ES2319080A1 - Fantoma multicanal of magnetic dipolos orientables for magnetoencefalografia (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Fantoma multicanal de dipolos magnéticos orientables para magnetoencefalografía.Multichannel magnetic dipole phantom orientable for magnetoencephalography.
La presente invención se engloba en el sector de la magnetoencefalografía (en adelante MEG), una técnica que registra la actividad funcional cerebral mediante la captación de campos magnéticos. Más específicamente la presente invención es un sistema simulador de la actividad magnética cerebral.The present invention is included in the sector of magnetoencephalography (hereinafter MEG), a technique that records the functional brain activity by capturing magnetic fields More specifically the present invention is a Brain magnetic activity simulator system.
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La magnetoencefalografía es una técnica de diagnóstico para enfermedades cerebrales que está en expansión en la actualidad en todo el mundo. Las dificultades para interpretar las señales cerebrales están siendo reducidas gracias a numerosos trabajos científicos, los cuales, sin embargo, presentan un cuello de botella en la inexistencia de medios adecuados para su prueba experimental a través de simulaciones.Magnetoencephalography is a technique of diagnosis for brain diseases that is expanding in Today in the whole world. The difficulties to interpret brain signals are being reduced thanks to numerous scientific papers, which, however, have a neck bottle in the absence of adequate means for testing Experimental through simulations.
Actualmente existe por tanto una insuficiencia de medios materiales para testar los modelos teóricos para ayudar a la interpretación de señales magnetoencefalográficas. La presente invención sirve para probar modelos de comportamiento cerebral denominados "modelos de sincronización" en la literatura científica. El invento mejora notablemente la capacidad de testar los equipos de magnetoencefalografía y también permite disponer de un laboratorio para probar modelos teóricos de interpretación de señales de magnetoencefalografía.There is currently an insufficiency of material means to test theoretical models to help the interpretation of magnetoencephalographic signals. The present invention serves to test models of brain behavior called "synchronization models" in the literature scientific The invention greatly improves the ability to test Magnetoencephalography equipment and also allows you to have a laboratory to test theoretical models of interpretation of signs of magnetoencephalography.
Se conocen documentos de patente relacionados con la presente invención: JP2001070272A y US5938598A1.Related patent documents are known with the present invention: JP2001070272A and US5938598A1.
Sin embargo, la presente invención proporciona una serie de ventajas y resuelve una serie de problemas técnicos no resueltos en el estado del arte. En particular:However, the present invention provides a series of advantages and solves a series of technical problems not resolved in the state of the art. In particular:
- A diferencia de la presente invención, los sistemas actuales de simulación no permiten cambiar la orientación en tiempo real del vector magnético. Es decir, mientras se los utiliza, el o los dipolos magnéticos que esos sistemas producen para ser detectados por el equipo de magnetoencefalografía como si fueran producidos por el cerebro, no pueden ser reorientados; mientras que el sistema simulador que la presente invención propone sí permite reorientarlos.- Unlike the present invention, the Current simulation systems do not allow changing orientation Real-time magnetic vector. That is, while they are uses, the magnetic dipole or dipoles that these systems produce for be detected by the magnetoencephalography team as if were produced by the brain, can not be redirected; while the simulator system that the present invention proposes yes it allows to redirect them.
- También la presente invención, al igual que otras ya conocidas, permite ubicar el origen de esos dipolos magnéticos en casi cualquier punto del espacio, antes de iniciar el funcionamiento. La presente invención añade, sin embargo, la posibilidad de aproximar mucho más el dipolo a los sensores de campo magnético del equipo de magnetoencefalografía que los inventos ya conocidos, ya que éstos utilizan recintos rellenos de fluidos en cuyo interior colocan los dipolos magnéticos, no siendo posible ubicar bobinas generadores de dipolos magnéticos en las paredes del recipiente que contiene a esos fluidos. El invento presentado no utiliza fluidos de modo que todo el volumen está disponible para colocar los generadores de campo magnético.- Also the present invention, as well as others already known, allows to locate the origin of these dipoles magnetic at almost any point in space, before starting the functioning. The present invention adds, however, the possibility of bringing the dipole closer to the sensors magnetic field of the magnetoencephalography team that the known inventions, since these use enclosures filled with fluids inside which place the magnetic dipoles, not being possible to locate coils generating magnetic dipoles in the walls of the container that contains these fluids. The invention presented does not use fluids so that the entire volume is available to place the magnetic field generators.
- El método constructivo de la presente invención permite a su vez una fijación del fantoma al volumen sensible de los equipos de magnetoencefalografía que garantiza una gran facilidad en su uso habitual, mucho mayor que en otros, para determinar el lugar geométrico donde se ubican los generadores de campo.- The constructive method of this invention allows in turn a fixation of the phantom to the volume sensitive of the magnetoencephalography equipment that guarantees a great ease in its usual use, much greater than in others, to determine the geometric place where the generators are located countryside.
- La generación del campo magnético de muy baja intensidad (del orden del campo producido por el cerebro), con calidad suficiente como para que se puedan producir campos de intensidad variable, se realiza de forma más eficaz que en otros modelos porque en la presente invención se utilizan bobinas con varias vueltas como generadores de campo magnético, frente a electrodos o lazos únicos utilizados en otras invenciones. Las bobinas producen dipolos magnéticos más ideales porque los artefactos debidos a las conexiones en el caso de electrodos o lazos únicos son más influyentes en cuanto a la calidad del dipolo magnético producido. En el caso de las bobinas, estos artefactos tienen menor peso en la formación del dipolo magnético por cuanto la corriente da varias vueltas contribuyendo de forma ideal más veces a la formación de ese dipolo. Esta mayor idealidad se consigue a costa de la obligación de utilizar una corriente menor en las bobinas que la utilizada en otras soluciones: la corriente debe ser más pequeña cuantas más vueltas tenga la bobina, para producir igual intensidad de campo. En efecto, el campo magnético final a crear debe ser de similar intensidad en todas las soluciones. En el rango de corrientes necesarias, la atenuación extra requerida por el invento frente a otros implica una mayor dificultad y complejidad en el sistema de producción de esas corrientes. La dificultad se acrecenta por cuanto además deben tener gran resolución, es decir, variabilidad en intensidad y en el tiempo con gran calidad, posibilidad no prevista, en principio, en los otros modelos, ya que éstos utilizan señales sinusoidales predeterminadas fijas en intensidad y frecuencia. La conversión de las señales a probar entrantes al fantoma hasta dipolos magnéticos con intensidad y orientación variables en el tiempo, se realiza mediante cinco etapas. La primera, opcional, consiste en un circuito que proporciona las tres componentes de un dipolo magnético a partir de una señal entrante correspondiente al módulo de dicho vector. Los dos ángulos (azimutal y cenital) que deciden la orientación del vector suma de las tres componentes coordenadas se introducen mediante el ajuste de mandos potenciométricos situados en la carátula del equipo. También. pueden ser introducidas directamente las tres componentes evitando la primera etapa. En la segunda etapa y sucesivas, se convierten las tres señales en tensión a tres dipolos magnéticos que pueden sumarse o no según su ubicación en la cabeza del fantoma. Si estos dipolos son generados por bobinas próximas colocadas a 90º grados producen un vector suma y, en caso contrario, son canales independientes. De igual forma, pueden ser colocados más de tres canales replicando la etapa de conversión. Las señales, procesadas o no por la primera etapa, son atenuadas en la segunda etapa mediante transformadores de tensión a tensión. Sigue una etapa de conversión de tensión a corriente mediante circuitos analógicos que utilizan transistores. Finalmente, son atenuadas de nuevo por transformadores de corriente a corriente. Las débiles corrientes finales, más débiles que en otros sistemas, producen ya el campo magnético deseado.- The very low magnetic field generation intensity (of the order of the field produced by the brain), with sufficient quality so that fields of variable intensity, is performed more effectively than in others models because in the present invention coils are used with several laps as magnetic field generators, versus Unique electrodes or loops used in other inventions. The coils produce more ideal magnetic dipoles because the artifacts due to connections in the case of electrodes or loops unique are more influential in terms of dipole quality magnetic produced. In the case of coils, these artifacts they have less weight in the formation of the magnetic dipole because the current takes several turns contributing ideally more times to the formation of that dipole. This greater ideality is gets at the expense of the obligation to use a smaller current in the coils that used in other solutions: the current must be smaller the more turns the coil has, to produce equal field strength. In effect, the magnetic field final to create must be of similar intensity in all solutions In the range of necessary currents, the attenuation extra required by the invention over others implies a greater difficulty and complexity in the production system of those currents The difficulty increases because they must also have high resolution, that is, variability in intensity and in the time with great quality, possibility not foreseen, in principle, in the other models, since these use sinusoidal signals preset fixed in intensity and frequency. The conversion of the signals to test incoming to the phantom until magnetic dipoles with intensity and orientation varying in time, it is done through five stages. The first, optional, consists of a circuit which provides the three components of a magnetic dipole from of an incoming signal corresponding to the module of said vector. The two angles (azimuthal and zenith) that decide the orientation of the vector sum of the three coordinate components are introduced by adjusting potentiometric controls located in the team cover. Too. can be entered directly the three components avoiding the first stage. In the second stage and successively, the three signals in voltage are converted to three magnetic dipoles that may or may not add according to their location in the head of the phantom If these dipoles are generated by coils next placed at 90 degrees produce a sum vector and, in case On the contrary, they are independent channels. Similarly, they can be placed more than three channels replicating the conversion stage. The signals, processed or not by the first stage, are attenuated in the second stage by voltage to voltage transformers. Follow a stage of conversion of voltage to current by analog circuits that use transistors. Finally they are dimmed again by current to current transformers. The weak final currents, weaker than in other systems, they already produce the desired magnetic field.
