[发明专利]一种随动型深部聚焦电磁刺激系统及其刺激方法

说明书

本发明公开了一种随动型深部聚焦电磁刺激系统及其刺激方法，涉及生物脉冲电磁刺激技术领域，包括四个基本刺激单元和两个高频放电电路，两个基本刺激单元串联后接入一个高频放电电路，另外两个基本刺激单元串联后接入另一个高频放电电路，接入同一高频放电电路的基本刺激单元的脉冲刺激电流频率相同，接入不同高频放电电路的基本刺激单元的脉冲刺激电流频率不同；利用多个基本刺激单元在目标生物体深部形成差频感应电场叠加，可实现深部靶区聚焦刺激，改善刺激效果，提高系统刺激效率；通过调节基本刺激单元的空间坐标或改变系统内精密电位器中心滑片位置均可牵引颅内深部刺激靶点位置随之产生变化，实现刺激靶点搜索，提高操作适应性。

技术领域

本发明涉及生物脉冲电磁刺激技术领域，具体为一种随动型深部聚焦电磁刺激系统及其刺激方法。

背景技术

随着现代生活节奏的加快，精神疾病的发病率逐年攀升。生物脉冲电磁刺激作为神经科学领域重要的技术手段，广泛应用于精神类疾病的诊断、治疗及脑功能研究过程中。基于电磁感应技术的经颅磁刺激方法具有无创、无损、无痛、无需手术的特点，是治疗抑郁症、强迫症、精神分裂症等精神类疾病的有效方法之一；经颅磁刺激的基本原理是通过向刺激线圈中施加时变脉冲刺激电流，在线圈周围空间产生变化磁场，由于生物组织电导率、磁导率不为零，变化的磁场将在生物体内产生感应电场，该感应电场作用于生物神经系统，使得神经细胞产生去极化或者超极化，改变神经元膜电位及皮层兴奋性，起到神经调节的作用。在经颅磁刺激作用过程中，刺激线圈往往置于头部正上方，在目标靶区形成聚焦的感应电场，以达到治疗或诊断的效果，从医学需求角度分析，聚焦性是评价刺激系统性能的重要指标。

在实际刺激过程中，由于精神类疾病的目标靶区通常是非表面的，具有一定深度(20mm)，而生物组织电导率、磁导率较低，感应电磁场在颅内衰减迅速，随着刺激深度的增加，感应电场的分布逐渐发散，深部刺激靶区的聚焦性被削弱，若大范围生物组织暴露在较强感应电场下有产生刺激副作用的风险，如诱导癫痫发作。另一方面，由于生物体结构复杂且个体差异明显，常规临床经验常常无法实现精准定位，且刺激位置需根据具体治疗方案动态改变，但现有技术仍无法做到针对不同被刺激者的情况对深部刺激靶点位置调整。因此，解决生物电磁刺激过程中深部聚焦性差和深部靶点难以动态调整的问题，对实现精准刺激、提高深部刺激效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决生物电磁刺激过程中深部聚焦性差、深部靶点难以动态调整的技术问题，本发明提供一种随动型深部聚焦电磁刺激系统及其刺激方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种随动型深部聚焦电磁刺激系统，包括四个基本刺激单元和两个高频放电电路，两个基本刺激单元串联后接入一个高频放电电路，另外两个基本刺激单元串联后接入另一个高频放电电路。接入同一高频放电电路的基本刺激单元的脉冲刺激电流频率相同、脉冲刺激电流幅值可调；接入不同高频放电电路的基本刺激单元的脉冲刺激电流频率不同。

进一步地，所述基本刺激单元为刺激线圈。

进一步地，所述高频放电电路包括交流电源模块、充电电路、储能电容、放电开关、充电开关和精密电位器；所述交流电源模块为充电电路提供能量，充电电路将工频交流电转换为直流电，充电电路通过充电开关对储能电容充电，储能电容通过放电开关对连接的两个基本刺激单元放电，两个基本刺激单元内产生脉冲刺激电流，精密电位器调节连接的两个基本刺激单元的电流幅值。

进一步地，还包括控制信号模块、信号采集模块和上位机；

所述信号采集模块，用于采集目标生物体发出的生理信号并传输到上位机；

所述上位机，用于接收生理信号、进行信息整合、滤波及信号处理后输出信号至控制信号模块；

所述控制信号模块，用于接收上位机输出的信号并进行转换，输出四路信号作为两个高频放电电路中充电开关、放电开关的驱动信号。