用于磁刺激的冷却单元的制作方法

1.本实用新型涉及tms磁刺激技术领域，特别涉及一种用于磁刺激的冷却单元。


背景技术：

2.在应用优点疗法进行调控过程中，要求tms(经颅磁刺激)磁刺激线圈能够长时间、高强度的输出刺激。然而，在使用中，磁刺激线圈容易过热而停止输出，导致调控不能完整地进行。
3.通过降低时长或者强度的方法，将会使调控效果大打折扣，无法达到优点疗法的预期。
4.因此，解决tms磁刺激线圈冷却问题已经成为影响优点疗法实施调控的一个关键难题。


技术实现要素：

5.在本实用新型中，优点疗法是指基于个体化功能脑区剖分技术开发的脑疾病调控方法。针对于在优点疗法的调控过程中存在诸如制冷量不够、无法实现温度实时控制等问题，本实用新型提供了一种用于磁刺激的冷却单元，以期望至少部分地解决现有技术存在的问题或缺陷。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种用于磁刺激的冷却单元，产生磁刺激的磁刺激单元包括由空心导体制成的磁刺激线圈，所述空心导体内的空腔用制冷剂冷却，所述冷却单元包括：
7.储存箱，所述储存箱内存储有制冷剂；
8.采用半导体制冷技术进行制冷剂热交换的冷却模块；
9.泵送装置，所述泵送装置通过制冷剂管道将制冷剂抽吸到泵送装置内并将制冷剂泵送到冷却模块；
10.其中，被冷却模块冷却的制冷剂通过制冷剂管道进入到磁刺激线圈内，对磁刺激线圈冷却后，回流到储存箱中。
11.在一些实施例中，所述冷却单元还包括对冷却模块进行控制的控制板，所述控制板通过设置在冷却模块出口处制冷剂管道上的传感器实时读取制冷剂的温度。
12.在一些实施例中，所述冷却单元还包括与泵送装置的控制器、泵送装置和控制板依次电连接的电源；
13.至少两个快插接头，所述至少两个快插接头将磁刺激线圈与冷却单元连接。
14.在一些实施例中，所述冷却单元包括电磁屏蔽箱外壳，所述冷却模块设置在电磁屏蔽箱外壳内的一端处，并且与所述冷却模块连接的制冷剂管道通过至少两个快插接口与电磁屏蔽箱外壳上的对应接口连通，所述泵送装置、电源和储存箱放置在电磁屏蔽箱外壳内，与所述储存箱连接的制冷剂管道通过至少两个快插接口与电磁屏蔽箱外壳上的另一对应接口连通。
15.在一些实施例中，所述冷却模块包括冷排、半导体制冷片和散热片，所述半导体制冷片的冷面与冷排贴合设置，所述半导体制冷片的热面与散热片贴合设置。
16.在一些实施例中，所述冷却模块还包括靠近散热片设置在冷却模块上的风扇。
17.在一些实施例中，在所述磁刺激线圈为圆形线圈时，所述至少两个快插接头包括两个快插接头，每个快插接头分别与圆形线圈的两个末端连接。
18.在一些实施例中，所述圆形线圈为所述圆形线圈为由一根铜管从外到内依次按照圆形缠绕多匝，到中心处再从内到外依次按照圆形缠绕多匝而成的两层结构。
19.在一些实施例中，在所述磁刺激线圈为8字形线圈时，所述至少两个快插接头包括四个快插接头，每个快插接头分别与8字形线圈的四个末端连接。
20.在一些实施例中，所述8字形磁刺激线圈的左部分和右部分分别为圆形线圈，所述圆形线圈为由一根铜管从外到内依次按照圆形缠绕多匝，到中心处再从内到外依次按照圆形缠绕多匝而成的两层结构，所述左部分的圆形线圈与右部分的圆形线圈的缠绕成镜像对称。
21.本实用新型的多个实施例中至少一个实施例提供的用于磁刺激的冷却单元具有以下优点中的至少一个：
22.(1)考虑到磁刺激线圈进行磁刺激时存在高电压、大发热量的特点，采用半导体制冷模式，在需要的情况下，还可以采用半导体制冷加风冷的制冷模式，以实现更好的散热效果；
23.(2)考虑到要实现智能控制、低噪声等要求，采用半导体制冷技术进行散热；
24.(3)采用高绝缘性硅油等作为冷却制冷剂，保证放电过程的安全性；
25.(4)采用泵送装置、储存箱、冷排、制冷剂管道以及快插接头等组成制冷剂循环回路，以实现对磁刺激线圈以及相应的制冷部分的热传导；
