用于功能性MRI期间的电刺激的系统的制作方法

本发明涉及一种用于在mr扫描仪中生成预定电信号以在功能性磁共振成像期间用于受试者的电刺激的系统。

背景技术：

电刺激是一种公认的治疗方法，其主要用于心脏和神经精神疾病：心脏心律不齐，帕金森氏病，原发性震颤，图雷特氏综合症，癫痫病，但也用于强迫症，头痛和疼痛。电刺激可以例如以心脏起搏器，深部脑刺激(dbs)，脊髓刺激(scs)，迷走神经刺激(vns)或经皮神经刺激(tens)的形式施加。电刺激的临床效果在心脏病和诸如帕金森氏症、原发性震颤和图雷特氏综合症的神经系统运动疾病中已得到公认，但dbs在神经精神疾病(如抑郁症和焦虑症)、成瘾和肥胖症认知增强和痴呆症、头痛和偏头痛，强迫症，以及在仿生、康复疗法、疼痛疗法、耳科疾病、胃肠道疾病、泌尿生殖系统疾病、眼科疾病、自身免疫和风湿病、炎症相关疾病和语音治疗方面也是有前途的治疗方法。

功能性磁共振成像(fmri)是通过检测与血流相关的变化来测量脑活动的测量技术。脑血流和神经元激活是耦合的，因此fmri能够映射脑活动。类似地，可以在感兴趣的身体的其他部分(例如脊髓或心脏)中进行fmri。将电刺激与fmri组合可能是有用的，例如用于对施加到受试者的电刺激的生理反应成像。为了治疗神经精神疾病，在调节刺激参数的同时检测脑活动也非常有益。然而，在fmri期间将刺激信号传递到受试者是有问题的。在fmri期间受试者会暴露于非常强的磁场和强大的射频(rf)，这可能会干扰电子设备并改变刺激单元的编程设置。此外，用于传递电刺激的电子设备可能会引起较大的伪影并破坏获得的mr图像。记录mri或fmri的mri室像法拉第笼一样被屏蔽以避免电场进入mri室，并减少强磁场和rf波从mri室泄漏出来。由于电缆的干扰和可能的rf加热，将刺激装置放置在mri室外部并且使用电缆将刺激单元连接到受试者也可能是有问题的。因此，寻求用于在将受试者放置在mr扫描仪中的同时将可调节的电脉冲传递到具有植入电极的受试者而不破坏或改变传递的电信号或干扰mri的手段。

美国罗切斯特市梅奥诊所(mayoclinic)已开发出一种用于mri兼容通信的系统，其中无线通信模块用于在mri室的内部和外部之间进行通信。该系统在专利申请us2014275970中公开。

技术实现要素：

在第一方面，本公开涉及一种用于在mr扫描仪中生成预定电信号以在受试者的mri或功能性mri期间用于所述受试者的电刺激的系统，其中所述mr扫描仪位于屏蔽的mri室内部。所述系统包括位于所述mri室外部的控制单元，用于生成电信号，以及位于所述mri室外部的电光转换器，用于将所述电信号转换为相应的光信号。诸如光纤的光传输元件用于将所述光信号传输到所述mri室中，并且光电转换器用于在磁共振成像期间将所述光信号转换为用于受试者的电刺激的所述预定电信号。电刺激可以通过置于(例如，用于经皮神经刺激(tens)的表面电极)、植入(需要用于dbs和用于vns的外科程序，其中例如将脑暴露)或插入(例如用于肌电图检查，皮下刺激的针头，起搏器)受试者的一个或多个针头或电极传递到受试者。对于dbs，例如可以使用植入脑中的一个或多个电极。对于其他类型的刺激，其他类型的针头或电极也可以适合置于、植入或插入受试者。

所述光电转换器配置用于位于所述mri室内部并且用于在磁共振成像期间操作。光电转换器可以是太阳能电池。来自光传输元件的光信号照射到太阳能电池上。太阳能电池可以使用例如光伏效应或光电效应生成与光信号对应的电信号。太阳能电池可以是光电二极管。在例如光电二极管中使用光电效应或光伏效应将是一种简单且成本效益高的解决方案。

