專利名稱：一種經(jīng)顱磁刺激裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)，特別是只基于Labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)的經(jīng)顱磁 刺激系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
經(jīng)顱磁刺激(TranscranialMagnetic Stimulation TMS)是Barker 等于 1985 年首先創(chuàng)
立的一種皮層刺激方法，具有無(wú)痛、無(wú)損傷、操作簡(jiǎn)便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，很快得到臨 床應(yīng)用。所謂“經(jīng)顱”是說(shuō)明磁信號(hào)可以無(wú)衰減地透過(guò)顱骨而刺激到大腦皮質(zhì)，實(shí)際應(yīng) 用中并不局限于頭腦的刺激，外周神經(jīng)肌肉同樣可以刺激，所以簡(jiǎn)單稱作“磁刺激”也可以。磁刺激是一種物理刺激形式，它是利用時(shí)變電流流入線圈，產(chǎn)生高強(qiáng)度時(shí)變脈 沖磁場(chǎng)，時(shí)變脈沖磁場(chǎng)在組織內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)和感生電流，感應(yīng)電流使某些可興奮組織 產(chǎn)生興奮的一種刺激方法。目前常用磁刺激的方法是通過(guò)電容器儲(chǔ)存電能，再通過(guò)線圈 放電，脈沖大電流通過(guò)線圈時(shí)形成強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生感生電場(chǎng)，從而達(dá)到刺激的目 的。目前公知的經(jīng)顱磁刺激儀，其控制部分基本是嵌入式的，其特點(diǎn)是不需要使用 專門的計(jì)算機(jī)，體積小，成本低，性能高，但其軟件開(kāi)發(fā)難，所用到的技術(shù)難度高，而 且對(duì)編程人的軟硬件基礎(chǔ)要求都很高，這樣很不利于用戶根據(jù)自定義使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于Labview的經(jīng)顱磁刺激裝置，其優(yōu)點(diǎn)是 操作方便，性能穩(wěn)定，可隨時(shí)根據(jù)需要修改或升級(jí)系統(tǒng)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)打印報(bào)告、數(shù)據(jù) 庫(kù)通信、軟件間互動(dòng)等多項(xiàng)附加功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的經(jīng)顱磁刺激裝置主要包括—高壓脈沖電源、一肌電采集裝置和一溫度測(cè)量裝置分別連接至一數(shù)據(jù)采集 卡；該數(shù)據(jù)采集卡連接至一微機(jī)；所述高壓脈沖電源與刺激線圈連接。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中高壓脈沖電源、肌電采集裝置和溫度測(cè)量裝置分 別通過(guò)一接線盒連接至數(shù)據(jù)采集卡，或直接與數(shù)據(jù)采集卡之間用數(shù)據(jù)線連接。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中刺激線圈由銅線繞制，繞制的形狀為圓形線圈、8 字型線圈、蝶形線圈或陣列線圈。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中肌電采集裝置為雙通道抗干擾肌電信號(hào)采集模 塊。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中接線盒為屏蔽式I/O接線盒。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中數(shù)據(jù)采集卡為PCI數(shù)據(jù)采集卡。[0015]所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中溫度測(cè)量裝置由溫度傳感器、保護(hù)電路和增益放 大電路組成；溫度傳感器為鉬金屬溫度傳感器，增益放大部分采用內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn) 算放大器。所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其中高壓脈沖電源包括有充電電源、控制電路和放電 開(kāi)關(guān)三部分。