CN112827066A - 一种多功能经颅刺激磁疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多功能经颅刺激磁疗装置，其通过储能电容的电荷迅速释放，使放置在不同患处的刺激线圈中通入脉冲电流，进而在刺激线圈周围产生脉冲磁场，磁力线以较小的阻力无创伤地穿透皮肤、颅骨到大脑神经，在颅内产生可传导的感应电流，从而刺激相应的脑神经单元，其结构简单，使用方便，控制***完成对两套电源的充放电控制，保证刺激时互不干扰，磁场刺激无衰减，可同时对多人进行治疗，MEP装置对大脑的运动功能区进行刺激后，会在相对应控制的肌肉产生复合动作电位，通过电极采集后进行放大，对噪声进行滤波后转换成数字信号，发送到上位机进行显示，从而获得对患者的治疗的最佳磁能数据，达到更好的治疗效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多功能经颅刺激磁疗装置。
背景技术
经颅磁刺激作为一种无创的神经干预手段，被越来越多地用于神经疾病的康复治疗和脑功能科学研究的领域。
而经颅磁刺激技术作为一种无痛、无损伤、有效的临床检测和治疗方法，已经在癫痫、郁抑症及其他一些神经或精神疾病中得到了一定范围的应用。中国已有报道表明TMS在脑卒中后康复，颅脑损伤治疗后的语言、认知、运动、情绪等方面的功能障碍治疗中均取得了较好的效果。但经颅磁刺激技术的临床应用在中国乃至国际上处于推广应用和探索挖掘阶段，目前还只是其价值潜力的冰山一角，还有更多应用潜力值得去探讨和发现。
但是，现有的经颅磁刺激设备结构复杂，操作繁琐，治疗模式单一，治疗效果差，故障率高，使用寿命短，且智能化不足，也无法满足市场需求。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便，治疗模式多样，治疗效果好，故障率低，使用寿命长，智能程度高，且能满足市场需求的多功能经颅刺激磁疗装置。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种多功能经颅刺激磁疗装置，包括电源、安装有控制***的电脑、安装座和分别通过支撑臂可活动设于所述安装座两侧的刺激线圈，
所述安装座内固定设有分别经所述电源进行供电的主电机箱、循环散热机构、MEP装置和单片机，所述电脑和所述主电机箱分别连接于所述单片机并通过所述控制***实现数据交互，所述刺激线圈分别通过连接管连接于所述循环散热机构；
所述MEP装置通过存放框可活动设于所述安装座的一侧，所述MEP装置包括电极片，底座和固定设于底座上的盖板，底座内固定设有PCB板、WIFI模块和锂电池，电极片连接于所述PCB板，锂电池对PCB板进行供电，所述MEP装置经WIFI模块分别与所述电脑和所述主电机箱进行数据交互；
所述MEP装置用于测量患者的肌电信号波形，并将肌电信号波形通过WIFI模块传输至设有所述控制***的所述电脑内，所述控制***分析肌电信号波形后确定阈值，再通过所述电脑分别经所述主电机箱将电能传输至所述刺激线圈转换成对患者治疗的最佳磁能。
进一步的，所述控制***包括
用于新增、修改、删除、查询患者信息，且可查看患者的详细治疗记录并可生成文档的病历管理模块；
用于产品结构、设备信息、使用说明、供应商信息、权限设置、注意事项、资料备份、水泵开关和医院名称设置的参数设置模块；
用于针对病症包含软件参数的推荐设定，使其能快速实现对患者治疗的内置通用电子处方的处方管理模块；
用于对所述刺激线圈7的温度监测、所述散热水箱4内液体散热流速和所述主电机箱3的机身温度监测显示的实时数据，并对数据异常现象进行报警提示并停止设备工作的状态显示模块；
用于实现实时对装置参数的设定及装置启停控制的治疗控制模块。