可以将电子电路置于将光电转换器(例如太阳能电池)连接到电极或针头的导体中的一者或两者中。在信号传递到电极/针头之前，电子电路可以处理输入信号。变换可以降低有效电压或电位，使得有效电压可用于特定治疗。本领域技术人员将知道在信号传递到电极之前，电子电路是否以及如何必须且可以变换输入信号。必要的变换将取决于电极以及使用电极/针头的应用。使用标准电极或针头进行dbs、scs、tens、周围神经刺激(pns)、颅神经刺激、vns、电肌肉刺激、皮质多电极刺激、视网膜多电极刺激、胃电刺激疗法或心脏刺激，以及表面电刺激、无创电刺激、经角膜电刺激(tes)、全眼电刺激(wes)、经皮电神经刺激(tens)、皮下神经刺激、神经肌肉电刺激(nmes)、仿生替代品/仿生植入物/神经假体、耳蜗植入物、电疗/电仿生或类似刺激。作为示例，脑组织的电阻不小于700ω，并且在该情况下约3或3.5v的施加电压将是合适的。在将电极置于、插入或植入另一组织中的情况下，电阻可能不同，并且合适的施加电压也可能具有不同于脑组织的施加电压的另一值。

为了确保在电极上施加正确的并且特别是不太高的信号或电位，电子电路可以具有反馈系统，其中在电极上施加的信号或电位用作电子电路的输入，从而在施加的信号太高的情况下降低电子电路的输出电位，反之亦然。可能必须针对组织的类型，在放置、插入或植入电极的位置调节或设置反馈系统。

电子电路可以仅由无源部件(即消耗但不产生能量的部件和/或无功率增益的部件)制成。那将是成本效益非常高的电子电路。

包括太阳能电池(如光电二极管)，导体，电子电路以及针头或电极的电路可以优选制成一次性的。这样的电路由于不需要再消毒将是时间效益高的，并且由于可以以低成本生产将是成本效益高的。

光传输元件或光纤的端部可以具有光扩散器，用于将光信号扩散到太阳能电池上，优选扩散到整个太阳能电池上。这将增加光电转换过程的效率。

特别是对于采用电刺激疗法的临床环境而言，安全性至关重要。当前公开的发明使得可以对患者进行fmri，同时以安全且可控的方式对植入的电极进行电刺激。mr扫描仪中的磁场可能会破坏或改变电刺激单元中的编程设置，从而会向植入受试者中或置于受试者上的电极传递不受控制的且潜在危险的电刺激。将控制单元定位在mri室外部意味着它不会暴露于来自扫描仪的强磁场，由此消除了信号被其改变的风险。这也意味着在fmri期间在扫描仪外部的控制室中的人员可以完全控制传递的信号。

通过使用光纤电缆在mri室外部的控制单元和在mri室内部将刺激传递到受试者的设备之间进行通信，无需使用任何导电电缆，意味着该电缆不会干扰其他电缆或mr扫描仪，并且将不会发生电缆的射频加热。另外，当使用光纤电缆传送信号时，在控制单元和传递到受试者之间没有信号延迟，而无线连接可能涉及一些信号延迟。使用光纤电缆还在信号中断风险低的情况下提供牢固的连接。用于传递电刺激的电子装置可能由于对mri信号的干扰而导致获得的mr图像的大伪影和破坏。当将该设备定位在屏蔽的mri室外部时，可以消除来自这样的设备的干扰。

可以在控制光信号发生器的处理器或计算机中生成电信号，所述光信号发生器生成相应的光信号。由于对应于光信号发生器的输出光信号的电信号存在于处理器或计算机中，因此光信号发生器将用作电光转换器。处理器或计算机将用作生成电信号的控制单元。

本发明的第二方面涉及一种用于在受试者的mri或功能性mri期间所述受试者的电刺激的系统。所述系统包括根据本发明的第一方面的用于生成预定电信号的系统，以及至少一个电极，所述至少一个电极配置用于植入受试者中并且配置用于基于所述预定电信号将电刺激传递到受试者。在一个实施例中，所述至少一个电极包含用于将电刺激传递到受试者的多个触点。所述系统还可以配置用于通过多个电极将电刺激传递到受试者。