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)功能全面通過(guò)Labview軟件編程及參數(shù)定義控制高壓脈沖電源對(duì)線圈充放 電，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)顱磁刺激的單刺激、重復(fù)刺激、隨機(jī)刺激、序列刺激等多種模式，同時(shí)擁 有肌電信號(hào)采集功能，溫度報(bào)警功能，序列倒計(jì)時(shí)功能，以及病人信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理，病 人報(bào)告編輯和打印，遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)通信等多項(xiàng)附加功能；2)充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)作用有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，保證了儀器運(yùn)行速度和質(zhì) 量；3)由于系統(tǒng)基于Labview編程，在不改變硬件的情況下，僅通過(guò)改變軟件，即 可根據(jù)用戶新的需要實(shí)現(xiàn)新的功能，非常方便靈活，是相當(dāng)于軟件即硬件。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源電原理圖。圖4是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源EMI濾波和整流的電路原 理圖。圖5是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源全橋逆變模塊電路原理 圖。圖6是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源控制電路原理圖。圖7是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中肌電采集裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖8是圖7中信號(hào)放大部分的功能框圖。圖9是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中肌電采集裝置的電原理圖。圖10是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置基于Labview編程平臺(tái)的軟件操作界面。圖11是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置軟件操作流程圖。圖12是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中溫度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。圖13是本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置中溫度測(cè)量裝置電原理圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)是高壓脈沖電源1通過(guò)14根控制線與線圈2相連，高壓脈沖電源1、肌電采集裝 置3和溫度測(cè)量裝置8分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與接線盒4相接，接線盒4又通過(guò)線纜5與電腦主 機(jī)中的PCI數(shù)據(jù)采集卡6相連，PCI數(shù)據(jù)采集卡6與Labview軟件7相互通信實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型中的接線盒4可以不用，即可將高壓脈沖電源1、肌電采集裝置3和溫度測(cè)量裝置8與PCI數(shù)據(jù)采集卡6直接通過(guò)線纜(數(shù)據(jù)線)相連，共計(jì)數(shù)據(jù)線24根， 其中包括12根高壓控制線，測(cè)溫線路2根，肌電采集線2根，5V電壓2根，地線6根。本實(shí)用新型的高壓脈沖電源1主要由充電電源、控制電路和放電開(kāi)關(guān)三大部分 組成。其結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，其中圖2為本實(shí)施例的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電 源結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)施例的經(jīng)顱磁刺激裝置中高壓脈沖電源電原理圖。充電電源中，濾波和整流模塊連接一全橋逆變模塊的輸入端；該全橋逆變模塊 的輸出端通過(guò)一高頻變壓器升壓模塊連接濾波整流模塊，該整流模塊的輸出端連接儲(chǔ)能 電容。充電電源的輸出端連接至放電開(kāi)關(guān)的輸出入端；充電電源通過(guò)開(kāi)機(jī)信號(hào)、主電Ok 信號(hào)等11根信號(hào)線與控制電路相連；控制電路通過(guò)一根放電時(shí)鐘線連接至放電開(kāi)關(guān)。其中充電電源主要由EMI(低通)濾波和整流模塊(具體電路原理請(qǐng)參閱如圖4 所示)、全橋逆變模塊(具體電路原理圖如圖5a所示)、高頻變壓器升壓模塊(型號(hào)可采 用YD-PQ26/25、YD-G02)、濾波整流模塊(同圖4的整流模塊)和儲(chǔ)能電容(可以采用 2kv/luF的儲(chǔ)能電容)五個(gè)部分構(gòu)成。