度的8字形线圈，提升经颅磁刺激系统的刺激效果，以解决现有等厚8字形线圈聚焦度不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

将等厚型8字形线圈，在线圈背面中心区域加工成凹陷区域，使得线圈中心部位有效厚度d1，外围区域保持原厚度d2，d1＜d2。

本发明进一步的改进在于：d1:d2＝(0.2～0.8)。

本发明进一步的改进在于：凹陷区域为以所述8字形线圈的两个圆形线圈交点为中心，半径不大于任意一个所述圆形线圈的外圆半径。

本发明进一步的改进在于：凹陷区域位于所述8字形线圈的背面，远离与患者接触方向；所述8字形线圈的正面两个圆形线圈的表面位于同一平面。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供一种局部增强型8字形线圈，通过将等厚型8字形线圈，在线圈背面中心区域加工成凹陷区域，使得中心区域线圈电流离刺激区域更近，从而在所述中心区域范围产生比等厚结构更强的脉冲磁场，使得所述局部增强型8字形线圈聚焦度更好。

附图说明

图1为一种经颅磁刺激系统原理图；

图2为现有的8字形线圈结构示意图；

图3为本发明所述增强型8字形线圈示意图；

图4为本发明所述增强型8字形线圈不同部分在目标点作用效果示意图。

具体实施方式

下面结合说明书实施例和说明书附图对本发明进行进一步说明。

在此给出一种经颅磁刺激系统原理图，如图1所示，经颅磁刺激系统一般通过电源将能量储存在储能脉冲电容中，然后让储能脉冲电容对刺激线圈快速大电流放电，产生瞬间脉冲磁场，对患者进行刺激，一般刺激线圈多采用8字形线圈。

请参阅图2所示，现有的8字形线圈为等厚结构，由两圆形线圈组成，电流从正极流入，经过两圆形线圈，在两圆形线圈交点处，线圈中电流方向相同，再经过负极点流出线圈，以在两圆形线圈交点区域取得一定聚焦磁场效果。

本发明所提出的局部增强型8字形线圈，通过将等厚型8字形线圈，在线圈背面中心区域加工成局部凹陷区域，使得经过线圈中心区域的电流离刺激点等效距离更近，从而产生脉冲磁场局部增强效果，表现为线圈聚焦度更好。请参阅图3所示，在线圈中心部分11，线圈厚度为d1；在外围部分12，线圈厚度为d2。一般d2约为20mm，d1为10mm，按电流元位置等效为载流导线中心估计，则相当于在线圈中心区域，线圈电流比等厚结构时相当于离目标点要近5mm，在线圈表面10mm处，等厚结构线圈时中心区域线圈电流与目标点等效距离约为20mm，d1取10mm时中心区域线圈电流与目标点等效距离将减小5mm，变为15mm。凹陷区域范围为以两圆形线圈交点为中心，半径小于所述圆形线圈外圆半径，比如，圆形线圈外圆半径为60mm，圆形线圈内圆半径为30mm，凹陷区域半径为30mm，则凹陷区域所占面积不到线圈总面积的15％，保证了所述凹陷区域范围内线圈电流方向相同，对所述局部增强型8字形线圈的电感、直流电阻等电学参数及散热能力影响很小，对所述局部增强型8字形线圈在凹陷区域对应的中心区域空间范围以外区域磁场分布几乎没有影响。所述局部增强型8字形线圈在空间产生的磁场主要特点为：在相同电流条件下，在凹陷区域对应的中心区域空间范围内有局部增强效果；在凹陷区域对应的中心区域空间范围以外区域磁场分布几乎和等厚型8字形线圈在对应空间区域产生的磁场相同。

请参阅图4所示，本发明所述的局部增强型8字形线圈可分为两部分：位于线圈中心区域厚度为d1的中心部分11以及厚度为d2的外围部分12。目标点p在线圈中心距离线圈表面距离为d，则由中心部分11在目标点p所产生的磁场为b11，外围部分12在目标点p所产生的磁场为b12，b11和b12方向相反，由于中心部分11距离目标点p比外围部分12距离目标点p要小，故b11＞b12，p点的总磁场方向与b11一致，大小为(b11-b12)。取d1＝10mm，d2＝20mm，d＝10mm，按电流元位置等效为载流导线中心估计，则中心部分11到目标点p的等效距离为15mm，而相应的等厚型8字型相同中心区域与目标点p的等效距离约为20mm，由电磁学知识，有限长导线产生的磁场近似与距离的平方成反比，即相同电流下，增强型8字形线圈中心部分11在线圈表面10mm处产生磁场约为等厚型8字形线圈相同区域线圈在线圈表面10mm处产生磁场的1.7倍，而10mm处磁场主要由中心区域线圈中电流决定，由于距离较远，受外围其它区域线圈影响较小，则目标点p处的磁场主要为b11。而在凹陷区域对应的中心区域空间范围以外区域磁场分布几乎和等厚型8字形线圈在对应空间区域产生的磁场相同，可见本发明所提供的增强型8字形线圈相比较于现有的等厚型8字形线圈在相同电流下可在线圈中心区域一定范围内产生显著增强效果，提高线圈聚焦度，以更有效地对目标点区域进行精准刺激。

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。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种局部增强型8字形经颅磁刺激线圈，通过将等厚型8字型经颅磁刺激线圈，在线圈背面中心区域加工成凹陷形状，并保持线圈正面线圈表面在一个平面上，使得在中心区域线圈等效电流离刺激区域更近，从而在所述中心区域范围产生比等厚结构更强的磁场脉冲，而对所述中心区域范围以外的其它区域磁场脉冲影响可忽略，使得所述局部增强型8字形经颅磁刺激线圈聚焦性更好，刺激范围更集中。

技术研发人员：余勇;黄开文;张仁龙
受保护的技术使用者：北京神畅科技发展有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.04.16