本发明的第三方面涉及一种用于在mri或功能性mri期间生成用于受试者的电刺激的预定电刺激信号的方法，其中所述受试者位于在屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中。所述方法包括以下步骤：1)在所述mri室外部生成电信号；2)在所述mri室外部将所述电信号转换为光信号；3)将所述光信号传输到所述mri室中；以及4)在所述mri室内部将所述光信号转换为所述预定电刺激信号。

本公开还涉及一种用于在位于屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中的受试者的mri或功能性mri期间电刺激所述受试者的方法。所述方法包括以下步骤：在所述mri室外部将电刺激信号转换为光信号，使用光纤电缆将所述光信号传输到所述mri室内部，在所述mri室内部将所述光信号转换回所述电刺激信号，以及使所述受试者受到所述电刺激信号。

本公开还涉及一种电连接到至少一个电极的太阳能电池的一次性套件，所述至少一个电极用于在mri或功能性mri期间刺激受试者，其中所述受试者位于在屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中。

来自光传输元件或光纤的光信号照射到太阳能电池上，所述太阳能电池将生成电位。所述电位转移到电极。太阳能电池、电极以及它们之间的电连接件形成套件，所述套件简单且成本效益高，使得制造成本低于套件的再消毒过程。如果太阳能电池是光电二极管，则制造成本将更低。电连接件可以是导线，或者太阳能电池直接安装在电极上。为了简化处置和再循环过程，可以容易地将太阳能电池和电极彼此断开，使得可以将太阳能电池作为电部件进行再循环，而将电极作为金属进行再循环。

一次性套件还可以包括位于两个导体中的一者或两者中的电路，所述导体将光电转换器(如太阳能电池)连接到电极或针头。一次性套件的电子电路可以具有如上所述的电子电路的所有特性和优点。

包括太阳能电池(如光电二极管)，导体，电子电路以及针头或电极的电路可以优选制成一次性的。这样的电路由于不需要再消毒将是时间效益高的，并且由于可以以低成本生产将是成本效益高的。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施例的图。该图示出了mri室，所述室具有来自fmri设备的触发盒、信号发生器和位于mri室外部的电光转换器。光电转换器，电压转换器和电极位于mri室内部。

图2是一个示例的示意图，示出了如何将mri室内部的光信号转换成相应的电信号。

具体实施方式

本发明的第一方面涉及一种用于在受试者的mri或fmri期间在mr扫描仪中生成用于电刺激所述对受试者的预定电信号的系统。这里，在mri或fmri期间的刺激也涵盖在mr扫描开始之前的刺激以及mri序列之间的刺激。该系统和方法可以用于受试者的任何类型的电刺激。在本发明的一个实施例中，受试者的电刺激选自以下项的组：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法和心脏刺激，以及表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮电神经刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物，以及电疗/电仿生。

本发明涉及将电信号转换为光信号以用于将该信号传输到mri室中。在一个实施例中，电光转换器使用晶体管来转换信号。晶体管可以用于例如为发光二极管或激光器供电，然后将发光二极管或激光器耦合到光纤电缆以将信号传输到mri室中。被转换的电信号可以是任何类型的信号，例如ttl信号。

转换器生成的光信号通过光传输元件(例如光纤电缆)发送到mri室中。光传输元件还可以包括自由空间光学通信系统。在一实施例中，光纤电缆包括用于传输光信号的至少一个单模光纤。在一些实施例中，该系统包括用于将信号传送到mri室中的一个以上的光纤电缆。这样的设计可以用于通过不同的光纤电缆发送相同的信号以实现冗余。不同的光纤电缆还可以用于通过不同的电缆发送单独的刺激信号，这对于通过相同电极上的不同触点进行刺激或通过不同电极进行刺激可能有用。