其中的全橋逆變模塊主要由四只IGBT功率模塊構(gòu) 成，四只IGBT分兩組(其中VTp VT2*—組，VT3、VT4為一組)導(dǎo)通閉合，從而控 制高頻變壓器的導(dǎo)通閉合。工作過(guò)程為220V的交流電經(jīng)過(guò)EMI濾波和整流模塊和全 橋逆變模塊后形成交流的方波信號(hào)，方波信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻變壓器升壓和濾波整流后就形成 了高壓的電壓信號(hào)，最后將獲得的高壓對(duì)儲(chǔ)能電容充電。放電開(kāi)關(guān)主要有兩個(gè)模塊構(gòu)成MDD95-16 二極管模塊和SKKT250/16E可控硅 整流模塊。其中可控硅模塊作為可控制的放電點(diǎn)開(kāi)關(guān)，二極管模塊作為放電開(kāi)關(guān)的保護(hù) 電路。二極管的2管腳接可控硅模塊的輸入端，3管腳接可控硅模塊的輸出端，1腳與觸 發(fā)板的控制端相連?？刂齐娐分饕山涌诎搴陀|發(fā)板組成，接口板主要是對(duì)進(jìn)入的外部控制信號(hào)和 充電電源模塊返回的信號(hào)通過(guò)TPL521光耦隔離器進(jìn)行隔離，之后輸出控制充電電源和放 電開(kāi)關(guān)以及反饋信號(hào)給控制端，以防止高壓脈沖對(duì)控制信號(hào)造成干擾，以致?lián)p壞控制電 路。接口板主要由端接器件和光耦組成，信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入端輸給光耦輸入端，經(jīng)光耦后輸 出給輸出端。觸發(fā)板主要由端接器件構(gòu)成，起信號(hào)僑聯(lián)的作用。接口板的控制信號(hào)從 CZ3輸出，并接入觸發(fā)板的輸入端(如圖6所示)。本實(shí)用新型的高壓脈沖電源的具體參數(shù)如下最大輸出電壓1.5KV;輸出電壓可變0-1.5KV(由外接0-10V電壓控制)；輸出電壓脈沖寬度280-400微秒(寬度由外接TTL信號(hào)控制)；輸出電壓脈沖頻率輸出電壓為0.6KV時(shí)100Hz，輸出電壓為1.5KV時(shí)15Hz (頻 率由外接TTL信號(hào)控制)；最大輸出脈沖串個(gè)數(shù)500個(gè)；兩個(gè)脈沖串之間的最短間隔3秒。本實(shí)用新型的線圈2由銅線繞制，根據(jù)繞制的形狀不同，可分為圓形線圈、8字 型線圈、蝶形線圈、陣列線圈等，根據(jù)不同的刺激需要，其尺寸也不盡相同，常用的圓 形線圈直徑為90mm，8字型線圈則為2*90mm?？刂凭€一端與繞制的銅線端口相接，另 一端與高壓脈沖電源相連，共14根。[0050]本實(shí)用新型的肌電采集裝置3為雙通道抗干擾肌電信號(hào)采集模塊，其各項(xiàng)參數(shù) 為放大倍數(shù)5000倍，分三檔；共模抑制比80分貝；導(dǎo)聯(lián)為雙導(dǎo)；前級(jí)為浮地；后級(jí) 為光電耦合；頻率響應(yīng)為2-2KHZ。圖7給出了本實(shí)用新型肌電采集裝置各部件連接結(jié)構(gòu)圖。肌電采集裝置主要由電極、信號(hào)放大部分(增益放大電路、增益控制電路、光 耦隔離器、陷波器)及信號(hào)采集系統(tǒng)組成。該采集裝置為雙通道，每個(gè)通道有3個(gè)電極， 分別為活動(dòng)電極、參考電極和地，用于采集人體的肌電信號(hào)，使用方法為公知技術(shù)。電 極通過(guò)數(shù)據(jù)線與信號(hào)放大部分電路相連。電極采集到的肌電信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大部分進(jìn)行放 大后，再通過(guò)信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集，采集方式可為公知的信號(hào)采集方法/技術(shù)，本實(shí) 施的信號(hào)放大部分與信號(hào)采集系統(tǒng)之間有4條數(shù)據(jù)線相連，2條為雙通道各自的信號(hào)線，
1條為地線，1條為電源線，4條數(shù)據(jù)線接到NI公司提供的接線盒上，接線盒再通過(guò)屏蔽 式線纜與計(jì)算機(jī)PCI卡相連，PCI卡與上層Labview軟件通信，采集肌電信號(hào)。圖8是圖7中信號(hào)放大部分的示意圖。圖9是本實(shí)施例的經(jīng)顱磁刺激裝置中肌電采集裝置的電原理圖。由于肌電裝置需要與人體直接接觸，所以對(duì)電源的要求比較嚴(yán)格，本實(shí)新型在 光耦隔離器TLP521之前的電路中的電源采用浮地電源Vf，光耦之后的電路采用實(shí)地電 源Vs，這樣就能阻斷外部干擾信號(hào)對(duì)微弱的肌電信號(hào)的干擾，提高整個(gè)電路的電磁兼容 性。同時(shí)在電路中采用了 TLP521光耦隔離器，將前端的肌電信號(hào)放大電路與后端的信號(hào) 采集電路充分地進(jìn)行光耦隔離，避免后端的高壓信號(hào)對(duì)前端電路造成影響，提高裝置的 高壓隔離度和抗高壓能力。請(qǐng)參閱圖8和圖9所示，本實(shí)施例的高增益信號(hào)放大電路中，采用了兩個(gè)低功耗 場(chǎng)效應(yīng)輸入的四運(yùn)算放大器LF444和兩個(gè)低噪聲高精度運(yùn)算放大器OP07。