- El fantoma presentado puede servir para probar el equipo MEG, pero también para probar modelos teóricos de análisis de señales de MEG, por lo que se necesita poder introducir distintas señales magnéticas de prueba. En el caso del invento presentado, las señales a probar deben ser recibidas como señales en tensión, en rangos de intensidad y variabilidad temporal tales que pueden ser fácilmente producidas por métodos convencionales, mientras que otras soluciones producen sus propias señales sin posibilidad de variación. Por ejemplo, podrían ser las mismas señales en tensión que los propios medidores de campo magnético utilizados en magnetoencefalografía entregan como salida, de modo que el fantoma reproduzca hasta cierto punto señales magnéticas cerebrales reales.- The presented phantom can be used to prove the MEG team, but also to test theoretical models of MEG signal analysis, so you need to be able to enter different magnetic test signals. In the case of the invention presented, the signals to be tested must be received as signals in voltage, in ranges of intensity and temporal variability such that they can be easily produced by conventional methods, while other solutions produce their own signals without possibility of variation. For example, they could be the same voltage signals that the magnetic field meters themselves used in magnetoencephalography delivered as output, so that the phantom reproduce to some extent magnetic signals real brain
- Las invenciones conocidas necesitan utilizar fluidos salinos que se evaporan, que pueden resultar corrosivos y que, en general, dificultan la manipulación del dispositivo en general, y de los generadores de campo magnético en particular. La presente invención no utiliza fluidos, sino que utiliza una cabeza fantoma con materiales plásticos, transparente desde el punto de vista electromagnético.- Known inventions need to use saline fluids that evaporate, which can be corrosive and which, in general, make it difficult to manipulate the device in general, and magnetic field generators in particular. The The present invention does not use fluids, but uses a head phantom with plastic materials, transparent from the point of electromagnetic sight
- Existe una necesidad de ajustar la posición del fantoma esférico en el interior del volumen sensible, que no es nunca esférico, para garantizar la repetibilidad de las pruebas. La presente invención aporta una solución, pues el fantoma es elaborado a partir de un vaciado del recinto sensible, lo que permite su colocación con una mayor repetibilidad.- There is a need to adjust the position of the spherical phantom inside the sensitive volume, which is not never spherical, to ensure the repeatability of the tests. The This invention provides a solution, since the phantom is made from an emptying of the sensitive enclosure, which allows its placement with greater repeatability.
- Otro problema es la posibilidad de ubicación de los actuadores de forma discrecional en cualquier punto del volumen sensible, incluida la superficie límite de éste. El fantoma que la presente invención propone está construido por apilamiento de rodajas axiales mediante ejes de nylon, cada una con doble rejilla de orificios cilíndricos para colocación de los actuadores (una en cada cara). Se retiran las rodajas coincidentes con la ubicación de los actuadores de forma que éstos puedan ser fijados en los orificios de las rodajas adyacentes, con la orientación en el plano que se desee. El resto de rodajas se fija mediante tuercas. Si el lugar deseado no coincide con uno de los previstos verticalmente, es posible recolocar la posición de las rodajas hasta que los lugares de inserción sean los adecuados desplazando las tuercas. Por tanto, los generadores de campo magnético (9) son regulables en altura, ya que la altura se selecciona mediante tuercas que fijan las rodajas a los ejes transversales a éstas.- Another problem is the possibility of location of the actuators at its discretion at any point in the sensitive volume, including its boundary surface. The phantom that the present invention proposes is built by stacking axial slices using nylon shafts, each with double grid of cylindrical holes for actuator placement (one on each face). The slices matching the location of the actuators so that they can be fixed in the holes of the adjacent slices, with the orientation in the desired plane. The rest of the slices are fixed using nuts. If the desired location does not match one of the planned vertically, it is possible to reposition the position of the slices until that the insertion sites are adequate by displacing the nuts Therefore, the magnetic field generators (9) are adjustable in height, since the height is selected by nuts that fix the slices to the transverse shafts to them.
- Existe la necesidad de definición instantánea de la orientación espacial del dipolo magnético. La presente invención lo soluciona mediante tres bobinas colocadas en forma de diedro y ocupando un volumen total pequeño; las corrientes que circulan por las tres bobinas son tales que la suma de los campos magnéticos que cada una produce da lugar a un campo magnético fijo en el espacio, con orientación arbitraria, y variación temporal determinada por la señal entrante al fantoma. Las tres corrientes se generan mediante un circuito eléctrico analógico que induce retardos, proporcionales a los dos ángulos que definen la orientación y realiza varias sumas de señales intermedias. Si en lugar de tres bobinas se colocan dos, se obtiene una definición de la orientación restringida al plano definido por las dos direcciones de los ejes de esas bobinas.- There is a need for instant definition of the spatial orientation of the magnetic dipole. The present invention solves it by means of three coils placed in the form of dihedral and occupying a small total volume; the currents that circulating through the three coils are such that the sum of the fields magnetic that each produces gives rise to a fixed magnetic field in space, with arbitrary orientation, and temporal variation determined by the incoming signal to the phantom. The three streams are generated by an analog electrical circuit that induces delays, proportional to the two angles that define the orientation and performs several intermediate signal sums. Yes in instead of three coils two are placed, you get a definition of the orientation restricted to the plane defined by the two shaft directions of those coils.