在mri室内部，从至少一个光纤电缆接收的光信号被转换回电信号。在一个实施例中，光电转换器使用光电晶体管或光耦合器来转换信号。可以将信号转换回用于产生光信号的原始信号，例如，ttl信号，或对应于电刺激信号的另一信号。因此来自光电转换器的电信号可能与信号发生器生成的电信号不完全相同。例如，来自光电转换器的电信号的电压可以不同于来自信号发生器的信号的电压。在将受试者暴露于信号之前，还可以通过电压转换器来调节刺激信号的电压。如前所述，光电转换器可以仅仅是至少一个太阳能电池，其提供一种简单且成本效益高的解决方案，因为太阳能电池可以由来自光信号中的光的能量驱动。

来自mri室内部的光电转换器的电刺激信号用于刺激受试者。在本发明的一个实施例中，该系统还包括至少一个电极，所述至少一个电极配置用于植入受试者中并且配置用于基于所述预定电信号将电刺激传递到受试者。在另一实施例中，至少一个电极包含用于将电刺激传递到受试者的多个触点。具体地，在一些实施例中可以使用具有四个触点的medtronicdbs3389电极。在又一个实施例中，一个以上的电极用于受试者的多电极刺激。

光电转换器优选由电池供电。使用电池为mri室内部的设备供电可能是有利的，因为导线较少，使得连接设备更简单，并且该配置可以减少对来自mr扫描仪的信号的干扰。通常存在到mr扫描仪内部的电源供电的通路。因此，mri室内部的设备的电力可以替代地由电源供电提供。

用于刺激受试者的电刺激信号可以根据受试者，受试者的医疗状况和受试者的治疗类型来定制。在一个实施例中，限定用于受试者的电刺激的电信号的参数包括刺激电压、刺激电流、系统的阻抗、刺激频率、刺激占空比、刺激信号的总持续时间和刺激信号的波形中的一个或多个。可以调节信号的波形以优化受试者的治疗。在一个实施例中，用于受试者的电刺激的电信号的至少一部分是周期性的，具有矩形波形、或方形波形、或三角形波形、或正弦波形、或余弦波形、或锯齿波形、或斜坡波形、或指数波形。在另一实施例中，电信号在上述波形中的两个或更多个之间变化。信号类型也可以被调节或改变以用于刺激受试者。因此，在另一实施例中，用于受试者的电刺激的电信号是脉动的或交替的或在脉动的和交替的之间切换。

对于受试者的电刺激，可能需要调节几个参数以优化受试者的治疗。在本发明的一个实施例中，电刺激信号的电压在0.1-10v范围内、或在0.5-8.0v范围内、或在1.0-6.0v范围内、或在1.5-5.0v范围内、或在2.0-4.0v范围内、或在2.5-3.5v范围内。在本发明的另一实施例中，电刺激信号的电压高达例如在肌肉刺激中使用的120v。在另一实施例中，电刺激信号的频率在0-240hz范围内、或在20-240hz范围内、或在60-200hz范围内、或在80-180hz范围内、或在100-160hz范围内、或在范围120-140hz内。在一些实施例中，电刺激信号可以包括多个频率。在又一实施例中，电刺激信号的占空比小于0.4、或小于0.25、或小于0.15、或小于0.1、或小于0.05、或小于0.03。信号也可以根据信号中每个脉冲的宽度来表征。在一些实施例中，该脉冲宽度可以在10-500微秒范围内、或在30-350微秒范围内、或在50-250微秒范围内、或在70-180微秒的范围内、或在80-120微秒范围内。系统的阻抗影响电刺激信号中流动的电流。过度电流可能会对用刺激治疗的受试者造成危险。因此，在另一实施例中，系统的阻抗在1100-1400欧姆范围内、或在800-1700欧姆范围内、或在600-1900欧姆范围内、或在300-2200欧姆范围内。

用于刺激受试者的刺激信号可以是连续的，使得在整个治疗过程中刺激受试者，或者可以在治疗期间的不同时间打开和关闭它。也可以在治疗期间改变电刺激信号。在一个实施例中，刺激电压、刺激电流、系统的阻抗、刺激频率和刺激占空比中的至少一个在受试者的电刺激期间变化。如前所述，不同的刺激信号也可以用于通过电极上的不同触点或使用不同电极来刺激受试者。因此，在另一实施例中，刺激包括用于通过不同的触点或电极进行刺激的多个不同的信号。