其中第一個(gè) LF444構(gòu)成第一級(jí)差分輸入單端輸出的高輸入阻抗的差分放大電路，差分出入電路能夠 提供很高的共模抑制比，有利于提高信號(hào)質(zhì)量。第二個(gè)LF444中的兩個(gè)運(yùn)放構(gòu)成了該電路的第二級(jí)主要增益控制電路，在每 個(gè)運(yùn)放的輸入端增加了撥段開(kāi)關(guān)，通過(guò)撥段開(kāi)關(guān)即可以調(diào)節(jié)電路的增益，也可以調(diào)節(jié) 電路的時(shí)間參數(shù)和電路的通帶范圍。該電路的最大可調(diào)增益為60dB，可調(diào)通帶范圍為 0-2KHz。經(jīng)過(guò)主要增益控制電路后，由OP07構(gòu)成的一個(gè)光隔離匹配器和帶零位調(diào)節(jié)的緩 沖器，之后再經(jīng)過(guò)光耦隔離器TLP521。光耦隔離器出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)由3個(gè)IuF電容、2個(gè)536K和1個(gè)267K電阻 構(gòu)成的50Hz陷波器。該陷波器能夠防止50HZ的工頻干擾，同時(shí)還具有低通濾波器的效
^ ο最后由陷波器出來(lái)的信號(hào)再經(jīng)OP07運(yùn)算放大器放大，并輸出給采集設(shè)備。本實(shí)用新型采用的運(yùn)算放大器LF444和OP07，以及光耦隔離器TLP521均為公 知的模塊。本實(shí)用新型接線盒4可采用美國(guó)國(guó)家儀器(Ni)公司推出的與PCI 6221卡配套的 接線盒，其型號(hào)為NISCB-68。NI SCB-68是一款屏蔽式I/O接線盒，可將I/O信號(hào)連 往配有68針連接端口的插入式數(shù)據(jù)采集(DAQ)設(shè)備(PCI 6221)。結(jié)合屏蔽式線纜時(shí)，
6SCB-68可提供堅(jiān)固且噪音極低的信號(hào)終端。本實(shí)用新型的線纜5為美國(guó)NI公司推出的與PCI 6221數(shù)據(jù)采集卡配套的屏蔽式 線纜，其型號(hào)為NI SHC68-68-EPM。NI SHC68-68-EPM可將NI公司68針X系列和M 系列設(shè)備連至68針附件，長(zhǎng)度分為0.5米、1米、2米、5米和10米，具有單獨(dú)屏蔽模擬 雙絞線，用于降低高速板卡的串?dāng)_。本實(shí)用新型的PCI數(shù)據(jù)采集卡6為美國(guó)NI公司提供的PCI 6221數(shù)據(jù)采集卡，其 相關(guān)參數(shù)為2路16位模擬輸出(頻率范圍833kS/s)，高達(dá)24路數(shù)字I/O; 32位計(jì)數(shù) 器；數(shù)字觸發(fā)，16路單端輸入(采樣率為250KS/S，最大電壓范圍士 10V)，關(guān)聯(lián)DIO(8 條時(shí)鐘線，IMHz)，NIST校準(zhǔn)認(rèn)證書以及70多個(gè)信號(hào)調(diào)理選項(xiàng)。本實(shí)用新型的Labview控制軟件7，是由美國(guó)國(guó)家儀器(Ni)公司研制開(kāi)發(fā)的。 Labview是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，類似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是Labview與其他計(jì)算機(jī) 語(yǔ)言的顯著區(qū)別是其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而Labview使 用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。本實(shí)用新型將Labview 軟件安裝在Windows操作系統(tǒng)下，該軟件通過(guò)與PCI 6221卡通信，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) 控制目的。圖10、11展示了本實(shí)用新型中經(jīng)顱磁刺激儀Labview軟件操作界面及操作流程 圖。本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置的工作原理，即Labview作為控制端控制高壓脈沖 電源充電、放電，通過(guò)在Labview軟件界面設(shè)定各種參數(shù)，以確定高壓脈沖電源輸出脈沖 的幅度、脈寬和頻率；高壓脈沖電源放電產(chǎn)生高壓脈沖或高壓脈沖串，高壓脈沖通過(guò)刺 激線圈產(chǎn)生強(qiáng)脈沖電流從而獲得強(qiáng)磁場(chǎng)，進(jìn)而在組織內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，達(dá)到刺激目的； 溫度測(cè)量裝置檢測(cè)線圈溫度，將溫度值反饋給Labview控制軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈溫度的實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。