[发明专利]用于TMS线圈的电磁导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于TMS线圈的电磁导航系统及方法，该系统包括导航运算模块与闭合线圈，闭合线圈上设有电压采集模块，闭合线圈具有X、Y、Z轴三向的缠绕线圈，且电压采集模块接入导航运算模块；电压采集模块用于采集闭合线圈在X、Y、Z轴上的电动势值ε_x,ε_y,ε_z，然后由导航运算模块计算所述闭合线圈在X、Y、Z轴三向的磁感应强度值B_x，B_y，B_z；通过计算得到闭合线圈所在位置的磁感应强度大小与方向，经电磁仿真结果匹配后即可得到当前闭合线圈相对于TMS线圈的相对位置，由于闭合线圈在头部的安装位置都是固定的，因此可基于该固定位置确定当前TMS线圈所在的位置，实现TMS线圈的定位与导航。

技术领域

本发明涉及一种TMS线圈使用的配套系统，更具体的说，本发明主要涉及 一种用于TMS线圈的电磁导航系统及方法。

背景技术

经颅磁刺激系统(TMS)是一种兴奋或抑制大脑神经元的无创方法，它是利用 高强度线圈产生快速变化的磁场脉冲穿过受试者的头皮和颅骨作用于大脑皮 层，以诱导神经细胞发生电位活动的改变；整个过程无创，无痛，只有少许电 流通过线圈的声音。但在TMS线圈使用时，需在计算机屏幕上对其进行定位与导 航，以提升其使用的精确度，但目前所使用的TMS线圈导航系统要么成本较高， 结构复杂，要么定位导航的精确度较低，不能满足日常使用的需求，因此有必 要针对TMS线圈的导航系统进行研究和改进。

发明内容

本发明的目的之一在于解决针对不足，提供一种用于TMS线圈的电磁导航 系统及方法，以期望解决现有技术中同类TMS线圈的导航系统使用成本高，结 构复杂，亦或者定位导航的精确度低，不能满足日常使用的需求等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种用于TMS线圈的电磁导航系统，所述的系统包括 导航运算模块与闭合线圈，所述闭合线圈上设有电压采集模块，所述闭合线圈 具有X、Y、Z轴三向的缠绕线圈，且电压采集模块接入导航运算模块；所述电 压采集模块用于采集闭合线圈在X、Y、Z轴上的电动势值ε_x,ε_y,ε_z，然后由导 航运算模块通过下式分别计算所述闭合线圈在X、Y、Z轴三向的磁感应强度值 B_x，B_y,，B_z：

式中，N为闭合线圈的匝数，Φ_B为通过闭合线圈的磁通量，t为磁通量变 化所用时间，S为闭合线圈所围成的面积，B为磁感应强度值；

然后通过下式计算得到当前位置点的磁感应强度大小B：

将所述磁感应强度大小B及其方向，与电磁仿真的结果相匹配，从而得到 当前闭合线圈相对于TMS线圈的相对位置。

作为优选，进一步的技术方案是：所述电压采集模块为多个，且分别接入 所述导航运算模块，所述电压采集模块用于分别采集各个位置的闭合线圈的电 动势值，所述导航运算模块用于分别计算得到各个位置的闭合线圈的磁感应强 度大小B，并将其与磁感应强度的方向，与电磁仿真的结果相匹配，从而分别得 到多个闭合线圈相对于TMS线圈的相对位置，进而最终确定当前TMS线圈的 位置。

更进一步的技术方案是：多个闭合线圈均用于安装在人体的头部任意位置。

更进一步的技术方案是：所述电磁仿真的结果为通过有限元仿真得到的电 流产生磁场大小与方向，以及随电流变化磁场的相应变化趋势。

本发明另一方面提供了一种用于TMS线圈的电磁导航方法，所述的方法包 括如下步骤：