- Existe una necesidad de definición del dipolo magnético con suficiente aproximación -a un dipolo ideal. La presente invención lo soluciona. Para ello las bobinas deben tener un número de vueltas suficientemente grande como para que el efecto de bordes debido a las conexiones de la bobina con el cable bifilar, a través del cual llega la corriente que la alimenta, sea pequeño, lo que, por otro lado, obliga a corrientes muy débiles; se alcanza un compromiso técnico razonable entre el grado de idealidad necesario y la intensidad de corriente mínima exigible no utilizando menos de seis vueltas.- There is a need for dipole definition magnetic with sufficient approximation - to an ideal dipole. The This invention solves it. For this, the coils must have a number of turns large enough for the effect of edges due to the coil connections with the two-wire cable, through which the current that feeds it comes, be small, which, on the other hand, forces very weak currents; is reached a reasonable technical commitment between the degree of ideality required and the required minimum current intensity not using less than six laps
- Existe la necesidad de producir variaciones temporales de la intensidad del dipolo magnético con suficiente relación señal a ruido. Para ello en la presente invención la señal inicial en tensión es atenuada y convertida a señal en corriente mediante tres etapas. La corriente final debe ser tanto más débil cuantas más vueltas tenga la bobina, y, como consecuencia, menos ruido debe introducir la electrónica que produce esta corriente para garantizar una relación señal a ruido adecuada. Se alcanza un compromiso técnico razonable entre calidad exigible a la electrónica de atenuación y atenuación necesaria si no se superan las nueve vueltas.- There is a need to produce variations Temporary magnetic dipole intensity with sufficient Signal to noise ratio. For this in the present invention the signal Initial voltage is attenuated and converted to current signal through three stages. The final current must be so much weaker the more turns the coil has, and, as a consequence, less noise must introduce the electronics that produces this current to ensure an adequate signal to noise ratio. It reaches a reasonable technical commitment between quality demanded from electronics of attenuation and attenuation necessary if they do not exceed nine laps
- Existe también la necesidad de validar y calibrar métodos algorítmicos para cálculo de determinadas figuras de mérito de los denominados "modelos de sincronización neuronal" utilizados para análisis de señales magnetoencefalográficas. La presente invención lo soluciona de forma que utilizando varios generadores de campo de una, dos o tres bobinas ubicados en puntos diferentes del fantoma se producen campos magnéticos de intensidad y dirección variantes en tiempo. Éstos deben guardar sincronía en sus variaciones temporales con retardos de acuerdo a las reglas que dichos modelos intentan encontrar. En la medida en que modelos a probar encuentren, a partir de las señales magnéticas recogidas por el equipo de magnetoencefalografía, los dipolos magnéticos realmente operantes y sus variaciones, será validado el modelo en cuestión.- There is also a need to validate and calibrate algorithmic methods to calculate certain figures of merit of the so-called "synchronization models neuronal "used for signal analysis magnetoencephalographic The present invention solves it by so that using several one, two or three field generators coils located at different points of the phantom are produced magnetic fields of varying intensity and direction in time. These should keep synchronized in their temporary variations with delays according to the rules that these models try find. To the extent that models to be tested find, from the magnetic signals collected by the team of magnetoencephalography, really operating magnetic dipoles and its variations, the model in question will be validated.
La presente invención permite controlar la generación de campos magnéticos con características de dirección, orientación, ancho de banda y relación señal a ruido adecuadas a su uso, consiguiendo. la orientación espacial arbitraria del vector del campo magnético.The present invention allows controlling the generation of magnetic fields with address characteristics, orientation, bandwidth and signal to noise ratio appropriate to your use, getting. the arbitrary spatial orientation of the vector of magnetic field.
La invención se refiere a un fantoma multicanal de de dipolos magnéticos orientables para magnetoencefalografía de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.The invention relates to a multichannel phantom of adjustable magnetic dipoles for magnetoencephalography of according to claim 1. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.
El fantoma comprende un soporte físico (que es la cabeza del fantoma), unos actuadores (que son los tripletes de bobinas generadoras de campo magnético) y una electrónica que alimenta a los actuadores. Un canal es el conjunto de los actuadores y la electrónica que los alimenta.The phantom comprises a physical support (which is the head of the phantom), some actuators (which are the triplets of magnetic field generating coils) and an electronics that Feed the actuators. A channel is the set of actuators and the electronics that feed them.
Por tanto, el fantoma comprende:Therefore, the phantom includes:
- una cabeza simulada, la cabeza del fantoma, dividida en porciones horizontales, que dispone de un orificio para el guiado de cables que llevan las señales de excitación hasta los generadores de campo magnético y una pluralidad de alojamientos encargados de alojar los tornillos de fijación de las porciones horizontales, disponiendo cada porción horizontal en al menos una de sus superficies horizontales de una pluralidad de agujeros para la fijación de los generadores de campo magnético;- a simulated head, the head of the phantom, divided into horizontal portions, which has a hole for the guidance of cables that carry the excitation signals to the magnetic field generators and a plurality of housings responsible for housing the portion fixing screws horizontal, arranging each horizontal portion in at least one of its horizontal surfaces of a plurality of holes for the fixing of magnetic field generators;
- una pluralidad de generadores de campo magnético, uno por cada canal del fantoma. Un canal es la generación de un dipolo magnético orientado espacialmente: según el número de bobinas podemos tener dos grados de libertad en la orientación (tres bobinas), un grado de libertad (dos bobinas) o ningún grado de libertad (una bobina). El actuador es el conjunto de las bobinas de un canal, pero el canal comprende también todo el resto de elementos electrónicos, cableado, etc. para hacer posible el dipolo magnético. Cada generador de campo magnético comprende tres bobinas colocadas sobre un soporte en las direcciones de unos ejes coordenados (z,y,x), disponiendo de un vástago inferior que parte del soporte para su fijación en un agujero de una porción horizontal de la cabeza simulada, pudiendo alinearse el generador horizontalmente con respecto a dicha porción horizontal, y estando cada una de las bobinas excitada por una señal de corriente excitadora (B_{z}(t), B_{y}(t), B_{x}(t)), produciendo la bobina opuesta al vástago inferior la componente vertical z del dipolo magnético, y produciendo las otras dos bobinas las componentes (x,y) en el plano de la porción horizontal.- a plurality of field generators magnetic, one for each phantom channel. A channel is the generation of a spatially oriented magnetic dipole: according to the number of coils we can have two degrees of freedom in the orientation (three coils), a degree of freedom (two coils) or no degree of freedom (a coil). The actuator is the set of the coils of a channel, but the channel also includes all the rest of electronic elements, wiring, etc. to make possible the magnetic dipole Each magnetic field generator comprises three coils placed on a support in the directions of some coordinate axes (z, y, x), having a lower stem that part of the support for fixing in a hole of a portion horizontal of the simulated head, the generator being able to align horizontally with respect to said horizontal portion, and being each of the coils excited by a current signal exciter (B_ {z} (t), B_ {y} (t), B_ {x} (t)), producing the coil opposite the stem lower the vertical component z of the magnetic dipole, and producing the other two coils the components (x, y) in the plane of the horizontal portion.
Los agujeros para la fijación de los generadores de campo magnético forman preferiblemente una doble rejilla (una en cada cara de la porción horizontal) en las direcciones coordenadas (x,y,z).Holes for fixing generators magnetic field preferably form a double grid (one in each face of the horizontal portion) in the coordinate directions (X and Z).
El fantoma comprende preferentemente una pluralidad de acondicionadores de señal para obtener, a partir de una señal de tensión de entrada, la señal de corriente excitadora (BZ(t), BY(t), Bx(t)) debidamente acondicionada.The phantom preferably comprises a plurality of signal conditioners to obtain, from an input voltage signal, the exciter current signal (BZ (t), BY (t), Bx (t)) properly conditioned.
