一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统与刺激方法与流程

本发明涉及电刺激领域，尤其涉及一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统与刺激方法。

背景技术：

高强度的磁脉冲刺激广泛应用于医学领域，特别是在大脑神经领域的方面应用颇多。tms(transcranialmagneticstimulation)经颅磁刺激是目前比较有效的针对神经类疾病治疗的、一种无痛、无创、无损、非侵入治的安全治疗方法。它主要是利用电磁感应原理，经颅磁刺激的电容器内的电荷迅速释放时，放置在头部上方的线圈中通入脉冲电流，进而在线圈周围产生脉冲磁场，磁力线以较小的阻力无创伤地穿透颅骨刺激皮层，在皮层内产生可传导的感应电流，诱发电场会引起生物电流在组织中传导，使神经纤维、神经元和肌肉去极化并发放神经冲动，从而影响组织或神经系统的功能状态，改变大脑内神经细胞的电活动。实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激。此方法具有安全可靠，非侵入式等特点。

但是在磁刺激治疗过程中，经常需要对人体脑部多个区域同时进行刺激，或者是利用一台设备的多路输出，同时对不同的病人进行刺激。这样就需要刺激设备具备双路乃至多路输出的能力。因此，需要一种有多路输出功能并且能够对多个设备进行统一控制的操作方便的系统。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供了一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统，包括：上位机模块、多个tcp/ip模块和多个刺激模块，其中，所述上位机模块通过单个tcp/ip模块与单个刺激模块相连接；

所述上位机模块用于将控制信号发送给所述多个tcp/ip模块，接收所述多个tcp/ip模块发送的系统的状态信息并显示；

所述tcp/ip模块用于接收上位机模块发出的控制信号，再将控制信号发送给与其相连接的刺激模块，并将所述刺激模块发出的系统的状态信息传输给上位机模块；

所述刺激模块用于接收与其相连接的tcp/ip模块发送的控制信号，并将检测到的系统的状态信息发送给所述tcp/ip模块。

优选地，所述刺激模块包括:主控模块，升压和pfc模块，储能电容，放电回路、放电开关以及刺激线圈；其中，主控模块分别与升压和pfc模块以及放电开关相连接，储能电容分别与升压和pfc模块、放电开关以及放电回路相连接，放电开关与刺激线圈相连接；

所述主控模块用于接收tcp/ip模块传输的控制信号，向升压模块输出充电信号，向放电开关输出放电信号，采集系统的状态信息并发送给tcp/ip模块；

所述升压和pfc模块用于接收所述主控模块发送的充电信号，对储能电容充电；

所述储能电容用于储存电能；

所述放电回路用于释放储能电容中的剩余电能；

所述放电开关用于接收所述主控模块发送的放电信号，将储能电容中的电能释放到刺激线圈中，对刺激线圈瞬时放电；

所述刺激线圈用于接收通过放电开关的瞬时电能，产生磁刺激脉冲。

优选地，所述主控模块用于监测系统的系统状态、刺激线圈的温度状态、储能电容的充电状态，并通过led指示灯显示所述系统状态、所述温度状态和所述充电状态。

优选地，所述刺激线圈包括圆环刺激线圈、8字形刺激线圈和/或双8字形刺激线圈。

优选地，所述刺激线圈的冷却方式包括液体循环冷却和/或循环风冷却。

一种用于经颅磁刺激的多路刺激方法，其采用上述的系统，该方法包括如下步骤：

上位机模块将控制信号发送给各tcp/ip模块；

各tcp/ip模块将接收到的控制信号发送给与其相连接的刺激模块；

多路所述刺激模块接收到控制信号后开始执行控制指令；

多路所述刺激模块将监测到的系统的状态信息发送给与其相连接的各tcp/ip模块；

各tcp/ip模块将接收到的系统的状态信息发送给上位机模块；

上位机模块显示接收到的系统的状态信息。

优选地，多路所述刺激模块接收到控制信号后开始执行控制指令还包括如下步骤：

主控模块将充电控制信号发送给升压和pfc模块；

升压和pfc模块对于其相连接的储能电容进行充电；

所述主控模块将放电控制信号发送给放电开关；

放电开关控制储能电容对刺激线圈进行放电；

放电回路在系统断电后，对储能电容进行放电。

本发明的优点在于：本系统能够同时控制多路输出模块，并达到毫秒级同步，方便对脑部多个区域同时进行刺激，或者同时对不同的病人进行刺激；放电回路在系统断电，停止工作时开始工作，可在瞬间将电容中的储能释放掉，提高了设备的安全可靠性；本系统有三种刺激线圈可选并且能够自动识别线圈种类，丰富了刺激时的选择范围。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选事实方案的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明提供的一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统的结构示意图；

图2是本发明提供的一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统的电路示意图；

图3是本发明提供的一种用于经颅磁刺激的多路刺激方法的控制流程图；

图4是本发明提供的一种用于经颅磁刺激的多路刺激方法的状态信息显示流程图；

图5是本发明提供的一种用于经颅磁刺激的多路刺激方法的主控模块的控制流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本申请的实施方式，提出一种用于经颅磁刺激的多路刺激系统，如图1所示，包括：上位机模块、tcp/ip模块和刺激模块，其中，所述上位机模块通过各tcp/ip模块与多路所述刺激模块相连接，同时驱动多路所述刺激模块工作，并且能够实现驱动多路所述刺激模块的毫秒级同步。