对于受试者的电刺激治疗，优选的是传递到受试者的信号确实是从控制单元发送的信号，并且信号不会发生改变。这可以通过使用来自mri室中的光电转换器的电刺激信号生成电验证信号来监测。然后可以将验证转换为光信号并通过mri室外部的光纤电缆传输，在那里可以将其转换为电信号并用于验证正确的刺激信号用于治疗受试者。因此，在一个实施例中，该系统配置用于在磁共振成像期间：1)监测传递到受试者的电刺激信号以生成电验证信号，2)将所述电验证信号转换为光验证信号，3)将所述光验证信号传输出mri室，以及4)将所述光验证信号转换为电信号以用于实时监测传递到受试者的刺激。可以使用单独的光纤电缆或使用用于将光刺激信号传输到mri室中的光纤电缆将光验证信号传输出mri室。该系统还可以配置用于如果验证信号偏离刺激信号则停止受试者的电刺激，由此为治疗提供额外的安全性。

刺激参数和用于刺激的其他调节优选地由计算机控制。因此，在一个实施例中，该系统还包括计算机，所述计算机配置用于接收用于电刺激的输入参数并且配置用于控制设备。医务人员由此可以完全控制所生成的信号，并且可以根据治疗要求来改变和调节信号。在另一实施例中，该系统还包括配置用于生成电刺激信号的信号发生器，例如示波器。示波器优选地配置用于从计算机接收信号，所述信号限定电刺激信号。

本发明的第三方面涉及一种用于在受试者的mri或功能性mri期间生成用于所述受试者的电刺激的预定电刺激信号的方法。在该方法中，可以使用光纤电缆或自由空间通信系统将光信号传输到mri室中。在一个实施例中，预定电刺激信号适合于：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法或心脏刺激，以及表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮电神经刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物以及电疗/电仿生。在另一实施例中，该方法还包括以下步骤：1)根据预定电刺激信号在mri室内部生成电验证信号，2)将所述电验证信号转换为光验证信号，3)将所述光验证信号传输出mri室，以及4)将所述光验证信号转换为电信号以用于实时监测传递到受试者的刺激。可以使用光纤电缆或自由空间通信系统将光验证信号传输出mri室。

本公开还涉及一种用于在位于屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中的fmri期间对受试者进行电刺激的方法。在本发明的一个实施例中，使用该方法的治疗类型选自以下各项构成的组：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法和心脏刺激，以及表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮神经电刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物以及电疗/电仿生。在另一实施例中，该方法还包括以下步骤：在mri室内部将传递到患者的电刺激信号转换为光信号，并且通过光纤电缆将所述光信号传输到mri室外部。该步骤的一个目的是从发送到受试者的电刺激信号产生验证信号，使得可以在mri室外部监测传递的刺激信号。该设备优选地使用计算机来操作和控制。因此，在又一实施例中，该方法还包括以下步骤：将刺激参数输入计算机，所述计算机配置用于生成用于电刺激的命令。

附图的详细说明

图1是本发明的一个实施例的图。该实施例示出了mri室9，以及来自fmri设备的触发盒1，信号发生器2和位于mri室外部的电光转换器3。触发盒1配置用于在fmri扫描开始时向信号发生器2发送触发信号。信号发生器2根据预定刺激参数生成用于受试者的电刺激的预定电信号。电刺激信号被发送到生成相应光信号的电光转换器3。然后光信号通过光纤电缆8传输到mri室9中。在mri室9内部，光电转换器4将从光纤电缆8接收的光信号转换回电信号，所述电信号发送到将信号的电压转换为例如3v的电压转换器5。电刺激信号被发送到植入受试者中的至少一个电极(在该图的示例中，该信号被发送到两个电极6、7)，由此用预定电信号刺激受试者。

图2示出了mri室内部的设置，其中在光纤电缆8中传播的光信号10从mri室外部进入mri室。在光纤电缆8的端部，光扩散器11将光信号10扩散到太阳能电池12上。太阳能电池中的电压或电流可以例如由光电伏效应或光电效应生成。太阳能电池可以是光电二极管。