26.(5)通过配置温度传感器、控制板可以对磁刺激线圈的冷却进行实时的温度监控以及实时智能控制。
附图说明
27.本实用新型的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
28.图1为根据本实用新型的一个实施例的用于磁刺激的冷却单元的爆炸分解示意图；
29.图2示出了图1中所示的冷却模块的结构示意图。
具体实施方式
30.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
31.在本实用新型的整体发明构思中，提供了一种用于磁刺激的冷却单元100。所示冷却单元100包括至少两个快插接头10、储存箱20、冷却模块30、泵送装置40等多个部件，它们
组成一个冷却制冷循环用于对进行磁刺激的磁刺激单元进行更好的冷却。
32.具体地，磁刺激单元包括由空心导体制成的磁刺激线圈。通常，该空心导体是铜管等任何适合的材料。磁刺激线圈的形式不限，可以例如8字形磁刺激线圈或圆形磁刺激线圈。所述空心导体内的空腔用制冷剂进行冷却，空心导体的内壁通电，在电流的作用下能够产生磁场。磁场作用于受试者脑部的对应区域并诱发产生感应电流，进而对受试者进行诊断或调控。需要说明的是，所提供的磁刺激装置不仅可以应用于脑部的诊断和调控，还可以应用于外周神经肌肉等。
33.为了方便快速地插接制冷剂管道与磁刺激线圈，采用至少两个快插接头10将磁刺激线圈与冷却单元进行连接。所述快插接头10的数量不受特殊限制，本领域技术人员可以根据需要选择合适的数量和合适的结构。在一个实施例中，该快插接头10可以直接与磁刺激线圈的铜管直接连接。当然也可以如图1所示，通过设置在冷却单元100的壳体上的对应接头再与铜管连接。
34.储存箱20内预先存储有一定量的制冷剂，例如高绝缘性的硅油等，当然任何其它合适的制冷剂例如蒸馏水、去离子水、水、变压器油、酒精、柴油等也是可以的。储存箱20的形式不受限制，其通过制冷剂管道101将制冷剂引出，并且在制冷剂管道101的末端设置有一个快插接头10。
35.在工作的过程中，泵送装置40例如油泵将制冷剂从储存箱20抽吸到泵送装置40内，并将其泵送到冷却模块30内，制冷剂被冷却模块30冷却之后通过制冷剂管道101进入到磁刺激线圈内，将磁刺激线圈冷却之后，经过制冷剂管道101回流到储存箱20中。
36.结合图2所示，该冷却模块30采用半导体制冷剂技术和风冷相结合的方式。可以理解，也可以采用它们中的任何一种进行制冷。该冷却模块30用于实现制冷剂的热交换。
37.该冷却模块30包括冷排31、制冷片32、散热片33和风扇34。该制冷片32可以是热电制冷片、半导体制冷片、帕尔贴制冷片。在一个实施例中，具体地，该制冷片32是半导体制冷片，半导体制冷片32的冷面与冷排31贴合设置，热面与散热片33贴合设置。另外，在冷却模块30的一侧上设置有风扇34，该风扇34用于对散热片吹送环境空气进行降温处理。制冷剂首先通过冷排31的一端进入，完成热交换之后从冷排31的另一端流出。在一个实施例，冷排31、半导体制冷片32、散热片33的具体形式不受限制，该风扇34可以是普通的风扇或功率较大的轴流风扇。
38.在实施例中，可以结合磁刺激线圈的使用工况，以及需要磁刺激线圈保持的温度等信息，针对刺激强度最高、频率最大、时间最长的工况估算出磁刺激线圈的热功耗；同时根据牛顿冷却定律计算出线圈与介质之间的传热量。
39.依据热功耗、线圈传热量以及半导体制冷片32的综合性能系数，选择半导体制冷片32的型号和数量。
40.在一个实施例中，可以根据半导体制冷片32的冷热面功率设计冷排31及散热片33，另外还可以添加导热界面材料其可以是例如硅脂(therma l grease)，硅胶(thermal ge l)，散热垫片(therma l pad)，相变化材料(phase change mater ia l)；相变化金属片(phase change meta l a l l oy)，导热胶(therma l conduct ive adhens ive)。