Cada acondicionador de señal puede comprender:Each signal conditioner can understand:
- un transformador de la tensión de entrada;- a transformer of the input voltage;
- un circuito alimentado con baterías encargado de producir una corriente proporcional a la tensión de salida del transformador;- a circuit powered by charged batteries of producing a current proportional to the output voltage of the transformer;
- un transformador de corriente, cuya señal de salida alimenta la bobina correspondiente del generador de campo magnético.- a current transformer, whose signal of output feeds the corresponding field generator coil magnetic.
El fantoma comprende preferiblemente un módulo orientador del dipolo magnético, configurado para obtener la señal de tensión de entrada de los acondicionadores de señal a partir de una señal de entrada B_{o}(t) correspondiente al módulo de la señal de salida de dicho módulo orientador, y de unos mandos de control configurados para seleccionar los ángulos cenital (\varphi) y acimutal (\vartheta) que determinan la orientación de la dirección del dipolo magnético en el plano horizontal.The phantom preferably comprises a module magnetic dipole orientator, configured to obtain the signal input voltage of signal conditioners from an input signal B_ {o} (t) corresponding to the module the output signal of said orientation module, and of some controls of control configured to select zenith angles (\ varphi) and azimuthal (\ vartheta) that determine the orientation of the direction of the magnetic dipole in the horizontal plane.
También el fantoma comprende preferentemente una pluralidad de conmutadores encargados de seleccionar la señal de tensión de entrada de los acondicionadores de señal entre una de las siguientes:Also the phantom preferably comprises a plurality of switches responsible for selecting the signal of input voltage of signal conditioners between one of the following:
- la señal de salida del módulo orientador;- the output signal of the guidance module;
- una señal (Bi_{z}(t), Bi_{y}(t), Bi_{x}(t)) externa al fantoma.- a signal (Bi_ {z} (t), Bi_ {y} (t), Bi_ {x} (t)) external to the phantom.
Las porciones horizontales donde se ubican los generadores de campo magnético pueden ser regulables en altura. La altura se selecciona preferentemente mediante tuercas que fijan las rodajas a los ejes transversales a éstas.The horizontal portions where the Magnetic field generators can be height adjustable. The height is preferably selected by nuts that fix the slices to the transverse axes to these.
Las bobinas de los generadores de campo magnético preferentemente tienen al menos seis vueltas y no más de nueve vueltas.The coils of the field generators magnetic preferably have at least six turns and no more than nine laps
La cabeza simulada está fabricada preferiblemente en materiales plásticos de permeabilidad magnética unidad.The simulated head is manufactured preferably in plastic magnetic permeability materials unity.
La cabeza simulada del fantoma tiene forma que se adapta al volumen sensible del equipo de magnetoencefalografía en que vaya a ser utilizado.The simulated head of the phantom has a shape that adapts to the sensitive volume of the magnetoencephalography equipment in which it will be used.
El soporte sobre el que se colocan las bobinas de cada generador de campo magnético es preferentemente un cubo de madera u otro material de similares propiedades magnéticas.The support on which the coils are placed of each magnetic field generator is preferably a cube of wood or other material with similar magnetic properties.
Las señales de corriente excitadora (B_{Z}(t), B_{Y}(t), B_{x}(t)) de cada generador de campo magnético pueden ser generadas mediante un ordenador dotado con una tarjeta para generación de señales analógicas.The exciter current signals (B_ {Z} (t), B_ {Y} (t), B_ {x} (t)) of each magnetic field generator can be generated by a computer equipped with a card for signal generation analog
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.
La Figura 1 muestra de manera esquemática la cabeza del fantoma.Figure 1 schematically shows the head of the phantom
La Figura 2 muestra una vista en planta de la cabeza del fantoma.Figure 2 shows a plan view of the head of the phantom
Las Figuras 3A y 3B representan, respectivamente, una vista en perfil y una vista en alzado del laminado de la cabeza del fantoma.Figures 3A and 3B represent, respectively, a profile view and an elevation view of the laminated the head of the phantom.
La Figura 4 muestra un esquema de una posible rejilla para la colocación de los generadores triaxiales en una rodaja.Figure 4 shows a schematic of a possible grid for the placement of triaxial generators in a slice.
La Figura 5 muestra una vista en diédrica de un generador de campo magnético.Figure 5 shows a dihedral view of a magnetic field generator.
La Figura 6 muestra la electrónica de un canal del fantoma.Figure 6 shows the electronics of a channel of the phantom.
La Figura 7 representa un circuito orientador del dipolo magnético.Figure 7 represents an orientation circuit of the magnetic dipole.
La Figura 8 muestra los módulos electrónicos de los desfasadores variables de la figura 7.Figure 8 shows the electronic modules of the variable phase shifters in figure 7.
La Figura 9 muestra los módulos electrónicos de los desfasadores fijos de la figura 7.Figure 9 shows the electronic modules of the fixed phase shifters of figure 7.
La Figura 10 muestra los módulos electrónicos de los sumadores de la figura 7.Figure 10 shows the electronic modules of the adders of figure 7.
La Figura 11 muestra un módulo electrónico del acondicionador de señal de la figura 6.Figure 11 shows an electronic module of the signal conditioner of figure 6.
La presente invención consiste en un sistema simulador de la actividad magnética cerebral. Genera campos magnéticos de intensidad, posición, orientación y variación temporal dentro de los márgenes en los que se encuentran los producidos de forma natural por el cerebro. La variabilidad temporal de dichos campos depende de las señales excitadoras del fantoma, aunque no producidas por éste.The present invention consists of a system Brain magnetic activity simulator. Generate fields magnetic intensity, position, orientation and variation temporary within the margins in which the produced naturally by the brain. Variability temporal of these fields depends on the exciter signals of the fantastic, although not produced by it.
Mediante la electrónica interna del sistema se obtienen las corrientes adecuadas para generar dicho campo a partir de las señales excitadoras. Gracias a un sistema de triple eje de bobinas se puede generar el vector del campo magnético en cualquier punto del volumen del fantoma, aunque restringido a la rejilla de alojamientos previamente mecanizados en éste. Mediante el uso de retardadores de la señal excitadora y algunos circuitos adicionales se generan las señales que alimentan las bobinas, cuyos campos magnéticos correspondientes equivalen a las componentes tridimensionales del dipolo magnético final. La suma vectorial en el espacio de estas tres componentes determina la orientación final del vector magnético, así como sus otras características.Through the system's internal electronics, they obtain the adequate currents to generate said field from of the exciting signals. Thanks to a triple axis system coils the magnetic field vector can be generated in any point of the volume of the phantom, although restricted to the grid of previously mechanized housings in this one. Through the use of exciter signal retarders and some additional circuits the signals that feed the coils are generated, whose fields corresponding magnetic equals the components three-dimensional final magnetic dipole. The vector sum in the space of these three components determines the final orientation of the magnetic vector, as well as its other characteristics.
