[发明专利]双8字形经颅磁刺激线圈

说明书

【技术领域】

本发明属于经颅磁刺激技术领域，特别涉及一种双8字结构经颅磁刺激线圈。

【背景技术】

经颅磁刺激（Transcranial magnetic stimulation，简称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，进而使得神经纤维、神经元和肌肉去极化，用以改变皮层神经细胞的动作电位，影响脑内代谢和神经电活动，因此可以用以治疗相当一部分神经和精神疾病。目前可以利用TMS进行治疗的疾病包括失语症、耳鸣、帕金森症、肌张力障碍、肌萎缩性(脊髓)侧索硬化、癫痫、偏头痛、言语障碍症、半侧空间忽略、幻肢痛、慢性疼痛、强迫症等。另外它还可以关闭特定皮层区的活动，实现大脑局部功能的虚拟性损毁。

经颅磁刺激仪可分为两个部分：脉冲电流产生电路和刺激线圈。刺激线圈的各项参数是整个磁刺激装置的核心。为了能准确有效地刺激指定部位，对线圈产生的磁场的强度、刺激深度和聚焦度都提出了很高的要求。另一方面，从研究生理效应的角度来看，也需要准确量化线圈的各项参数。磁刺激的聚焦度决定了磁刺激仪的刺激选择能力。高聚焦度可以缩小刺激范围，增加刺激针对性，减少无关神经组织受到刺激的可能。刺激深度决定了磁刺激仪能够保持一定刺激强度的距离。只有高刺激深度才有可能实现对深颅神经组织的有效刺激。然现有8字形线圈（butterfly coil）聚焦度不足，造成刺激范围大，针对性不强的问题，无关神经组织受到刺激的可能性大。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种具有更高聚焦度的双8字形经颅磁刺激线圈，提升了经颅磁刺激的效果，以解决传统8字形线圈聚焦度不足的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双8字形经颅磁刺激线圈，由第一8字形线圈和第二8字形线圈连接组成，空间上第一8字形线圈和第二8字形线圈的中心重合；且第二8字形线圈的两个半径为Ri的圆形线圈位于对应的第一8字形线圈的两个半径为Ro的圆形线圈内，其中Ro＞Ri。

本发明进一步的改进在于：Ri：Ro=（0.4~0.5）：1。

本发明进一步的改进在于：Ri：Ro=0.5：1。

本发明进一步的改进在于：第二8字形线圈的匝数Ni与第一8字形线圈的匝数No之比为（1~10）：1。

本发明进一步的改进在于：第一8字形线圈和第二8字形线圈位于同一平面内。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明一种双8字形经颅磁刺激线圈，通过在传统8字形线圈内部设置两个半径更小的圆形线圈，并通过布置导体空间位置、内外线圈半径以及内外线圈匝数以提高线圈刺激的聚焦度；刺激范围集中，针对性强，无关神经组织受到刺激的可能性显著降低。

【附图说明】

图1是不同刺激深度时的8字形线圈和双8字形线圈（Double-butterfly coil）的HPR比较图；

图2是本发明所述双8字形线圈结构图；

图3是一种经颅磁刺脉冲激发生电路示意图；

图4是双8字线圈在一定深度上产生的感应电场大小分布图；

图5是不同刺激深度时，线圈HPR与内外绕组匝数比值的关系图；

图6是外绕组半径为3.5cm时，HPR与Ni/No和Ri/Ro的关系图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

请参阅图2所示，本发明一种双8字形经颅磁刺激线圈，由两个不同绕组半径的8字形线圈连接组成，两个不同绕组半径的8字形线圈位于同一平面内，空间上两个8字形线圈的中心重合，两个线圈内流过同一个电流I，电流I方向在中心处同向，起到加强中心处场强的作用。双8字形经颅磁刺激线圈连接在一个脉冲电源之后，在电流作用下产生高聚焦度的交变磁场，可以用于进行经颅磁刺激的实验和治疗。本发明双8字形线圈可以使用各种金属导线绕制而成，采用不屏蔽电磁场的方式使线圈排列成图2结构。