太阳能电池生成与光信号10对应的电压信号，其中该电压信号在两个导体13、14上。导体14可以接地。电压信号进入电子电路15，所述电子电路可以在信号被传输到例如用于深部脑刺激的深部脑刺激电极16(例如medtronicdbs针头3389(medtronic；dublin，爱尔兰))之前处理输入的电压信号。

在一个实验中，使用了两个串联的高效太阳能电池(slmd960h09l，ixys，milpitas，ca，美国)，表明该设置可产生足够高的输出。两个太阳能电池用一个高密度led(lzp-00cw0r，ledengin，sanjose，ca，美国)照明。将led安装在2.5m长的液体光导(3mmmkliquid，olympus，东京，日本)的端部处，并且在液体光导的另一端部处放置太阳能电池。太阳能电池被700欧姆短路，这是人脑中的最小阻抗。在该测试设置下，可以达到40mw以上。电压电平在700欧姆下为5.3v。

电子电路15可以包括用于保护患者免受危险高压的电子电路。

在除深部脑刺激之外的其他应用中，可以使用其他电极/针头。技术人员将知道在信号被传送到电极之前，电子电路15是否以及如何必须处理输入信号。必要的处理将取决于电极和电极的应用。

本公开的进一步的细节

本公开可以由以下各项描述：

1.一种用于在mr扫描仪中生成预定电信号以在受试者的mri或功能性mri期间用于所述受试者的电刺激的系统，所述mr扫描仪位于屏蔽的mri室内部，所述系统包括：

-位于所述mri室外部的控制单元，用于生成电信号，

-位于所述mri室外部的电光转换器，用于将所述电信号转换为相应的光信号，

-诸如光纤的光传输元件，用于将所述光信号传输到所述mri室中，以及

-光电转换器，用于在磁共振成像期间将所述光信号转换为用于电刺激受试者的所述预定电信号，所述光电转换器配置用于1)位于所述mri室内部，并且2)在磁共振成像期间操作。

2.根据项1所述的系统，其中所述受试者的电刺激选自以下各项构成的组：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法，心脏刺激，表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮电神经刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物，以及电疗/电仿生。

3.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述电光转换器使用晶体管来转换信号。

4.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述光电转换器是太阳能电池，优选是光电二极管。

5.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述光电转换器使用光耦合器来转换信号。

6.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述光纤电缆包括用于传输光信号的至少一个单模光纤。

7.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述光电转换器由电池供电。

8.根据前述项中的任一项所述的系统，其中限定用于所述受试者的电刺激的电信号的参数包括刺激电压、刺激电流、所述系统的阻抗、刺激频率、刺激占空比、刺激信号的总持续时间和刺激信号的波形中的一个或多个。

9.根据前述项中的任一项所述的系统，其中用于所述受试者的电刺激的所述电信号的至少一部分是周期性的，其具有矩形波形、或方形波形、或三角形波形、或正弦波形、或余弦波形、或锯齿波形、或斜坡波形、或指数波形。

10.根据项9所述的系统，其中所述电信号在项9中列出的波形中的两个或更多个之间变化。

11.根据前述项中的任一项所述的系统，其中用于所述受试者的电刺激的所述电信号是脉动的、或交替的、或在脉动的和交替的之间切换。

12.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述电刺激信号的电压在0.1-10v范围内、或在0.5-8.0v范围内、或在1.0-6.0v范围内、或在1.5-5.0v范围内、或在2.0-4.0v范围内、或在2.5-3.5v范围内。

13.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述电刺激信号的频率在20-240hz范围内、或在60-200hz范围内、或在80-180hz范围内、或在100-160hz范围内、或在120-140hz范围内。

14.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述电刺激信号包括多个频率。

15.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述电刺激信号的占空比小于0.4、或小于0.25、或小于0.15、或小于0.1、或小于0.05、或小于0.03。

16.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述脉冲宽度在10-500微秒范围内、或在30-350微秒范围内、或在50-250微秒范围内、或在70-180微秒范围内、或在80-120微秒范围内。