进一步的，所述主电机箱包括机箱安装架和固定设于机箱安装架侧壁上的机箱盖板，所述机箱安装架内固定设有主机电路模块、储能电容和可控硅，所述主机电路模块上设有用于抗干扰的EMC电路，用于将交流电转换成直流电的整流电路和升压电路，所述电源经EMC电路进行处理后，再经整流电路整流滤波获得直流电压，给升压电路提供输入电源，输入电源再经升压电路传输至储能电容，储能电容将输入电源经可控硅输入至所述刺激线圈转换成磁能；升压电路连接并供电给所述单片机，所述单片机连接于所述可控硅；所述电脑经所述单片机连接于所述主电机箱实现数据交互。
进一步的，所述储能电容上设有用于防止其因过电压造成的负载绝缘击穿的吸收模块。
进一步的，所述电源经滤波器供电连接于所述主机电路模块，滤波器固定设于所述机箱安装架的一侧。
进一步的，所述机箱安装架上还固定设有用于给所述主机电路模块散热的散热风扇。
进一步的，所述循环散热机构包括水箱安装座，水箱安装座内固定设有水箱、水冷泵、医用开关电源、自吸泵、接线板和散热器，所述电源分别经医用开关电源和接线板给水冷泵、自吸泵和散热器进行供电，水冷泵和自吸泵分别经管道连接于水箱，所述刺激线圈经所述连接管连接于水冷泵。
进一步的，所述水箱的两侧分别固定设有用于测量水位的水位传感器。
进一步的，所述安装座上还设有容纳抽屉，所述安装座的底部还设有万向轮。
综上所述，本发明的优点是：其通过主电机箱内储能电容的电荷迅速释放，使放置在不同患处的刺激线圈中通入脉冲电流，进而在刺激线圈周围产生脉冲磁场，磁力线以较小的阻力无创伤地穿透皮肤、颅骨到大脑神经，在颅内产生可传导的感应电流，从而刺激相应的脑神经单元，其结构简单，使用方便，一个控制***完成对两套电源的充放电控制，保证双拍刺激时互不干扰，磁场刺激无衰减，可进行单人治疗，也可以同时两个人进行治疗，MEP装置对大脑的运动功能区进行刺激后，会在相对应控制的肌肉产生复合动作电位，通过电极采集后进行放大，对噪声进行滤波后转换成数字信号，发送到上位机进行显示，从而获得对患者的治疗的最佳磁能数据，达到更好的治疗效果。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图；
图2是本发明一实施例的原理框图；
图3是本发明中MEP装置的结构示意图；
图4是本发明中MEP装置的***结构示意图；
图5是本发明中主电机箱的结构示意图；
图6是本发明中循环散热机构的结构示意图；
其中，100、电源，1、电脑，101、控制***，1010、病历管理模块，1011、参数设置模块，1012、处方管理模块，1013、状态显示模块，1014、治疗控制模块，2、安装座，3、刺激线圈，4、支撑臂，5、主电机箱，501、机箱安装架，502、机箱盖板，503、主机电路模块，5030、EMC电路，5031、整流电路，5032、升压电路，504、储能电容，505、可控硅，506、吸收模块，507、滤波器，508、散热风扇，6、循环散热机构，601、水箱安装座，602、水箱，603、水冷泵，604、医用开关电源，605、自吸泵，606、接线板，607、散热器，608、水位传感器，7、MEP装置，701、盖板，702、底座，703、PCB板，704、WIFI模块，705、锂电池，706、电极片，8、单片机，9、容纳抽屉，10、万向轮，11、存放框，12、连接管。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式对发明作进一步的说明：
实施例：
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种多功能经颅刺激磁疗装置，包括电源100、安装有控制***101的电脑1、安装座2和分别通过支撑臂4可活动设于所述安装座2两侧的刺激线圈3，
所述安装座2内固定设有分别经所述电源100进行供电的主电机箱5、循环散热机构6、MEP装置7和单片机8，所述电脑1和所述主电机箱5分别连接于所述单片机8并通过所述控制***101实现数据交互，所述刺激线圈3分别通过连接管12连接于所述循环散热机构6；