41.对于风扇34的选择，依据半导体制冷片32的功耗及温升计算风扇34的风量，兼顾空间等完成风扇选型。
42.在一个实施例中，风扇34可以通过支架安装在散热片33上。
43.多个散热片33相互叠置在一起以形成更好的散热效果。
44.在一个实施例中，所述冷却单元100包括电磁屏蔽箱外壳50。该电磁屏蔽箱外壳50用于提供符合磁刺激技术的电磁屏蔽的空间，例如其内壁上可以设置有任何合适的屏蔽涂层。该电磁屏蔽箱外壳50的形状不受限制，可以是长方形或正方形等。
45.所述冷却模块30设置在电磁屏蔽箱外壳50内的右端处，并且与所述冷却模块30连接的制冷剂管道101通过至少两个快插接口10与电磁屏蔽箱外壳50上的对应接口102连通，所述泵送装置40、电源60和储存箱20放置在电磁屏蔽箱外壳50内，与所述储存箱20连接的制冷剂管道101通过至少两个快插接口10与电磁屏蔽箱外壳50上的另一对应接口102连通。
46.具体地，与泵送装置40连接的制冷剂管道101的一端与储存箱20连通，然后泵送装置40通过另一制冷剂管道101与冷却模块30连通，冷却模块30通过制冷剂管道101与一个快插接头10连接，该快插接头10与电磁屏蔽箱外壳50上的一个接口102连接，该接口102继而与磁刺激线圈的铜管的一端连接，该铜管的另一端与电磁屏蔽箱外壳50上的另一个接口102连接，该另一个接口102通过快插接头10经由制冷剂管道101与储存箱20连通，从而实现制冷剂从储存箱20、冷却模块30到磁刺激线圈的冷却回路。
47.冷却模块30通过控制板35进行温度调整控制，具体地，该控制板35通过设置在冷却模块30的制冷剂出口处制冷剂管道101上的温度传感器36实时读取制冷剂的温度。控制板35可以实时接收到外部指令，完成冷却模块30的开启、关闭以及温度控制。
48.电源60依次与泵送装置40的控制器41、泵送装置40和控制板35电连接，以提供电力。该控制器41用于控制泵送装置40的开启和关闭。
49.对于磁刺激线圈的选择，下面将以圆形线圈和8字形线圈等异形线圈为例进行解释说明。
50.在所述磁刺激线圈为圆形线圈时，所述至少两个快插接头10包括两个快插接头，每个快插接头分别与圆形线圈的两个末端连接。
51.具体地，所述圆形线圈为所述圆形线圈为由一根铜管从外到内依次按照圆形缠绕多匝，到中心处再从内到外依次按照圆形缠绕多匝而成的两层结构。
52.可替代地，在所述磁刺激线圈为8字形线圈时，所述至少两个快插接头10包括四个快插接头，每个快插接头分别与8字形线圈的四个末端连接。
53.所述8字形磁刺激线圈的左部分和右部分分别为圆形线圈，所述圆形线圈为由一根铜管从外到内依次按照圆形缠绕多匝，到中心处再从内到外依次按照圆形缠绕多匝而成的两层结构，所述左部分的圆形线圈与右部分的圆形线圈的缠绕成镜像对称。
54.本实用新型的多个实施例中至少一个实施例提供的用于磁刺激的冷却单元具有以下优点中的至少一个：
55.(1)考虑到磁刺激线圈进行磁刺激时存在高电压、大发热量的特点，采用半导体制冷模式，在需要的情况下，还可以采用半导体制冷加风冷的制冷模式，以实现更好的散热效果；
56.(2)考虑到要实现智能控制、低噪声等要求，采用半导体制冷技术进行散热；
57.(3)采用高绝缘性硅油等作为冷却制冷剂，保证放电过程的安全性；
58.(4)采用泵送装置、储存箱、冷排、制冷剂管道以及快插接头等组成制冷剂循环回
路，以实现对磁刺激线圈以及相应的制冷部分的热传导；
59.(5)通过配置温度传感器、控制板可以对磁刺激线圈的冷却进行实时的温度监控以及实时智能控制。
60.虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。