一种用于经颅磁刺激的中空铁芯线圈的制作方法

本发明属于经颅磁刺激技术领域，特别涉及一种用于经颅磁刺激的中空铁芯线圈。

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。

经颅磁刺激系统可分为两个部分：高压脉冲发生系统和刺激线圈。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仪的刺激选择能力。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仪能够保持一定刺激强度的距离。精准的局部刺激才有可能对颅内深部神经组织进行有效刺激。然而现有经颅磁刺激线圈，如常规的8字线圈及圆形线圈，都是刺激强度随着刺激深度变深而减小，即靠近线圈的组织总是感受到比远离线圈的组织感受到更大的刺激强度，从而引起患者头皮刺痛等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种经颅磁刺激线圈，克服现有的经颅磁刺激线圈离线圈越近，磁场强度越高的特点，解决现有磁刺激线圈的表面磁场强度过大而引起患者头皮刺痛的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

提出一种用于经颅磁刺激的中空铁芯线圈，由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成，所述铁芯为中空结构；所述铁芯外圆半径为ro，所述铁芯的内圆半径为ri，ri＞0，所述铁芯的长度为l，所述铁芯为软磁材料。

本发明进一步的改进在于：ri：ro＝(0.2～0.8)。

本发明进一步的改进在于：ro＝(25～250)mm；l＝(50～500)mm。

本发明进一步的改进在于：所述铁芯材料为铁基非晶软磁材料或纳米晶软磁材料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供一种由中空铁芯和外部线圈组成的经颅磁刺激线圈，使得线圈轴线磁场最大值不在线圈表面，无关神经组织受到刺激的可能性显著降低，缓解患者头皮刺痛，同时由于铁芯的高磁导率，使得线圈中电流可以很小，发热很少。

附图说明

图1为一种经颅磁刺激系统原理图；

图2为本发明所述的用于经颅磁刺激的中空铁芯线圈示意图。

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，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经过晶闸管对线圈快速大电流放电，产生瞬间脉冲磁场，对患者进行刺激。

请参阅图2所示，本发明所提出的一种中空铁芯经颅磁刺激线圈，由中空铁芯11和绕在铁芯上的线圈12组成，所述铁芯11外圆半径为ro，所述铁芯11的内圆半径为ri，ri＞0，所述铁芯的长度为l，所述铁芯的材料为软磁材料。一般ri：ro＝(0.2～0.8)；ro＝(25～250)mm；l＝(50～500)mm。这里给出一种优选实施参数：铁芯材质为铁基非晶软磁材料；ri＝60mm；ro＝120mm；l＝500mm，绕在铁芯外围的线圈采用铜线绕制，各匝均匀分布在铁芯长度范围内。

请参阅图2所示，在线圈轴线方向上，在靠近线圈表面的a点，由于磁力线主要集中在铁芯材料中，而线圈内部中空区域磁力线很少，a点磁场很小；沿轴线逐渐向远离线圈方向移动，由于铁芯线圈相当于一个磁铁，在外部空间必然存在对应磁场，故刚开始随着沿轴线逐渐远离线圈，比如到达b点，磁场逐渐增大；之后由于随着距离铁芯线圈越来越远，比如到达c点，磁场又逐渐变小，直到在无穷远处磁场为零。可见在铁芯线圈轴线由线圈表面处逐渐向远离线圈方向，随着距离的逐渐变大，磁场先是有一个逐渐增大的过程，达到最大值后又逐渐变小，出现最大值的位置与铁芯的尺寸有关，调节铁芯尺寸参数可获得合适位置的磁场最大值点。需要注意的是，由于铁芯材料存在最大饱和磁场强度，因此外部线圈的安匝数不宜太大，各匝之间适宜采用并联的方式。

采用中空铁芯的经颅磁刺激线圈，由于铁芯的磁放大效果，线圈中电流相比较于空心线圈时要小很多倍，几乎不用担心线圈发热问题；而且可在空间形成局部磁场最大值点，便于对目标点进行精准刺激，避免刺激到无关神经组织，缓解头皮刺疼。

以上仅为本发明优选的具体实施方式，但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
本发明提供一种用于经颅磁刺激的中空铁芯线圈，由中空铁芯和绕在中空铁芯外部的线圈组成，所述铁芯材料为铁基非晶软磁材料或纳米晶软磁材料，使得线圈轴线磁场最大值位置不在线圈表面，而是离线圈表面有一定距离的空间某点，可以对目标点进行精准刺激，无关神经组织受到刺激的可能性显著降低，缓解头皮刺疼，同时由于铁芯的高磁导率，使得磁刺激线圈中电流可以很小，发热很少。

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