所述MEP装置7通过存放框11可活动设于所述安装座2的一侧，所述MEP装置7包括电极片706，底座702和固定设于底座702上的盖板701，底座702内固定设有PCB板703、WIFI模块704和锂电池705，电极片706连接于所述PCB板703，锂电池705对PCB板进行供电，所述MEP装置7经WIFI模块704分别与所述电脑1和所述主电机箱5进行数据交互；
所述MEP装置7用于测量患者的肌电信号波形，并将肌电信号波形通过WIFI模块702传输至设有所述控制***101的所述电脑1内，所述控制***101分析肌电信号波形后确定阈值，再通过所述电脑1分别经所述主电机箱5将电能传输至所述刺激线圈3转换成对患者治疗的最佳磁能。
其中，运动诱发电位(motor evoked potential, MEP) 是指应用电或磁刺激皮层运动区产生的兴奋通过下行运动传导通路传导至脊髓运动神经元，从而激活其支配的效应器—肌肉，所产生的复合肌肉动作电位（CMAP）。这种肌肉产生的反应具有毫伏级或者近毫伏级的高波幅，通过表面电极很容易记录到。
该装置对大脑的运动功能区进行刺激后，会在相对应控制的肌肉产生复合动作电位，MEP装置7通过电极片706采集后进行放大，对噪声进行滤波后转换成数字信号，发送到电脑1的控制***101存储并进行显示。
在使用时，先连接MEP装置7，再清洁手部，再在手部佩戴定位帽：四个定位标准：前面覆盖前额，后面包裹枕骨，左右两侧的T3和T4对着耳尖或耳屏，然后再黏贴电极片706：取三片分别置于手腕，姆短展肌肌腹，姆短展肌肌腱，黑色为地线，贴在手腕处，红色为记录电极贴在姆短展肌肌腹，白色为参考电极贴在姆短展肌肌腱。最后，再测量阈值：首先为了确定测量位置的准确性，我们将阈值调高，大概70，如果测不出则继续调高，如果测出来了，则保持不动，在刺激线圈3上降低阈值大小，直到10次有5次以上测出波幅大于50的强度则为患者的运动阈值，即最佳磁能数值。
其中，所述控制***101包括
用于新增、修改、删除、查询患者信息，且可查看患者的详细治疗记录并可生成文档的病历管理模块1010；
用于产品结构、设备信息、使用说明、供应商信息、权限设置、注意事项、资料备份、水泵开关和医院名称设置的参数设置模块1011；
用于针对病症包含软件参数的推荐设定，使其能快速实现对患者治疗的内置通用电子处方的处方管理模块1012；
用于对所述刺激线圈7的温度监测、所述散热水箱4内液体散热流速和所述主电机箱3的机身温度监测显示的实时数据，并对数据异常现象进行报警提示并停止设备工作的状态显示模块1013；
用于实现实时对装置参数的设定及装置启停控制的治疗控制模块1014。
其中，所述主电机箱5包括机箱安装架501和固定设于机箱安装架501侧壁上的机箱盖板502，所述机箱安装架501内固定设有主机电路模块503、储能电容504和可控硅505，所述主机电路模块503上设有用于抗干扰的EMC电路5030，用于将交流电转换成直流电的整流电路5031和升压电路5032，所述电源100经EMC电路5030进行处理后，再经整流电路5031整流滤波获得直流电压，给升压电路5032提供输入电源，输入电源再经升压电路5032传输至储能电容504，储能电容504将输入电源经可控硅505输入至所述刺激线圈3转换成磁能；升压电路5032连接并供电给所述单片机8，所述单片机8连接于所述可控硅505；所述电脑1经所述单片机8连接于所述主电机箱5实现数据交互。
此外，可控硅505接通储能电容504和刺激线圈3，接通后储能电容504的电压正极经可控硅505和刺激线圈3回到储能电容3504的负极，由电容和电感的特性，形成谐振电流，在刺激线圈3上就产生磁场。可控硅505在电流反向后可以自动关断，所以谐振电流只有一个周期，周期为320微秒。