Un fantoma (castellanización de la expresión inglesa phantom) es un objeto que permite emular materialmente alguna parte del cuerpo humano o algún tejido humano para un propósito médico. Así un fantoma para magnetoencefalografía emula la actividad magnética generada por el cerebro humano de forma que las señales recogidas por un equipo de magnetoencefalografía a partir del funcionamiento de dicho fantoma guarden una similitud suficiente con las que se obtendrían con un cerebro humano vivo. La suficiencia proviene del propósito para que el que se construye el fantoma. El objetivo de muchos fantomas se limita a permitir validar el funcionamiento de equipos médicos ayudando a detectar posible fallos. En la presente invención el objetivo del fantoma es proporcionar señales de complejidad suficiente para que poder poner a prueba ciertos algoritmos diseñados para tratar las señales magnetoencefalográficas. En concreto se trata de ayudar al diseño de dichos algoritmos para que pueda establecer la ubicación física de las fuentes principales de actividad cerebral y su coherencia: estas fuentes serán los actuadores y, en principio, no se precisan más de tres fuentes distintas, o canales, correlacionadas. El fantoma multicanal propuesto se compone de las siguientes partes principales:A phantom (Castilianization of the English expression phantom ) is an object that materially emulates some part of the human body or some human tissue for a medical purpose. Thus, a magnetoencephalography phantom emulates the magnetic activity generated by the human brain so that the signals collected by a magnetoencephalography team from the operation of said phantom are sufficiently similar to those obtained with a living human brain. Sufficiency comes from the purpose for which the phantom is built. The goal of many symptoms is limited to allow the validation of the operation of medical equipment helping to detect possible failures. In the present invention, the objective of the phantom is to provide signals of sufficient complexity so that certain algorithms designed to treat magnetoencephalographic signals can be tested. Specifically, it is about helping to design these algorithms so that you can establish the physical location of the main sources of brain activity and their coherence: these sources will be the actuators and, in principle, no more than three different sources, or channels are needed. , correlated. The proposed multichannel phantom is composed of the following main parts:
- \bullet?
- cabeza simulada del fantoma (figuras 1 a 4), simulated phantom head (Figures 1 to 4),
- \bullet?
- generadores de campo (figura 5), field generators (figure 5),
- \bullet?
- electrónica de definición de la orientación de los dipolos magnéticos (figuras 6 a 10) y electronic definition of the orientation of the magnetic dipoles (figures 6 to 10) and
- \bullet?
- electrónica de obtención de las corrientes excitadoras (acondicionadores) (figura 11) electronic procurement of exciter currents (conditioners) (figure 11)
Los generadores se alojan en la cabeza simulada,
mientras que los subsistemas electrónicos se alojan en una cajá de
dimensiones adecuadas. Las señales excitadoras no son generadas por
el fantoma sino que deben ser introducidas en éste, conectando con
la caja, desde otro sistema en forma de variaciones de tensión en
un margen de (-2,2) [V], con impedancia de salida igual o mayor de
50 \Omega y un ancho de banda de (1,1000) [Hz]. Cada canal
consta de tres señales generadoras de otras tantas componentes
coordenadas de un dipolo magnético, y consta, por tanto, de un
módulo de definición de ángulos, tres módulos de acondicionamiento
de corrientes excitadoras, y de un generador triaxial como mínimo.
La caja debe llevar tantas réplicas de un canal como se desee
instalar, teniendo un límite razonable en cuatro canales. En
efecto, por cada canal se necesitan tres cables para alimentar otras
tantas bobinas en la cabeza simulada del fantoma, lo que,
aumentando el número de canales puede hacer incómodo o imposible su
uso. Además, la caja debe permitir el conexionado de las fuentes de
señal con las entradas de cada canal (cuatro entradas por canal),
de estos con los generadores (tres por canal), tres conmutadores por
canal, y alojar baterías independientes por canal con sus
correspondientes diodos luminiscentes indicadores de nivel de
carga. También debe permitir la ubicación de los mandos
potenciométricos para selección de los ángulos de orientación de los
dipolos (cuatro por cada generador de campo triaxial que se quiera
ubicar en el fantoma). Si estas señales llegan a un único
generador, se puede orientar el dipolo correspondiente discrecional
e instantáneamente. Si, por el contrario, llegan a bobinas situadas
en generadores distintos, se tendrán dipolos fijos o móviles
dependiendo de la elección de conexiones que se haga y de cómo se
haga. Por su-
puesto, no es obligatorio utilizar todas las
señales de un canal, aunque ello restringe las funcionalidades del
equipo.The generators are housed in the simulated head, while the electronic subsystems are housed in a box of suitable dimensions. The exciter signals are not generated by the phantom but must be introduced into it, connecting with the box, from another system in the form of voltage variations in a range of (-2,2) [V], with equal output impedance or greater than 50 \ Omega and a bandwidth of (1,1000) [Hz]. Each channel consists of three generating signals of as many coordinate components of a magnetic dipole, and therefore, consists of an angle definition module, three conditioning modules of exciter currents, and a triaxial generator at least. The box must carry as many replicas of a channel as you wish to install, having a reasonable limit on four channels. In fact, three cables are needed for each channel to power as many coils in the simulated head of the phantom, which, by increasing the number of channels, can make their use uncomfortable or impossible. In addition, the box must allow the connection of the signal sources with the inputs of each channel (four inputs per channel), of these with the generators (three per channel), three switches per channel, and accommodate independent batteries per channel with their corresponding luminescent diodes charge level indicators. It must also allow the location of the potentiometric controls to select the orientation angles of the dipoles (four for each triaxial field generator that you want to place in the phantom). If these signals reach a single generator, the corresponding dipole can be oriented discretionary and instantaneously. If, on the other hand, they reach coils located in different generators, they will have fixed or mobile dipoles depending on the choice of connections made and how it is made. For his-
Since, it is not mandatory to use all the signals of a channel, although this restricts the functionalities of the equipment.
Con respecto a la cabeza del fantoma, se fabrica en primer lugar la cabeza simulada donde se alojan los generadores de campo magnético. Esta cabeza debe poder ser insertada muy ajustadamente en el casco o volumen sensible del equipo de magnetoencefalografía. De esta forma se garantiza la exactitud en la determinación de la posición de los dipolos magnéticos que se vayan a generar y de su orientación. Por tanto, la cabeza simulada debe ser realizada con un material de características adecuadas al uso del fantoma. Debe tener permeabilidad magnética unidad, poder ser mecanizado, y ser sumamente estable desde un punto de vista físico y químico. Preferiblemente se utiliza el poliuretano. Para realizar la cabeza de poliuretano se utilizan dos reactivos estándar. Dado que la reacción de polimerización del poliuretano es exotérmica, no se puede aplicar directamente sobre el volumen sensible de la máquina de magnetoencefalografía, porque, al ser de plástico, podría degradarse al alcanzar temperaturas elevadas.With respect to the head of the phantom, it is manufactured first of all the simulated head where the generators are housed of magnetic field. This head should be able to be inserted very tightly on the hull or sensitive volume of the equipment magnetoencephalography This ensures accuracy in the determination of the position of the magnetic dipoles that leave to generate and its orientation. Therefore, the simulated head must be made with a material with appropriate characteristics for use of the phantom. Must have magnetic permeability unit, can be mechanized, and be extremely stable from a physical point of view and chemical. Preferably the polyurethane is used. To do The polyurethane head uses two standard reagents. Dice that the polymerization reaction of the polyurethane is exothermic, not It can be applied directly to the sensitive volume of the magnetoencephalography machine, because, being plastic, it could Degrade on reaching high temperatures.
