环泰931实现。
[0041]所述的固定装置4包括有:底座41，以及:精密平移台42，设置在所述底座41上，用于固定聚焦型超声换能器12，实现聚焦型超声换能器12的精密平移；旋转台43，能够360度旋转的设置在所述底座41上；载物盘44，固定在所述旋转台43的上面，用于放置待刺激的样本3，并在旋转台43的作用下实现样本3的360度旋转。其中，所述底座41可以采用长400mm，宽250mm，厚5mm的有机玻璃加工实现，所述载物盘44可以采用直径200mm，厚5mm的圆形有机玻璃板制成。所述精密平移台42可采用深圳红金杰XY60-R精密平移台或北京北光世纪PTSllO精密平移台实现。所述旋转台43可采用深圳红金杰LS60-LM旋转台或者北京派迪威PT-SD206旋转台实现。所述旋转台下部与底座用螺钉连接，上部与载物盘用螺钉连接，可实现360度旋转调节。
[0042]利用本发明的一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置进行的初步实验，测量得到的声场和电场分布结果如图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b所示。图2a是换能器在轴向上的声场归一化分布图，图2b是相同换能器在磁场作用下在轴向上产生的电场分布图；图3a是换能器在焦距处的横向截面上的声场分布图，图3b是相同换能器在磁场作用下在焦距处的横向截面上产生电场的分布图；图4a为对声场和电场强度进行归一化后在的轴向中心线上的分布图，图4b为对声场和电场强度进行归一化后在焦距处的横向截面的中心线上的分布图。由结果可见，利用本发明的一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置产生的电场与超声换能器发射的声场分布一致。由电场分布可见，用于刺激的电场，刺激区域可聚焦于2 - 3mm区域以内，刺激聚焦性明显提高。
[0043]本发明的结合磁场和超声进行无创聚焦性电刺激的方法，是基于图1所示的一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置所进行的无创聚焦电刺激的方法，是将待刺激样本置于电磁场中，将待刺激样本固定，使用聚焦型超声换能器发出超声，垂直于电磁场方向射入待刺激样本，由于带电粒子在磁场和超声作用下受到洛伦兹力作用，样本中的正负电荷沿一个方向反向移动，在被刺激样本中产生电场，待刺激样本内产生垂直于磁场和超声的方向的电场，通过调节磁场和超声传播方向控制电刺激方向，实现对待刺激样本进行电刺激。
[0044]本发明的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，具体包括如下步骤:
[0045]I)根据电磁场的方向摆放待刺激样本，使待刺激样本所需要的电刺激方向与电磁场方向垂直，并将待激励样本固定；
[0046]2)选择聚焦型超声换能器，是根据待刺激样本需要进行电刺激区域的大小和位置要求，确定所需聚焦型超声换能器的焦斑和焦距，即，电刺激区域的大小对应聚焦型超声换能器的焦距大小，电刺激区域与聚焦型超声换能器表面距离对应聚焦型超声换能器的焦距。产生电刺激的频率范围在聚焦型超声换能器的频带之内，最后，再根据焦斑、焦距和频带等选择聚焦型超声换能器；
[0047]3)施加磁场，是使用电磁铁对待刺激样本施加相应强度的且可调的和均匀的电磁场；
[0048]4)激励超声，是在超声聚焦换能器和样本之间加上耦合剂，使用超声激励源激励超声聚焦换能器发出超声信号，并将超声信号垂直打入待刺激样本中，所述的耦合剂是水或绝缘油或琼脂；
[0049]5)调整电刺激方向，是通过调节聚焦型超声换能器的超声传播方向来调整待刺激样本中电刺激的方向；
[0050]6)调整电刺激强度，是通过调节聚焦型超声换能器的激励信号的强度和磁场发生与监测模块中电源的电流大小，来改变声场强度和电磁场的强度，进一步调节电刺激的强度；
[0051]7)采用传感器放置于被刺激区域，用示波器记录传感器两端所产生的电压，移动传感器，得到产生电刺激的区域面积和幅值分布，用于指导后续的电刺激应用。所述的传感器是设定长度和直径的导电性的导线，如0.5mm直径、长度为2_的银导线。
[0052]即用产生的电刺激刺激脑内特定神经组织，诱发脑内特定神经组织产生功能性电活动。再结合多导脑电或其他脑影像设备获取的数据分析脑神经刺激所产生的响应在时间和空间上的特征量，探讨同一神经核团在时间上的响应，不同神经核团在同一时间上的活动关联，进而研究脑神经网络活动。
【主权项】
1.一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，是基于一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置所进行的无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，是将待刺激样本置于电磁场中，将待刺激样本固定，使用聚焦型超声换能器发出超声，垂直于电磁场方向射入待刺激样本，待刺激样本内产生垂直于磁场和超声的方向的电场，通过调节磁场和超声传播方向控制电刺激方向，实现电刺激。2.根据权利要求1所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)根据电磁场的方向摆放待刺激样本，使待刺激样本所需要的电刺激方向与电磁场方向垂直，并将待激励样本固定； 2)选择聚焦型超声换能器； 3)施加磁场； 4)激励超声； 5)调整电刺激方向，是通过调节聚焦型超声换能器的超声传播方向来调整待刺激样本中电刺激的方向； 6)调整电刺激强度，是通过调节聚焦型超声换能器的激励信号的强度和磁场发生与监测模块中电源的电流大小，来改变声场强度和电磁场的强度，进一步调节电刺激的强度； 7)采用传感器放置于被刺激区域，用示波器记录传感器两端所产生的电压，移动传感器，得到产生电刺激的区域面积和幅值分布，用于指导后续的电刺激应用。3.根据权利要求2所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，步骤2)所述的选择聚焦型超声换能器，是根据待刺激样本需要进行电刺激区域的大小和位置要求，确定所需聚焦型超声换能器的焦斑和焦距，产生电刺激的频率范围在聚焦型超声换能器的频带之内，最后，再根据焦斑、焦距和频带等相关的参数选择聚焦型超声换能器。4.根据权利要求2所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，步骤3)所述的施加磁场，是使用电磁铁对待刺激样本施加相应强度的且可调的和均匀的电磁场。5.根据权利要求2所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，步骤4)所述的激励超声，是在超声聚焦换能器和样本之间加上耦合剂，使用超声激励源激励超声聚焦换能器发出超声信号，并将超声打入待刺激样本中。6.根据权利要求5所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，所述的耦合剂是水或绝缘油或琼脂。7.根据权利要求1所述的一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，其特征在于，步骤7)所述的传感器是设定长度和直径的导电性的导线。
【专利摘要】一种结合磁场和超声产生无创聚焦电刺激的方法，是基于一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置所进行的无创聚焦电刺激的方法，是将待刺激样本置于电磁场中，将待刺激样本固定，使用聚焦型超声换能器发出超声，垂直于电磁场方向射入待刺激样本，待刺激样本内产生垂直于磁场和超声的方向的电场，通过调节磁场和超声传播方向控制电刺激方向，实现电刺激。本发明，由于跟随超声振动的带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力的作用，样本中的正负电荷将沿垂直于电磁场和超声传播的方向反向移动，在被刺激样本中产生电场，该电场的分布情况与超声换能器的声场分布情况具有一致性，实现样本的聚焦电刺激。
【IPC分类】A61N1/40
【公开号】CN105288850
【申请号】CN201510868756
【发明人】刘志朋, 殷涛, 周晓青, 李惠雨
【申请人】中国医学科学院生物医学工程研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月1日