[发明专利]一种经颅磁刺激线圈表面电场标识的方法

说明书

本发明提出了一种经颅磁刺激线圈表面电场标识的方法，其步骤为：获取经颅磁刺激线圈表面上电场或磁场的计量值，且根据计量值在经颅磁刺激线圈的外壳上的投影，在经颅磁刺激线圈的外壳上绘制形成闭合的能量分布曲线。本发明在使用时用高能部分的能量曲线对准患者的治疗部位，以提高经颅磁刺激线圈的能量利用，从而达到更好的治疗效果。

技术领域

本发明涉及生物医学工程的技术领域，尤其涉及一种经颅磁刺激线圈表面电场标识的方法。

背景技术

经颅磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation，TMS)是利用时变脉冲电磁场产生的感应电场作用于大脑皮层及神经系统，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的一种大脑及神经领域的治疗方法。经颅磁刺激线圈决定了TMS设备的脉冲磁场特性，并进一步决定了大脑神经作用区域的感应电场特性。

目前通过磁刺激线圈精准定位机构或磁刺激导航机器人夹持线圈，将经颅磁刺激线圈较为准确的定位在治疗部位。但是，经颅磁刺激线圈本身的电场分布目前这些装置或器械是未知的，不能有效的将经颅磁刺激线圈释放的能量高峰位置作用在治疗部位上，既降低了治疗效果，又浪费了大量的能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种经颅磁刺激线圈表面电场标识的方法，以克服目前现有技术存在的不能使经颅磁刺激线圈的高能部分对正患处的问题。

本发明的目的是通过如下的步骤实现的，其包括：

步骤S1：获取经颅磁刺激线圈表面上电场分布的计量值；

步骤S2：根据计量值在经颅磁刺激线圈的外壳上的投影，在经颅磁刺激线圈的外壳上绘制形成闭合的能量分布曲线。

所述步骤S1中得到获取经颅磁刺激线圈表面上电场的计量值的方法为：

经颅磁刺激线圈在圆柱坐标系内各位置的磁矢势为：

式中

其中，场原点的圆柱坐标为(r’，θ’，z’)，圆柱坐标系中经颅磁刺激线圈周围各点的坐标(r，θ，z)，μ₀是真空磁导率，I是通过经颅磁刺激线圈的电流，S为经颅磁刺激线圈的截面积，N为经颅磁刺激线圈的圈数；

再将上述获得磁矢势代入如下公式获得该位置经颅磁刺激线圈产生的感应电场为：

所述闭合的能量分布曲线间距离相同。

所述闭合的能量分布曲线标注电场比例值。

所述闭合的能量分布曲线间距离不相同。

所述能量分布曲线为电场分布曲线或磁场分布曲线。

所述电场比例值在设定范围内的落入同一闭合的电场分布环带内。

所述获取经颅磁刺激线圈表面上电场的计量值的步骤如下：

S1.1、导入柱坐标系下线圈的参数；

S1.2、导入线圈的工作峰值电流及变化率；

S1.3、确定线圈目标平面并生成目标点矩阵；

S1.4、根据公式求解线圈的感应电场值；

S1.5、获得线圈的三维感应电场分布图。

本发明根据经颅磁刺激线圈的电场分布在其外壳上绘制能量曲线，在使用时用高能部分的能量曲线对准患者的治疗部位，以提高经颅磁刺激线圈的电场能量利用，从而达到更好的治疗效果。其次，通过计算获得经颅磁刺激线圈周围的电场分布，简化了获取经颅磁刺激线圈表面上电场的方法，且计算数据和测量数据的误差较小。