[发明专利]一种基于时间干涉的深部经颅磁线圈刺激装置

说明书

本发明涉及一种基于时间干涉的深部经颅磁线圈刺激装置，包括两个线圈单元和两个高频发生器，其特征在于，两个线圈单元设为第Ⅰ线圈单元和第Ⅱ线圈单元，第Ⅰ线圈单元上施加的刺激电流为电流Q1，第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流为Q2，空间上，第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元分别位于大脑的两侧，且第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元之间的夹角为θ，第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流方向在初始时刻是相同的，且第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流均为正弦波电流第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上刺激电流的幅值相同，但频率不同，均为不低于1000Hz的高频，差值为大脑的节律。

技术领域

本发明涉及经颅磁刺激技术，特别是一种在保证刺激效果同时实现大脑组织定位刺激的线圈。

背景技术

经颅磁刺激(TMS)是一种无创生物刺激技术，它利用时变磁场产生感应电场，引起生物电流在组织中传导，改变大脑皮层神经细胞的动作电位，影响脑内代谢和神经电活动。而深部经颅磁刺激(dTMS)在刺激皮层神经的同时，实现对海马、丘脑等深部组织的刺激，对多种神经疾病的致病机制和治疗方法的研究有着重要的意义。自从1985年Barker等人成功地利用磁刺激技术首次在人体上实现大脑皮层的中枢神经刺激以来,TMS就受到人们的广泛关注。研究人员设计了多种形式的线圈，现在常用的线圈形式有圆形线圈，八字形线圈，H形线圈等。然而，一直以来，广泛采用的刺激形式依旧是传统的单脉冲或多脉冲的刺激形式，其刺激强度较强，尤其是对大脑表层，肌肉等组织可能会产生一定程度的损伤，且不能实现对脑组织重点区域的定位刺激。

近年来，科研人员已经进行了大量尝试来改善TMS存在的诸多问题，尽管各种形式线圈的设计在保证刺激效果良好的同时，一定程度上减弱了对表皮和肌肉组织的刺激强度，但依旧不能实现在不刺激其他组织的情况下，实现对特定组织，对特定区域的定位刺激。

发明内容

针对现有TMS技术存在的不足，本发明提出一种基于时间干涉的深部经颅磁线圈刺激装置，利用生物组织的低通特性，通过施加频率不同的刺激电流，在不刺激到表皮、肌肉等表层组织的情况下，用来实现对脑组织的定位刺激。为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

一种基于时间干涉的深部经颅磁线圈刺激装置，包括两个线圈单元和两个高频发生器，其特征在于，两个线圈单元设为第Ⅰ线圈单元和第Ⅱ线圈单元，第Ⅰ线圈单元上施加的刺激电流为电流Q1，第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流为Q2，空间上，第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元分别位于大脑的两侧，且第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元之间的夹角为θ，第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流方向在初始时刻是相同的，且第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上施加的刺激电流均为正弦波电流，分别为Q₁＝A×sin(2π×f₁×t),Q₂＝A×sin(2π×f₂×t)，其中A为刺激电流的幅值，f₁为第Ⅰ线圈单元刺激电流的频率，由第一高频发生器1产生，f₂为第II线圈单元刺激电流的频率，由第二高频发生器产生，t为刺激时刻；第Ⅰ线圈单元与第Ⅱ线圈单元上刺激电流的幅值相同，但频率不同，且f₁和f₂均为不低于1000Hz的高频，但f₁和f₂之间的差值为大脑的节律。

f₁和f₂均为不低于1000Hz的高频。在两个线圈单元施加的电流幅值为20A，频率f₁为1kHz，f₂为1.02kHz。两个线圈单元的内直径为80mm，外直径为120mm。

本发明的有益效果是：基于时间干涉的深部经颅磁刺激线圈，利用了线圈的贯穿特性，增加了刺激深度和刺激强度；线圈上施加不同频率的刺激电流，可以用来实现对大脑组织的定位刺激，从而防止了对头皮和肌肉组织等表层组织的损伤，保障了受试者的安全性。

附图说明