上位机模块包括一体pc机和上位机软件,用于将控制信号发送给各tcp/ip模块，接收各tcp/ip模块发送的系统的状态信息并显示。上位机软件包括一个人机交互界面，具体用于：显示系统状态，设置和控制多路所述刺激模块的刺激方式、刺激强度、刺激频率和刺激时间，显示线圈种类并设置线圈的工作方式，监测和显示刺激进度以及线圈和其外壳的温度，显示和记录病人的信息、病情描述和刺激方案。

tcp/ip模块用于接收上位机模块发出的控制信号，再将控制信号发送给与其相连接的刺激模块，并将所述刺激模块发出的系统的状态信息传输给上位机模块。一个tcp/ip模块连接一个刺激模块，通过tcp/ip网络，各tcp/ip模块能够将与其相连接的各刺激模块与上位机模块相连接，使上位机模块能够控制多路所述刺激模块，从而进行上位机模块和多路所述刺激模块的硬件层面的通信，进行信息的反馈和交流，也能更方便的将大数据，云终端等融入进来形成智能设备。

刺激模块用于接收与其相连接的tcp/ip模块发送的控制信号，并将检测到的系统的状态信息发送给所述tcp/ip模块。

刺激模块包括:主控模块，升压和pfc模块，储能电容，放电回路、放电开关以及刺激线圈；其中，主控模块分别与升压和pfc模块、以及放电开关相连接，储能电容分别与升压和pfc模块、放电开关以及放电回路相连接，放电开关与刺激线圈相连接。主控模块接收tcp/ip模块传输的控制信号，向升压模块输出充电信号，向放电开关输出放电信号，采集系统的状态信息并发送给tcp/ip模块；升压和pfc模块接收所述主控模块发送的充电信号，对储能电容充电；储能电容用于储存电能；放电回路用于释放储能电容中的剩余电能；放电开关接收所述主控模块发送的放电信号，将储能电容中的电能释放到刺激线圈中，对刺激线圈瞬时放电；刺激线圈用于接收通过放电开关的瞬时电能，产生磁刺激脉冲。

系统的状态信息包括电容的充电状态，刺激线圈的类型和温度。

优选地，放电回路与主控模块位于同一块电路印制板上，具体用于在系统断电后或突然断电，停止工作时，将储能电容中的电能释放掉，提高设备的安全可靠性。

如图2所示，主控模块具体用于分别控制第一升压和pfc模块、第二升压和pfc模块，控制分别与第一升压和pfc模块、第二升压和pfc模块相连接的第一储能电容、第二储能电容进行充电；通过分别控制第一放电开关和第二放电开关，控制分别与第一放电开关和第二放电开关相连接的第一储能电容、第二储能电容对对应的第一刺激线圈、第二刺激线圈放电。

主控模块监测系统的状态，刺激线圈的温度状态，储能电容的充电状态，并通过led指示灯显示对应的各部分状态。

优选地，刺激线圈包括：圆环刺激线圈、8字形刺激线圈和/或双8字形刺激线圈；能够根据需要进行更换。主控模块能够识别刺激线圈的种类，根据线圈的不同，线圈的工作方式也会不同。圆环刺激线圈无焦点，强度高；8字形刺激线圈和双8字形刺激线圈具有聚焦型，有特定的最强刺激点位。

优选地，刺激线圈冷却方式包括液体循环冷却和/或循环风冷却，能够根据需要选择。所述两种冷却方式为在刺激线圈的外部封装上设计有液体循环冷却与循环风冷却两种结构。当线圈温度过高，并且冷却装置无法达到预定效果时，整个系统会自动停止工作，并且无法再对上位机软件进行操作，以保护设备和使用者的安全。

如图3所示，为本发明提供的一种多路刺激方法的控制流程图，当采用上述系统控制刺激模块工作时，所述多路刺激方法包括如下步骤：上位机模块将控制信号发送给各tcp/ip模块；各tcp/ip模块将接收到的控制信号发送给与其相连接的刺激模块；多路所述刺激模块接收到控制信号后开始执行控制指令。

如图4所示，为本发明提供的一种多路刺激方法的状态信息显示流程图，当采用上述系统显示系统状态信息时，包括如下步骤：多路所述刺激模块将监测到的系统的状态信息发送给与其相连接的各tcp/ip模块；各tcp/ip模块将接收到的系统的状态信息发送给上位机模块；上位机模块显示接收到的系统的状态信息。

如图5所示，为本发明提供的一种多路刺激方法的主控模块的控制流程图，主控模块的控制流程包括如下步骤：主控模块将充电控制信号发送给升压和pfc模块；升压和pfc模块对于其相连接的储能电容进行充电；所述主控模块将放电控制信号发送给放电开关；放电开关控制储能电容对刺激线圈进行放电；放电回路在系统断电后，对储能电容进行放电。

本发明的系统中，上位机模块发出控制信号经tcp/ip网络与各tcp/ip模块传输到与其连接的多路所述刺激模块中，多路所述刺激模块中的各主控模块接收控制信号，输出两路充电控制和放电控制信号，充电控制信号分别到达第一升压和pfc模块与第二升压和pfc模块，对第一储能电容和第二储能电容进行充电，待电容充好电后，第一放电开关和第二放电开关开始工作，打开晶闸管对第一刺激线圈和第二刺激线圈瞬时放电，产生磁刺激脉冲。工作过程中，可实现多路刺激模块的毫秒级同步。待系统断电后，放电回路开始打开，对储能电容的剩余电量进行放电，使电容不带电提高其安全可靠性。该系统能够同时控制多个刺激模块工作，操作方便，不仅能够对脑部多个区域同时进行刺激，还能够同时对不同的病人进行刺激。针对不同的需要，还能够使用不同的刺激线圈以及不同的冷却方式，实用性强。在线圈温度过高时，系统能够自动停止操作，并且引入了放电回路，使此系统具有很高的安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。