[发明专利]一种通过函数控制重复频率的磁刺激系统

说明书

一种通过函数控制重复频率的磁刺激系统，有用于产生周期函数的函数发生器，用于根据频率变化速率和周期函数获取频率变化曲线的频率变化曲线计算模块，用于将频率变化曲线离散化的频率输出模块，用于根据离散化的频率产生磁脉冲的磁刺激器主机和用于输出重复频率变化的磁刺激的线圈，所述的频率计算模块还分别形成有用于设置频率变化速率和频率变化范围的两个接收端口，所述的磁刺激器主机还连接用于设置刺激强度和脉冲个数的刺激强度和脉冲个数设置模块。本发明能与脑内更多频段的神经振荡形成共振，能更加灵活地调控神经元活动，取得更加有益的刺激效果，为rTMS重复频率的选择提供新的方案，为rTMS用于脑刺激提供新的思路和方法。

技术领域

本发明涉及一种磁刺激系统。特别是涉及一种通过函数控制重复频率的磁刺激系统。

背景技术

重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)是一种脑刺激技术，广泛应用于脑功能、脑网络及脑回路等研究。

重复频率是rTMS脑研究的重要参数。通常认为，高频rTMS用于易化皮层兴奋性，低频rTMS用于抑制皮层兴奋性。在实际研究中，通常是根据观察刺激效果或者已有文献中的研究结果，设置一个固定的重复频率进行刺激。脑神经节律的振荡频率通常为1-100Hz，然而，固定频率下的重复刺激通常只能与特定频段的神经振荡形成共振，具有很好的刺激效果，但对于其他频段的神经振荡则可能不具有明显的刺激作用。脑功能通常是由多个节律的振荡共同形成的。因此，在进行经颅磁刺激脑功能研究时，采用固定频率的重复刺激只能与特定频段神经振荡形成共振，并不能完全与脑功能相关的所有神经振荡进行共振，刺激效果具有一定局限性。

已有固定重复频率经颅磁刺激在脑研究中只能与特定频段神经振荡形成共振。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够更加灵活地调控神经元活动，取得更加有益刺激效果的通过函数控制重复频率的磁刺激系统。

本发明所采用的技术方案是：一种通过函数控制重复频率的磁刺激系统，其特征在于，包括有依次连接的：用于产生周期函数的函数发生器，用于根据频率变化速率和周期函数获取频率变化曲线的频率变化曲线计算模块，用于将频率变化曲线离散化的频率输出模块，用于根据离散化的频率产生磁脉冲的磁刺激器主机和用于输出重复频率变化的磁刺激的线圈，所述的频率计算模块还分别形成有用于设置频率变化速率和频率变化范围的两个接收端口，所述的磁刺激器主机还连接用于设置刺激强度和脉冲个数的刺激强度和脉冲个数设置模块。

所述的函数发生器，产生的周期函数x(t)，包含n个函数周期，n2，t是时间，t＝0时，x(t)≥0，每个函数周期长度为T。

所述的频率变化曲线计算模块是由第一可编程控制器构成，所述频率变化速率设置端口处，对频率变化速率设置范围为0.01Hz/s-10Hz/s，所述频率变化范围设置端口处，对频率变化范围的设置范围是0.1-100Hz，包括完成如下步骤：

(2.1)设置频率变化速率，记为k；

(2.2)设置频率变化范围，记为[l₁,l₂]，送入频率输出模块；

(2.3)根据设置的频率变化速率k和接收的周期函数x(t)，通过公式y(t)＝k×t×x(t)计算获得频率变化曲线y(t)，所述的频率变化曲线y(t)是随时间变化的频率曲线，送入频率输出模块。

所述的频率输出模块是由第二可编程控制器构成，用于将从频率变化曲线计算模块获得的频率变化曲线y(t)离散化，得到刺激周期长度和随刺激周期变化的刺激频率，送入磁刺激器主机，包括完成如下步骤：

(3.1)将频率变化曲线y(t)按照周期函数x(t)的函数周期长度T划分为h个函数段，h＝n，每个函数段对应的时间长度等于T；