Por tanto es necesario reproducir el volumen sensible pero con un material que soporte el calor generado durante la polimerización. Para ello se realiza un molde de silicona, utilizando su adecuado catalizador, a partir del volumen del casco; la adherencia entre silicona y casco es nula garantizando así la integridad de éste. Con el molde de silicona se reproduce en escayola la cavidad que aloja el volumen sensible. Una vez endurecida la escayola, se puede verter directamente en su interior los reactivos. En pocos minutos ya se tiene la cabeza simulada de plástico, fácilmente extraíble rompiendo el molde de escayola. Una vez el vaciado se haya retirado del molde se puede proceder a su mecanización que consiste en cortarlo tantas veces como rodajas se deseen (en este caso 4, de 3 y 4,5 cm de espesor), y finalmente, realizar los taladros correspondientes a los tornillos pasantes y los orificios de la rejilla para colocar los generadores de campo (rejilla de 1 cm x 1 cm).Therefore it is necessary to reproduce the volume sensitive but with a material that supports the heat generated during polymerization For this a silicone mold is made, using its appropriate catalyst, from the hull volume; the adhesion between silicone and helmet is null thus guaranteeing the integrity of this one. With the silicone mold it reproduces in plaster the cavity that houses the sensitive volume. One time hardened plaster, can be poured directly inside reagents In a few minutes you already have the simulated head of Plastic, easily removable by breaking the plaster mold. A Once the emptying has been removed from the mold you can proceed to its mechanization that consists of cutting it as many times as slices are wish (in this case 4, 3 and 4.5 cm thick), and finally, perform the holes corresponding to the through screws and the holes of the grid to place the field generators (1 cm x 1 cm grid).
Por tanto, la cabeza simulada del fantoma, con forma aproximadamente de cabeza humana, debe ádaptarse a cada modelo de equipo de magnetoencefalografía en particular.Therefore, the simulated head of the phantom, with Approximately human head shape, should fit each Magnetoencephalography equipment model in particular.
En la Figura 1 se representa el orificio 3, preferiblemente cilíndrico vertical y centrado en la cabeza, de la cabeza simulada 1 del fantoma para permitir el acceso de los cables hasta los generadores de campo magnético y los alojamientos 2 de los tornillos de nylon que han de fijar las rodajas en que está dividido el fantoma. No aparecen los cortes en rodajas ni la rejillas de agujeros para fijación de generadores para mejorar la claridad del dibujo.The hole 3 is shown in Figure 1, preferably cylindrical vertical and head centered, of the 1 phantom head of the phantom to allow cable access to the magnetic field generators and housings 2 of the nylon screws to fix the slices on which it is Split the phantom. The slices or the slices do not appear hole grids for fixing generators to improve clarity of the drawing
La Figura 2 se muestra una vista en planta de la cabeza simulada 1 del fantoma. No aparece el mecanizado para alojamiento de los generadores de campo magnético. Este mecanizado puede ser hecho en función de necesidades concretas de uso del fantoma.Figure 2 shows a plan view of the 1 simulated head of the phantom. Machining does not appear for Magnetic field generators housing. This machining It can be done based on specific needs of use of the phantom
Las Figuras 3A y 3B representan, respectivamente, una vista en perfil y una vista en alzado del laminado de la cabeza simulada 1 del fantoma. Se muestra una realización de los cortes 4 para dividir el fantoma en rodajas o porciones horizontales 5 de forma que se facilite la ubicación de los generadores de campo magnético.Figures 3A and 3B represent, respectively, a profile view and an elevation view of the 1 phantom head laminate. It shows a making cuts 4 to divide the phantom into slices or horizontal portions 5 so as to facilitate the location of the magnetic field generators.
La Figura 4 muestra un esquema de una posible rejilla, en este caso una rejilla de 1 cm x 1 cm, para la colocación de los generadores triaxiales en una rodaja o porción horizontal 5. Los alojamientos o agujeros 7 para la fijación de los generadores de campo magnético son cilíndricos en métrica 3 (3 mm de diámetro) y atraviesan la rodaja. Las rejillas definen las direcciones coordenadas. En este caso, la abcisa (x) es la dirección con sentido positivo nuca a frente, la ordenada (y) es la dirección con sentido derecha a izquierda, y la cenital (z) es la dirección cuello a ápice, es decir, saliente de la figura.Figure 4 shows a schematic of a possible grid, in this case a grid of 1 cm x 1 cm, for the placement of triaxial generators in a slice or portion horizontal 5. Housings or holes 7 for fixing the Magnetic field generators are cylindrical in metric 3 (3 mm in diameter) and cross the slice. Grids define the coordinates addresses. In this case, the abcissa (x) is the positive direction in the back of the head, the ordinate (and) is the direction with right to left direction, and the zenith (z) is the neck to apex direction, that is, protruding from the figure.
\global\parskip0.880000\baselineskip\ global \ parskip0.880000 \ baselineskip
Con respecto a los generadores de campo, para fabricar un generador de dipolo magnético se procede a cortar un pequeño cubo de madera (7,5x7,5x7,5 mm^{3}) al que se le realiza un pequeño taladro en una de sus caras y se introduce una varilla de madera (en torno a 1 cm de longitud) de métrica 3. A continuación se adhieren en 3 de sus caras otras tantas bobinas formando un diedro. Las bobinas pueden ser comerciales, siempre que cumplan los requisitos en cuanto a tamaño, número de vueltas, grosor del hilo y ausencia de núcleo de ferrita u otros componentes metálicos o magnéticos en general. Los terminales de las bobinas se conectan mediante soldaduras de estaño a cables coaxiales de pequeña sección y de núcleo y malla de cobre o, preferentemente, aluminio puro. Estos cables salen de la cabeza simulada 1 del fantoma a través del orificio 3 (hueco cilíndrico practicado en su interior) hasta conectarse con el equipo electrónico que proporciona las corrientes a las bobinas, mediante conectores BNC.With respect to field generators, for manufacturing a magnetic dipole generator proceeds to cut a small wooden cube (7.5x7.5x7.5 mm3) to which it is made a small drill in one of its faces and a rod is introduced of wood (about 1 cm in length) of metric 3. Next adhere to 3 of its faces as many coils forming a dihedral The coils can be commercial, as long as they meet the requirements regarding size, number of turns, thread thickness and absence of ferrite core or other metal components or Magnetic in general. The coil terminals are connected by tin solders to small section coaxial cables and of copper core and mesh or, preferably, pure aluminum. These cables leave the simulated head 1 of the phantom through the hole 3 (cylindrical hollow inside) until connect with the electronic equipment that provides the currents to the coils, using BNC connectors.
La Figura 5 muestra una vista en diédrica de un generador de campo magnético 9. Está compuesto por tres bobinas (10a, 10b, 10c) en diedro colocadas sobre un soporte 11 preferiblemente en forma de cubo de madera o material de similares propiedades magnéticas y mecánicas, con un vástago inferior 12 para su fijación en un agujero o alojamiento 7 de una rodaja o porción horizontal 5. Las bobinas son cilíndricas. La bobina 10a opuesta al vástago produce la componente vertical del dipolo magnético, mientras que las otras dos (10b, 10c) producen las componentes en el plano de la rodaja 5. Al ser colocado el generador 9 debe cuidarse de que estas bobinas se alineen con las direcciones coordenadas (x,y,z) de la rodaja 5.Figure 5 shows a dihedral view of a magnetic field generator 9. It is composed of three coils (10a, 10b, 10c) in dihedral placed on a support 11 preferably in the form of a wooden cube or similar material magnetic and mechanical properties, with a lower stem 12 for fixing it in a hole or housing 7 of a slice or portion horizontal 5. The coils are cylindrical. The coil 10a opposite the stem produces the vertical component of the magnetic dipole, while the other two (10b, 10c) produce the components in the plane of the slice 5. When the generator 9 is placed it must take care that these coils align with the directions coordinates (x, y, z) of slice 5.
La Figura 6 muestra la electrónica de obtención
de la orientación de los dipolos magnéticos, esto es, la
electrónica de un canal del fantoma. Cada generador 9 será excitado
con tres señales temporales, B_{z}(t) B_{y}(t) y
B_{x}(t), en corriente, correspondientes respectivamente a
las tres bobinas 10a, 10b y 10c situadas en los ejes coordenados.