本實(shí)用新型的工作流程為PC機(jī)通過(guò)控制電路設(shè)置充電電源的參數(shù)，控制電源 將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并對(duì)儲(chǔ)能電容充電，同時(shí)充電電源通過(guò)控制電路返回相應(yīng)的狀 態(tài)給PC機(jī)，當(dāng)充電電源充電完成，它返回給PC機(jī)充電就緒的信號(hào)，此時(shí)PC機(jī)就可以通 過(guò)控制電路控制放電開(kāi)關(guān)將儲(chǔ)能電容中的電能釋放到線圈中。在此過(guò)程中，PC機(jī)還通過(guò) 控制電路時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線圈的狀態(tài)。本實(shí)用新型的經(jīng)顱磁刺激裝置包括以下功能刺激方式上有單刺激、重復(fù)刺激、隨機(jī)刺激、序列模式4項(xiàng)，其中參數(shù)包 含刺激強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間、脈沖個(gè)數(shù)、脈沖串個(gè)數(shù)、等待時(shí)間等六項(xiàng)；狀態(tài)顯示功能有線圈連接狀態(tài)顯示，高壓脈沖電源充電狀態(tài)顯示，線圈溫度 過(guò)高報(bào)警提示，重復(fù)刺激與隨機(jī)刺激刺激剩余倒計(jì)時(shí)顯示等；附加功能有病人信息登記及讀取(含數(shù)據(jù)庫(kù)管理)，病人治療及診斷報(bào)告打印 (含肌電圖、治療參數(shù)、治療效果分析等多項(xiàng))，以及遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)通信等。其中病人 治療及診斷報(bào)告是系統(tǒng)結(jié)合病人各種信息自動(dòng)生成的word文檔，操作者可根據(jù)自己需要 進(jìn)行編輯，方便易用。單刺激、重復(fù)刺激、隨機(jī)刺激和序列模式設(shè)計(jì)原理相通，都是通過(guò)各自界面設(shè) 定參數(shù)，控制NIPCI-6221板卡輸出數(shù)字脈沖信號(hào)，包括脈沖信號(hào)的頻率和幅值。利用NI PCI-6221板卡的Counter 0通道控制放電脈沖信號(hào)的輸出。單刺激為一次觸發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，重復(fù)刺激、隨機(jī)刺激和序列模式為一次觸發(fā) 多個(gè)脈沖信號(hào)，重復(fù)刺激頻率固定，隨機(jī)刺激每單次觸發(fā)一串脈沖信號(hào)的頻率為用戶設(shè) 定的頻率范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生，序列模式則為重復(fù)刺激的序列形式，即多個(gè)重復(fù)刺激的集合。單刺激、重復(fù)刺激、隨機(jī)刺激和序列模式通過(guò)設(shè)定放電強(qiáng)度參數(shù)，控制NI PCI-6221板卡輸出基準(zhǔn)電壓模擬信號(hào)，利用PCI-6221板卡的AO O通道控制基準(zhǔn)電壓信
號(hào)輸出。本實(shí)用新型的溫度測(cè)量裝置8，主要由溫度傳感器、保護(hù)電路和增益放大電路組 成。溫度傳感器采用了鉬金屬溫度傳感器PT100，增益放大部分采用了低功耗，具有內(nèi) 部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器LM358。此外，在增益放大電路的信號(hào)輸入端增加了防雷保 護(hù)電路，大大增強(qiáng)了溫度測(cè)量裝置的抗干擾能力。本實(shí)用新型的溫度測(cè)量裝置工作原理 是，溫度在0-100度變化時(shí)，當(dāng)溫度上升時(shí)，輸入差分電路的差分信號(hào)變大，放大電路 的輸出電壓相應(yīng)升高。本實(shí)用新型的溫度測(cè)量裝置其各部件連接關(guān)系圖如圖12，圖13是本實(shí)施例的電 原理圖。其中PT100置于線圈內(nèi)部，用于感應(yīng)線圈的溫度，感應(yīng)回來(lái)的信號(hào)經(jīng)增益放大 電路將信號(hào)發(fā)大后再送給信號(hào)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集。如果采用8字型線圈，則將PT100置 于8字型線圈的兩線圈交接處，與線圈一起由絕緣導(dǎo)熱硅橡膠灌封(數(shù)據(jù)線暴露在灌封的 線圈模塊的外面)。PT100通過(guò)普通連接線與增益放大電路相連，增益放大電路再通過(guò) 普通的連接線與信號(hào)采集系統(tǒng)相連。這個(gè)信號(hào)采集系統(tǒng)可以為公知的信號(hào)采集方式/技 術(shù)，本實(shí)施例的增益放大電路通過(guò)數(shù)據(jù)線與Labview的接線盒相連，接線盒再通過(guò)屏蔽式 線纜與計(jì)算機(jī)PCI卡相連，PCI卡與上層Labview軟件通信，采集溫度。