电源100经过用于抗干扰的EMC电路5030进行处理后，再将交流电转换成直流电的整流电路5031和升压电路5032，所述电源100经EMC电路5030进行处理后，再经整流电路5031整流滤波获得直流电压，给升压电路5032提供输入电源，当该***处于待机状态时，升压电路5032将不产生输出，升压电路5032的输出受强度控制，不同的强度控制输出电压不同，其强度范围为0-1600V。升压输出将被存储在储能电容504中，单片机8控制其输出脉冲磁场，储能电容504将输入电源转换成磁能输入至所述刺激线圈3。单片机8接收电脑1内的控制***101指令和反馈硬件的状态，对各硬件进行控制和状态的采集，包括强度、输出脉冲磁场频率控制；采集硬件各部分的状态。循环散热机构6是对磁场发生装置刺激线圈3进行降温，在产生强磁场的过程中刺激线圈3处于高压大电流的工作状态，温升较高。
其中，所述储能电容504上设有用于防止其因过电压造成的负载绝缘击穿的吸收模块506。
其中，所述电源100经滤波器507供电连接于所述主机电路模块503，滤波器507固定设于所述机箱安装架501的一侧。
其中，所述机箱安装架501上还固定设有用于给所述主机电路模块503散热的散热风扇508。
其中，所述循环散热机构6包括水箱安装座601，水箱安装座601内固定设有水箱602、水冷泵603、医用开关电源604、自吸泵605、接线板606和散热器607，所述电源100分别经医用开关电源604和接线板606给水冷泵603、自吸泵605和散热器607进行供电，水冷泵603和自吸泵605分别经管道连接于水箱602，所述刺激线圈7经所述连接管12连接于水冷泵603。
其中，所述水箱602的两侧分别固定设有用于测量水位的水位传感器608。
其中，所述安装座2上还设有容纳抽屉9，所述安装座2的底部还设有万向轮10。
其中，该***的最大磁场强度：最大磁感应强度为1.5T～8T，允差：±20%，磁场强度变化率为40～80KT/s；其输出频率：0.1～100Hz，可调：0～1Hz时，步进值为0.1Hz；1～100Hz时，步进值为1Hz；允差：±10%。其频率调节范围大，可实现单刺激、程序性重复刺激和TBS 脉冲串刺激；可编程改变刺激频率、刺激强度、刺激时间和间歇时间等，通过各种刺激模式实现双向调节神经兴奋性。
此外，当刺激线圈7的温度≥43℃时，该***停机保护并显示停机；
当主机机箱3的机身温度≥71℃，停机保护并显示停机；
实时监控并显示散热水箱4的流速状态，当检测到散热水箱4内的水流速过低时，停机保护并显示停机。
友好人机交互界面，内置病历管理、电子处方、也可与EEG（脑电）配合使用。
综上所述，本发明其不仅结构简单，使用方便，治疗模式多样，治疗效果好，故障率低，使用寿命长，智能程度高，且能满足市场需求。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多功能经颅刺激磁疗装置，包括电源（100）、安装有控制***（101）的电脑（1）、安装座（2）和分别通过支撑臂（4）可活动设于所述安装座（2）两侧的刺激线圈（3），其特征在于：
所述安装座（2）内固定设有分别经所述电源（100）进行供电的主电机箱（5）、循环散热机构（6）、MEP装置（7）和单片机（8），所述电脑（1）和所述主电机箱（5）分别连接于所述单片机（8）并通过所述控制***（101）实现数据交互，所述刺激线圈（3）分别通过连接管（12）连接于所述循环散热机构（6）；
所述MEP装置（7）通过存放框（11）可活动设于所述安装座（2）的一侧，所述MEP装置（7）包括电极片（706），底座（702）和固定设于底座（702）上的盖板（701），底座（702）内固定设有PCB板（703）、WIFI模块（704）和锂电池（705），电极片（706）连接于所述PCB板（703），锂电池（705）对PCB板进行供电，所述MEP装置（7）经WIFI模块（704）分别与所述电脑（1）和所述主电机箱（5）进行数据交互；
所述MEP装置（7）用于测量患者的肌电信号波形，并将肌电信号波形通过WIFI模块（702）传输至设有所述控制***（101）的所述电脑（1）内，所述控制***（101）分析肌电信号波形后确定阈值，再通过所述电脑（1）分别经所述主电机箱（5）将电能传输至所述刺激线圈（3）转换成对患者治疗的最佳磁能。