Estas señales pueden ser generadas mediante el circuito o módulo
orientador 15 del dipolo magnético, o provenir del exterior del
fantoma (señales (Bi_{z}(t), Bi_{y}(t),
Bi_{x}(t))), según la posición de tres conmutadores 16.
Antes de excitar a las bobinas (10a, 10b, 10c), son acondicionadas
para las bobinas concretas elegidas por unos acondicionadores de
señal 17. Por último, para producir las componentes del dipolo
magnético según coordenadas cartesianas, se utiliza una señal
B_{o}(t) correspondiente al módulo del vector final y unos
mandos de control 18, por ejemplo unos potenciómetros de
accionamiento manual, que seleccionan los ángulos cenital
(\varphi) y acimutal (\vartheta) que determinan la orientación
de la dirección del dipolo magnético. Las señales entrantes tienen
que ser variantes en el tiempo.Figure 6 shows the electronics for obtaining the orientation of the magnetic dipoles, that is, the electronics of a phantom channel. Each generator 9 will be excited with three time signals, B_ {z} (t) B_ {y} (t) and B_ {(t), in current, corresponding respectively to the three coils 10a, 10b and 10c located in the coordinate axes. These signals can be generated by the magnetic dipole circuit or module 15, or come from outside the phantom (signals (Bi_ {z} (t), Bi_ {y} (t), Bi_ {x} (t))) , according to the position of three switches 16. Before exciting the coils (10a, 10b, 10c), they are conditioned for the specific coils chosen by signal conditioners 17. Finally, to produce the magnetic dipole components according to Cartesian coordinates , a signal is used
B_ {o} (t) corresponding to the module of the final vector and control knobs 18, for example, manually operated potentiometers, which select the zenith (\ varphi) and azimuth (\ vartheta) angles that determine the direction of the direction of the magnetic dipole. The incoming signals have to be variants in time.
La Figura 7 muestra en detalle el circuito o
módulo orientador 15 del dipolo magnético de la figura 6. Cada
coordenada resulta de una secuencia de desfases de la señal
entrante, B_{o}(t) de acuerdo al esquema presentado. Las
distintas señales generadas son sumadas (módulos sumadores
\Sigmaa), \Sigmab)) para proporcionar las señales excitadoras
de las bobinas correspondientes según los ejes coordinados B_{x},
B_{y} y B_{z}. Estas señales verifican la siguiente
igualdad:
B_{o}^{2} = B_{x}^{2} + B_{y}^{2} +
B_{z}^{2}. El cambio de signo inicial cancela el cambio de
signo introducido por los sumadores realmente utilizados que
obviamente no seria necesario con sumadores que no cambiaran el
signo. El circuito utiliza desfasadores variables (-\varphi,
+\varphi, -\vartheta, +\vartheta) que son circuitos que
producen desfases de la señal en un ángulo variable -\varphi,
+\varphi -\vartheta ó +\vartheta, respectivamente, y
desfasadotes fijos (.,-./2), que son circuitos que producen desfases
fijos de la señal de 180º y 90º, respectivamente.Figure 7 shows in detail the guiding circuit or module 15 of the magnetic dipole of Figure 6. Each coordinate results from a sequence of mismatches of the incoming signal, B o (t) according to the scheme presented. The different generated signals are added (summing modules \ Sigmaa), \ Sigmab)) to provide the exciter signals of the corresponding coils according to the coordinated axes B_ {x}, B_ {y} and B_ {z}. These signals verify the following equality:
B_ {2} = B_ {2} + B_ {2} + B_ {z} 2. The initial sign change cancels the sign change introduced by the actually used adders that obviously would not be necessary with adders that did not change the sign. The circuit uses variable phase shifters (- \ varphi, + \ varphi, - \ vartheta, + \ vartheta) which are circuits that produce signal offset at a variable angle - \ varphi, + \ varphi - \ vartheta or + \ vartheta, respectively, and fixed phase shifts (., -. / 2), which are circuits that produce fixed 180 ° and 90 ° phase shifts, respectively.
La Figura 8 muestra los módulos electrónicos de los desfasadores variables (-\varphi, +\varphi, -\vartheta, +\vartheta) de la figura 7. Se utilizan los potenciómetros de accionamiento manual, mandos de control 18, para producir desfases entre 0º y 90º (módulos "-\vartheta" y "+\varphi" de la figura 7) o entre -90º y 0º grados (módulos "\vartheta" y "\varphi" de la figura 7). Para el ángulo cenital (\varphi), se utilizan dos potenciómetros idénticos. Su accionamiento debe producir variaciones opuestas en sus resistividades por lo que deben ser girados en sentidos opuestos. La graduación se fija por calibración y queda marcada en el dial de cada mando. Conviene que sean lineales y de valor entre 0 y 2 K\Omega para obtener las variaciones de fase ádecuadas. Para el ángulo acimutal (\vartheta), se utilizan dos potenciómetros dobles idénticos. De un potenciómetro doble se utiliza cada resistencia para cada uno de los dos módulos "+\vartheta" y del otro para los módulos "-\vartheta". La utilización de estos potenciómetros es análoga a los del ángulo acimutal.Figure 8 shows the electronic modules of the variable phase shifters (- \ varphi, + \ varphi, - \ vartheta, + \ vartheta) of Figure 7. The potentiometers of manual drive, control knobs 18, to produce offset between 0º and 90º (modules "- \ vartheta" and "+ \ varphi" of Figure 7) or between -90º and 0º degrees (modules "\ vartheta" and "\ varphi" of Figure 7). For the zenith angle (var), two identical potentiometers are used. its drive must produce opposite variations in their resistivities so they must be turned in opposite directions. The graduation is set by calibration and is marked on the dial of each command They should be linear and of value between 0 and 2 K \ Omega to obtain the appropriate phase variations. For him azimuth angle (\ vartheta), two potentiometers are used identical doubles. Of a double potentiometer each resistance for each of the two modules "+ \ vartheta" and of the other for the modules "- \ vartheta". The use of These potentiometers are analogous to those of the azimuthal angle.
La Figura 9 muestra los módulos electrónicos de los desfasadores fijos (.,-./2) de la figura 7, con esquemas eléctricos análogos a los desfasadotes variables pero sin potenciómetros variables para producir desfases a 90º y 180º (inversores).Figure 9 shows the electronic modules of the fixed phase shifters (., -. / 2) in figure 7, with diagrams electrical analogs to variable phase shifts but without variable potentiometers to produce 90º and 180º phase shifts (investors)
La Figura 10 representa los módulos electrónicos de los sumadores \Sigmaa y \Sigmab de la figura 7. Se utilizan sumadores sencillos que aplican ganancias ¼ y ½, y que invierten la suma, por lo que es necesaria la aplicación a la señal entrante al conjunto de un inversor (desfasador a 180º como el indicado anteriormente).Figure 10 represents the electronic modules of the adders \ Sigmaa and \ Sigmab of Figure 7. They are used simple adders that apply ¼ and ½ earnings, and that invest the sum, so the application to the incoming signal is necessary to the set of an inverter (180 ° phase shifter as indicated previously).