17.根据前述项中的任一项所述的系统，其中所述系统的阻抗在1100-1400欧姆范围内、或在800-1700欧姆范围内、或在600-1900欧姆范围内、或在300-2200欧姆范围内。

18.根据前述项中的任一项所述的系统，其中在所述受试者的电刺激期间改变刺激电压、刺激电流、所述系统的阻抗、刺激频率和刺激占空比中的至少一个。

19.根据前述项中的任一项所述的系统，其配置用于在磁共振成像期间：1)监测传递到受试者的电刺激信号以生成电验证信号，2)将所述电验证信号转换为光验证信号，3)将所述光验证信号传输出mri室，以及4)将所述光验证信号转换为电信号以用于实时监测传递到受试者的刺激。

20.根据项19所述的系统，其中使用单独的光纤电缆或使用用于将光刺激信号传输到mri室中的光纤电缆将所述光验证信号传输出mri室。

21.根据前述项中的任一项所述的系统，其还包括计算机，所述计算机配置用于接收用于电刺激的输入参数并且配置用于控制设备。

22.根据前述项中的任一项所述的系统，其还包括示波器，所述示波器配置用于生成所述电刺激信号。

23.根据项22所述的系统，其中所述示波器配置用于从所述计算机接收信号，所述信号限定所述电刺激信号。

24.一种用于在受试者的mri或功能性mri期间电刺激所述受试者的系统，所述系统包括：

-根据项1至23中的任一项所述的用于生成预定电信号的系统，以及

-至少一个电极，所述至少一个电极配置用于植入受试者中并且配置用于基于所述预定电信号将电刺激传递到受试者。

25.根据项24所述的系统，其中所述至少一个电极包含用于将电刺激传递到所述受试者的多个触点。

26.一种用于在mri或功能性mri期间生成用于受试者的电刺激的预定电刺激信号的方法，其中所述受试者位于在屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中，所述方法包括以下步骤：

-在所述mri室外部生成电信号，

-在所述mri室外部将所述电信号转换为光信号，

-将所述光信号传输到所述mri室中，以及

-在所述mri室内部将所述光信号转换为所述预定电刺激信号。

27.根据项26所述的方法，其中所述预定电刺激信号适合于：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法，心脏刺激，表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮电神经刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物，或电疗/电仿生。

28.根据项26至27中的任一项所述的方法，其还包括以下步骤：

-根据所述预定电刺激信号在所述mri室内部生成电验证信号，

-将所述电验证信号转换为光验证信号，

-将所述光验证信号传输出所述mri室，以及

-将所述光验证信号转换为电信号，以用于实时监测传递到受试者的刺激。

29.一种用于在位于屏蔽的mri室内部的mr扫描仪中的受试者的mri或功能性mri期间电刺激所述受试者的方法，所述方法包括以下步骤：

-在所述mri室外部将电刺激信号转换为光信号，

-使用光纤电缆将所述光信号传输到所述mri室内部，

-在所述mri室内部将所述光信号转换回所述电刺激信号，以及

-使所述受试者受到所述电刺激信号。

30.根据项29所述的方法，其中使用所述方法的治疗类型选自以下各项构成的组：深部脑刺激，脊髓刺激，经皮神经刺激，周围神经刺激，颅神经刺激，迷走神经刺激，电肌肉刺激，皮质多电极刺激，视网膜多电极刺激，胃电刺激疗法，心脏刺激，表面电刺激，无创电刺激，经角膜电刺激(tes)，全眼电刺激(wes)，经皮电神经刺激(tens)，皮下神经刺激，神经肌肉电刺激(nmes)，仿生替代品/仿生植入物/神经假体，耳蜗植入物，以及电疗/电仿生。

31.根据项29至30中的任一项所述的方法，其还包括以下步骤：在所述mri室内部将传递到患者的电刺激信号转换为光信号，并且通过光纤电缆将所述光信号传输到所述mri室外部。

32.根据项29至31中的任一项所述的方法，其还包括以下步骤：将刺激参数输入计算机，所述计算机配置用于生成用于电刺激的命令。