2.根据权利要求1所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述控制***（101）包括
用于新增、修改、删除、查询患者信息，且可查看患者的详细治疗记录并可生成文档的病历管理模块（1010）；
用于产品结构、设备信息、使用说明、供应商信息、权限设置、注意事项、资料备份、水泵开关和医院名称设置的参数设置模块（1011）；
用于针对病症包含软件参数的推荐设定，使其能快速实现对患者治疗的内置通用电子处方的处方管理模块（1012）；
用于对所述刺激线圈7的温度监测、所述散热水箱4内液体散热流速和所述主电机箱3的机身温度监测显示的实时数据，并对数据异常现象进行报警提示并停止设备工作的状态显示模块（1013）；
用于实现实时对装置参数的设定及装置启停控制的治疗控制模块（1014）。
3.根据权利要求1所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述主电机箱（5）包括机箱安装架（501）和固定设于机箱安装架（501）侧壁上的机箱盖板（502），所述机箱安装架（501）内固定设有主机电路模块（503）、储能电容（504）和可控硅（505），所述主机电路模块（503）上设有用于抗干扰的EMC电路（5030），用于将交流电转换成直流电的整流电路（5031）和升压电路（5032），所述电源（100）经EMC电路（5030）进行处理后，再经整流电路（5031）整流滤波获得直流电压，给升压电路（5032）提供输入电源，输入电源再经升压电路（5032）传输至储能电容（504），储能电容（504）将输入电源经可控硅（505）输入至所述刺激线圈（3）转换成磁能；升压电路（5032）连接并供电给所述单片机（8），所述单片机（8）连接于所述可控硅（505）；所述电脑（1）经所述单片机（8）连接于所述主电机箱（5）实现数据交互。
4.根据权利要求3所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述储能电容（504）上设有用于防止其因过电压造成的负载绝缘击穿的吸收模块（506）。
5.根据权利要求4所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述电源（100）经滤波器（507）供电连接于所述主机电路模块（503），滤波器（507）固定设于所述机箱安装架（501）的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述机箱安装架（501）上还固定设有用于给所述主机电路模块（503）散热的散热风扇（508）。
7.根据权利要求1所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述循环散热机构（6）包括水箱安装座（601），水箱安装座（601）内固定设有水箱（602）、水冷泵（603）、医用开关电源（604）、自吸泵（605）、接线板（606）和散热器（607），所述电源（100）分别经医用开关电源（604）和接线板（606）给水冷泵（603）、自吸泵（605）和散热器（607）进行供电，水冷泵（603）和自吸泵（605）分别经管道连接于水箱（602），所述刺激线圈（7）经所述连接管（12）连接于水冷泵（603）。
8.根据权利要求7所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述水箱（602）的两侧分别固定设有用于测量水位的水位传感器（608）。
9.根据权利要求7所述的一种多功能经颅刺激磁疗装置，其特征在于：所述安装座（2）上还设有容纳抽屉（9），所述安装座（2）的底部还设有万向轮（10）。
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