La Figura 11 muestra la electrónica de obtención de las corrientes excitadoras, esto es, el módulo electrónico del acondicionador de señal 17 de la figura 6. Está compuesto por tres etapas. Las señales en tensión son transformadas por un transformador 20 de relación 15.87 a 1, toroidal, en la primera etapa. Su salida excita la segunda etapa, compuesta por un circuito alimentado con baterías 21 encargado de producir una corriente proporcional a la tensión entrante. Esta corriente es inyectada a la tercera etapa compuesta por un transformador de altas prestaciones en cuanto a ruido y relación 1 a 100. La señal de salida alimenta la bobina correspondiente 10a, 10b ó 10c. En conjunto, el acondicionamiento proporciona en el ejemplo una relación de transformación tensión a campo magnético de 1.67 mV/fT.Figure 11 shows the procurement electronics of the exciter currents, that is, the electronic module of the signal conditioner 17 of figure 6. It is composed of three stages The voltage signals are transformed by a transformer 20 of ratio 15.87 to 1, toroidal, in the first stage. Its output excites the second stage, consisting of a circuit powered by batteries 21 responsible for producing a current proportional to the incoming voltage. This current is injected into the third stage consisting of a high transformer performance in terms of noise and ratio 1 to 100. The signal of output feeds the corresponding coil 10a, 10b or 10c. In together, the conditioning provides in the example a 1.67 voltage to magnetic field transformation ratio mV / fT.
Otras realizaciones particulares de la presente invención podrían ser:Other particular embodiments of this invention could be:
- Sustituir los mandos dobles para los retardadores por mandos únicos cambiando los circuitos analógicos, y, eventualmente, utilizando procesadores digitales de señal para optimizar la obtención de los retardos.- Replace the double controls for the retarders by single controls by changing analog circuits, and, eventually, using digital signal processors to optimize obtaining delays.
\global\parskip1.000000\baselineskip\ global \ parskip1.000000 \ baselineskip
- Sustituir la electrónica por software de modo que mediante un ordenador externo dotado de una tarjeta para generación de señales analógicas, se puedan producir todas las señales que alimentan la electrónica de generación de campos magnéticos. Este software puede incluir una interfaz para facilitar el uso para investigación o para test del equipo.- Replace electronics with software mode that through an external computer equipped with a card to analog signal generation, all the signals that feed field generation electronics magnetic This software may include an interface to facilitate use for research or for equipment testing.
- Eliminar completamente la necesidad de un ordenador externo incorporando un módulo de generación de señal sinusoidal simple en el rango de frecuencias entre 1 Hz y 2 KHz, parámetro controlado mediante un mando manual analógico externo tipo potenciométrico. La señal inicial alimentaría dos desfasadores como los utilizados en el invento, cada uno con desfasaje controlado mediante un mando manual analógico externo similar al anterior. Finalmente, las tres señales serían controladas en amplitud mediante tres mandos externos que regularían ésta independientemente entre 0 y 2 V para cada canal. Las tres señales alimentarían hasta tres canales, de modo que la orientación espacial de los dipolos magnéticos correspondientes se decide mediante sus correspondientes mandos, también independientemente.- Completely eliminate the need for a external computer incorporating a signal generation module Simple sinusoidal in the frequency range between 1 Hz and 2 KHz, parameter controlled by an external analog manual control type potentiometric The initial signal would feed two phase shifters as those used in the invention, each with controlled phase shifting by an external analog manual control similar to the previous one. Finally, the three signals would be controlled in amplitude through three external controls that would regulate it independently between 0 and 2 V for each channel. The three signals would feed up three channels, so that the spatial orientation of the dipoles corresponding magnetic is decided by their corresponding controls, also independently.
La presente invención se trata pues de un modelo de fantoma más elaborado que los existentes en el sentido, fundamentalmente, de que presenta una gran flexibilidad para definir pruebas para satisfacer las necesidades de distintos modelos de equipo MEG. En particular, la posibilidad de ubicar los dipolos magnéticos a lo largo de todo el volumen y de fijar su dirección arbitrariamente.The present invention is thus a model of phantom more elaborate than those existing in the sense, fundamentally, that it has great flexibility to define tests to meet the needs of different models MEG team. In particular, the possibility of locating the dipoles magnetic throughout the volume and set its direction arbitrarily.
Otras aplicaciones de la presente invención comprenden la ayuda al desarrollo de nuevos modelos y algoritmos para análisis e interpretación de las señales de magnetoencefalografía. En efecto, actualmente se está investigando mucho en teorías que establecen la sincronización de la actividad neuronal a lo largo del cerebro como proceso esencial en las tareas congnitivas. A partir de esas hipótesis, se desarrollan cálculos con las señales de MEG cuyos resultados son, o permiten determinar, las fuentes originarias de esas señales. Así, este sistema permite generar grupos de dipolos magnéticos con las características de variación temporal y espacial idóneos para crear casos de prueba para dichas teorías.Other applications of the present invention understand the development aid of new models and algorithms for analysis and interpretation of the signals of magnetoencephalography In effect, it is currently being investigated a lot in theories that establish the synchronization of the activity neuronal along the brain as an essential process in tasks congnitive From these hypotheses, calculations are developed with the MEG signals whose results are, or allow to determine, the original sources of those signals. Thus, this system allows generate groups of magnetic dipoles with the characteristics of Temporal and spatial variation suitable for creating test cases for these theories.
Claims (12)
B_{o}(t) correspondiente al módulo de la señal de salida de dicho módulo orientador (15), y de unos mandos de control (18) configurados para seleccionar los ángulos cenital (\varphi) y acimutal (\vartheta) que determinan la orientación de la dirección del dipolo magnético en el plano horizontal.5. Multichannel phantom of adjustable magnetic dipoles for magnetoencephalography according to any of claims 3-4, characterized in that it comprises an orientation module (15) of the magnetic dipole, configured to obtain the input voltage signal of the signal conditioners (17) a from an input signal
B_ {o} (t) corresponding to the module of the output signal of said orientation module (15), and of control knobs (18) configured to select the zenith (\ varphi) and azimuthal (\ vartheta) angles that determine the orientation of the direction of the magnetic dipole in the horizontal plane.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200802743A ES2319080B2 (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | MULTICHANNEL PHANTOMA OF ORIENTABLE MAGNETIC DIPOLES FOR MAGNETOENCEPHALOGRAPHY. |
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| ES200802743A ES2319080B2 (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | MULTICHANNEL PHANTOMA OF ORIENTABLE MAGNETIC DIPOLES FOR MAGNETOENCEPHALOGRAPHY. |
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| ES (1) | ES2319080B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04114631A (en) * | 1990-09-04 | 1992-04-15 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacture of solid fanthom |
| EP0504027A2 (en) * | 1991-03-15 | 1992-09-16 | Centro De Neurociencias De Cuba | Method and system for three-dimensional tomography of activity and connectivity of brain and heart electromagnetic waves generators |
| US5273038A (en) * | 1990-07-09 | 1993-12-28 | Beavin William C | Computer simulation of live organ |
| US20050228209A1 (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Robotic apparatus for targeting and producing deep, focused transcranial magnetic stimulation |
| US20070164739A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-19 | Clarke Geoffrey D | Methods and apparatus for measuring magnetic field homogeneity |
-
2008
- 2008-09-26 ES ES200802743A patent/ES2319080B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273038A (en) * | 1990-07-09 | 1993-12-28 | Beavin William C | Computer simulation of live organ |
| JPH04114631A (en) * | 1990-09-04 | 1992-04-15 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacture of solid fanthom |
| EP0504027A2 (en) * | 1991-03-15 | 1992-09-16 | Centro De Neurociencias De Cuba | Method and system for three-dimensional tomography of activity and connectivity of brain and heart electromagnetic waves generators |
| US20050228209A1 (en) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Robotic apparatus for targeting and producing deep, focused transcranial magnetic stimulation |
| US20070164739A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-19 | Clarke Geoffrey D | Methods and apparatus for measuring magnetic field homogeneity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2319080B2 (en) | 2009-09-22 |
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