一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种神经刺激装置。特别是涉及一种利用超声聚焦特性并结合磁场，可穿透体表组织，对内部神经组织实现无创精准定位刺激的结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置。
【背景技术】
[0002]神经刺激技术对于调节神经活动，治疗精神类疾病，组织康复等具有重要的研究意义。传统的电刺激方式，采用电极施加刺激，而组织表层的低电导率，如皮肤，皮下脂肪，颅骨等使得电流弥散损耗，刺激效率较低，同时治疗过程会引起患者不适。而近些年被广泛研究的磁刺激方式，避免了上述问题。但是由于磁刺激方式，磁场聚焦具有一定能够难度，限制了其进行精密定位刺激，这将可能导致在待治疗靶区以外的组织神经受到刺激，产生一定的副作用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现无创的具有较高靶向定位特性的结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置。
[0004]本发明所采用的技术方案是:一种结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置，包括有:设置在样本的一侧用于产生超声激励并施加于样本上的超声激励模块，设置在样本的上端用于产生磁场并施加于样本上同时监测磁场的磁感应强度的磁场发生与监测模块，用于实现超声激励模块的固定和精密平移以及样本的固定和旋转调节的固定装置。
[0005]所述的超声激励模块包括有:
[0006]超声脉冲发射接收器，用于产生超声激励信号和接收超声回波信号；
[0007]超声换能器，固定在所述固定装置上，与所述超声脉冲发射接收器相连，用于将激励电信号转换成超声信号，并将超声回波信号转换成电压信号，实现电压信号和超声信号的能量转换；
[0008]声耦合剂，设置于所述超声换能器和样本之间，用于将超声换能器产生的超声信号耦合至样本上，减小超声信号的衰减。
[0009]所述的磁场发生与监测模块包括有:
[0010]电源，用于输出电流；
[0011]电磁铁，设置于样本上方，连接电源用于根据不同供电电流，产生不同磁感应强度的磁场作用于样本上；
[0012]特斯拉计，设置在电磁铁的一侧，用于实现磁场的监测，实时显示磁场的磁感应强度。
[0013]所述的固定装置包括有:底座，以及:
[0014]精密平移台，设置在所述底座上，用于固定超声换能器，实现超声换能器的精密平移;
[0015]旋转台，能够360度旋转的设置在所述底座上；
[0016]载物盘，固定在所述旋转台的上面，用于放置待刺激的样本，并在旋转台的作用下实现样本的360度旋转。
[0017]所述磁场发生与监测模块产生的磁场磁感线方向与所述超声激励模块产生的超声激励信号传播方向垂直，所述磁场磁感线方向与产生的超声激励信号两者的矢量积方向为电刺激方向。
[0018]所述的待刺激的样本为有一定导电性的非绝缘性样本。
[0019]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，可通过调节磁场的磁感应强度，超声脉冲波形和脉冲幅度，以及聚焦位置，实现组织样本神经的精确靶向刺激，提高刺激精度，实现无创的具有较高靶向定位特性。
【附图说明】
[0020]图1是本发明结合磁场和超声产生矢量性无创聚焦电刺激的装置的结构示意图；
[0021]图中
[0022]1:超声激励模块2:磁场发生与监测模块
[0023]3:样本4:固定装置
[0024]11:超声脉冲发射接收器 12:超声换能器
[0025]13:声耦合剂21:电源
[0026]22:电磁铁23:特斯拉计
[0027]41:底座42:精密平移台
[0028]43:旋转台44:载物盘
[0029]图2a是换能器在轴向上的声场归一化分布图；
[0030]图2b是与图2a相同换能器在磁场作用下在轴向上产生的电场分布图；
[0031]图3a是换能器在焦距处的横向截面上的声场分布图；
[0032]图3b是与图3a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；
[0033]图4a是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；
[0034]图4b是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。
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例和附图对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做出详细说明。
[0036]如图1所示，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，包括有:设置在样本3的一侧用于产生超声激励并施加于样本3上的超声激励模块1，设置在样本3的上端用于产生磁场并施加于样本3上同时监测磁场的磁感应强度的磁场发生与监测模块2，用于实现超声激励模块1的固定和精密平移以及样本3的固定和旋转调节的固定装置4。
[0037]所述磁场发生与监测模块2产生的磁场磁感线方向(如图1中z轴方向)与所述超声激励模块1产生的超声激励信号传播方向(如图1中X轴方向)垂直，所述磁场磁感线方向与产生的超声激励信号两者的矢量积方向(如图1中y轴方向)为电刺激方向，在该方向实现神经刺激，所以可根据待刺激样本需要电刺激的方向确定样本放置方向。
[0038]所述的待刺激的样本3为有一定导电性的非绝缘性样本，如生物组织等电介质。尤其适合于对生物体内部的神经纤维进行矢量刺激。
[0039]所述的超声激励模块1包括有:超声脉冲发射接收器11，用于产生超声激励信号和接收超声回波信号，驱动超声换能器，并能调节输出超声激励信号的波形幅度等参数，所述超声脉冲发射接收器11可采用美国Panametrics 5072PR或者Panametrics 5800PR实现；超声换能器12，固定在所述固定装置4上，与所述超声脉冲发射接收器11相连，用于将激励电信号转换成超声信号，减小超声信号的衰减，并将超声回波信号转换成电压信号，实现电压信号和超声信号的能量转换，超声换能