肌電信號(hào)通過(guò) LF444差分放大模塊后信號(hào)放大，再進(jìn)入增益控制模塊，通過(guò)撥段開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路的時(shí)間 參數(shù)和電路的通帶范圍，對(duì)信號(hào)進(jìn)行增益控制；再通過(guò)光耦隔離器阻斷外部干擾信號(hào)對(duì) 微弱肌電信號(hào)的干擾，并避免后端的高壓信號(hào)對(duì)前端電路造成影響；最終通過(guò)濾波和運(yùn) 算放大將信號(hào)輸出給采集設(shè)備。由圖13可以看出本實(shí)用新型的基于Labview的經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)溫度測(cè)量裝置工 作原理，即溫度在0-100度變化時(shí)，當(dāng)溫度上升時(shí)，PT100的阻值變大，輸入差分電 路的差分信號(hào)變大，放大電路的輸出電壓AV相應(yīng)升高。PT100、R2、R3和R4組成傳 感器測(cè)量電橋，輸出差分信號(hào)，為了保證電橋輸出電壓的穩(wěn)定性，電橋的輸入電壓通過(guò) TL431穩(wěn)至2.5V。從電橋輸出的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)LM358雙運(yùn)放兩級(jí)放大之后輸入數(shù)據(jù)采 集卡。其中調(diào)節(jié)電位器R3能夠調(diào)整差分輸入信號(hào)的大小，通常用于調(diào)整零點(diǎn)。D1、 D2、D3和D4為并聯(lián)在PT100上的防雷保護(hù)電路，它們是由4個(gè)高壓瞬態(tài)抑制二極管 SMBJ18A組成，它們能有效地提高電路的抗沖擊能力。
權(quán)利要求1.一種經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，主要包括一高壓脈沖電源、一肌電采集裝置和一溫度測(cè)量裝置分別連接至一數(shù)據(jù)采集卡； 該數(shù)據(jù)采集卡連接至一微機(jī)； 所述高壓脈沖電源與刺激線圈連接。
2.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，高壓脈沖電源、肌電采集裝置 和溫度測(cè)量裝置分別通過(guò)一接線盒連接至數(shù)據(jù)采集卡，或直接與數(shù)據(jù)采集卡之間用數(shù)據(jù) 線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，刺激線圈由銅線繞制，繞制的 形狀為圓形線圈、8字型線圈、蝶形線圈或陣列線圈。
4.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，肌電采集裝置為雙通道抗干擾 肌電信號(hào)采集模塊。
5.如權(quán)利要求2所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，接線盒為屏蔽式I/O接線盒。
6.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)采集卡為PCI數(shù)據(jù)采集卡。
7.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，溫度測(cè)量裝置由溫度傳感器、 保護(hù)電路和增益放大電路組成；溫度傳感器為鉬金屬溫度傳感器，增益放大部分采用內(nèi) 部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器。
8.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激裝置，其特征在于，高壓脈沖電源包括有充電電 源、控制電路和放電開(kāi)關(guān)三部分。
專利摘要一種經(jīng)顱磁刺激裝置，主要包括一高壓脈沖電源、一肌電采集裝置和一溫度測(cè)量裝置分別連接至一數(shù)據(jù)采集卡；該數(shù)據(jù)采集卡連接至一微機(jī)的Labview控制軟件；所述高壓脈沖電源與刺激線圈連接。本實(shí)用新型通過(guò)Labview軟件控制高壓脈沖發(fā)生器作用于線圈，可實(shí)現(xiàn)磁刺激單脈沖，重復(fù)脈沖，隨機(jī)脈沖及序列脈沖多種刺激；通過(guò)溫度測(cè)量裝置與Labview軟件結(jié)合，可以采集線圈溫度并進(jìn)行報(bào)警控制；通過(guò)Labview軟件與肌電采集裝置結(jié)合，可以采集肌電信號(hào)；此外，本實(shí)用新型還包含數(shù)據(jù)庫(kù)管理，打印報(bào)告，遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)通信等多項(xiàng)附加功能，可廣泛用于精神科、神經(jīng)科及實(shí)驗(yàn)室作診斷治療之用。
文檔編號(hào)A61N2/04GK201799009SQ20102027012
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者夏偉杰, 許海田 申請(qǐng)人:香港腦泰科技有限公司