本实用新型专利技术公开了一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，包括电源电路、控制电路和气体产生模块三个部分；其中，电源电路和气体产生模块分别与控制电路相连接；电源电路为控制电路供电；控制电路用于控制刺激气流的频率以及刺激通断时间；气体产生模块用于产生刺激人体的气流。与传统的脉冲刺激器相比，本实用新型专利技术具有结构简单，便于携带，组装方便等优点；特别适用于在强磁场下的刺激。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电路设计领域，涉及一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，主要用于在强磁场环境下完成对于人体不同触觉刺激。
技术介绍
脊髓损伤大脑感觉功能位点及功能连接的变化，对于判断患者的预后和指导相关治疗非常重要，2009年Wrigley等通过3T_fMRI研宄20例SCI患者(完全性胸髓横断，其中10例伴神经痛)证明SI区存在功能重组，且重组范围与神经痛的疼痛水平相关联并有显著性，提示针对逆转躯体感觉皮质重组的治疗方案可能具有治疗中枢性神经痛的可能。随着功能磁共振成像技术的进展，目前已有大量的研宄结果提示脊髓及其以上大脑区的功能重组都与脊髓损伤病人的后期功能恢复相关，但在感觉系统中尚无直接证据；如同光线、声音会在视网膜、耳膜接收后会在大脑视觉皮层或听觉皮层形成相应刺激，身体的其他感觉部位受到刺激后也会在大脑皮层相应区域形成刺激，在感觉部位刺激的实验中物理接触与振动是必不可少的，但是大多数的振动触觉刺激设备包含金属或者电子线路，不能够应用于强磁场环境下。
技术实现思路
针对上述传统的刺激器不能够满足在强磁场环境下工作，本技术的目的在于，给出一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，该脉冲刺激器能够在强磁场环境下刺激人体触觉敏感部位。为了实现上述任务，本技术采用如下技术方案予以解决:一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，包括电源电路、控制电路和气体产生模块三个部分；其中，电源电路和气体产生模块分别与控制电路相连接；电源电路为控制电路供电；控制电路用于控制刺激气流的频率以及刺激通断时间；气体产生模块用于产生刺激人体的气流。进一步的，所述电源电路将220V交流电转化为直流5V和直流12V，分别为控制电路中的重复循环定时时间继电器以及固态继电器供电。进一步的，所述控制电路包括依次相连接的重复循环定时时间继电器、振荡电路、放大电路、固态继电器和高频阀；所述固态继电器的输入端同时接12V电源。进一步的，所述振荡电路由多个555定时器连接构成。进一步的，所述放大电路包括ULN2803A芯片，振荡电路产生的5V脉冲振荡信号通过多个4.7k上拉电阻接入ULN2803A芯片。进一步的，所述固态继电器选用SSR固态继电器。进一步的，所述气体产生模块采用空气压缩机，经空气压缩机加压后的气体通过PVC软管将导通到人体用于刺激。与传统的脉冲刺激器相比，本技术具有结构简单，便于携带，组装方便等优点；特别适用于在强磁场下的刺激。【附图说明】图1是本技术的结构框图。图2是本技术的实施例的电路图。以下结合附图和【具体实施方式】对本技术进一步解释说明。【具体实施方式】本技术的设计思路是:建立磁共振感觉功能试验，首先要设计适合磁共振条件下的感觉刺激器。由于受到强磁场的影响一般的电子设备不能使用，因此我们利用可控气动刺激的方法来检测不同部位、强度等刺激与成像区域信号强弱的关系，通过对于嘴唇、手指等较敏感的部位刺激应用磁共振设备扑捉大脑皮层图像可以得到受刺激部位与大脑皮层的关系。本技术的用于磁共振设备下的脉冲刺激器，包括电源电路、控制电路和气体产生模块三个部分；其中，电源电路和气体产生模块分别与控制电路相连接。电源电路为控制电路供电；控制电路用于控制刺激气流的频率以及刺激通断时间；气体产生模块用于产生刺激人体的气流。本技术的三个部分的设计如下:第一部分:电源电路电源电路将220V交流电转化为直流5V和直流12V，分别为控制电路中的重复循环定时时间继电器以及固态继电器供电。第二部分:控制电路控制电路如图1所示，包括依次相连接的重复循环定时时间继电器、振荡电路、放大电路、固态继电器和高频阀。重复循环定时时间继电器用于控制气流刺激的通断，通断时间自行设置。振荡电路的结构如图2中所示，由多个(本实施例中取5个)555定时器按照典型接法连接构成；用于通过改变7脚、6脚接入电阻及2脚接入电容值来改变周期及占空比。其中，通过实验，发现5HZ的脉冲刺激能够捕获到清晰的大脑成像，因此选用5HZ的频率、占空比为 50% 的方波信号。根据公式 T = 0.693Rl+2R2)Ct = tl+t2 ；tl = 0.693 (R1+R2) Ct ；t2 = 0.693R2Ct ;根据参阅数据手册选择在5HZ频率下R1+2R2 = 1MΩ ；占空比50%要求Rl取值为O ;在实际电路中Rl为“O”电路将不能振荡，因此，在实际使用中选取R1、R2差值较大，可忽略Rl ;设计中取R2为10MQ，R1为4.7K Ω，经计算Ct为0.015 μ f。多个555定时器典型接法在555定时器的数据手册中有详细描述，见网址:http://wenku.baidu.com/link? url = toEogyXL99LGEJaBM0VmDoY09AsFkrclU3bxa-PilQ0Zk6RjFVikigloEi01qqRNDE3s70P2rUgg;rhXvgvjx4vnLUVV8u34Nximclhz5Tr7。由于振荡电路输出电流较小，不能够独立驱动后级电路，需要在振荡电路之后连接一个放大电路用于对脉冲振荡信号进行放大。放大电路包括ULN2803A芯片，振荡电路产生的5V脉冲振荡信号通过多个4.7k上拉电阻接入ULN2803A芯片。当然，放大电路也可以采用其他的常见放大电路，只要能够实现放大脉冲振荡信号即可。放大电路的输出端连接固态继电器，用于驱动固态继电器控制端；固态继电器的输入端同时接12V电源；固态继电器的输出端接高频阀。固态继电器选用SSR固态继电器。第三部分:气体产生模块气体产生模块采用空气压缩机，经空气压缩机加压后的气体通过PVC软管将导通到人体的嘴唇和手指附近用于刺激。5V脉冲振荡信号的高电平能够使固态继电器导通，低电平使固态继电器断开，固态继电器用于利用5V的脉冲信号控制12V电源的通断。因此，通过5V的脉冲信号的通断控制12V电源的通断，由于高频阀只能用12V控制，因此通过5V脉冲信号的高、低电平变化能够实现控制高频阀的开关，从而控制与高频阀相连接的气体产生模块中刺激气流的冲、停。本技术的工作原理:本技术中，通过PVC软管将经空气压缩机加压后的气体导通到人体的嘴唇和手指附近用于刺激，通过控制电路控制刺激气流的频率与刺激的通断时间；由于PVC软管与压缩空气均不含有铁磁性物质，因此可在强磁场环境下使用，不会影响图像采集过程。比如，在磁共振扫描SI序列时进行小拇指刺激，打开重复循环定时时间继电器，设置周期为60s ;导通和断开的时间分别为30s，只有在导通状态下后继电路才能正常工作；在重复循环定时时间继电器导通状态下，闭合振荡电路中五路中的任何一路；被闭合的任何一路开始工作震荡电路起振，产生脉冲信号，该脉冲信号经后级放大控制对应通路高频阀的通断，达到对于空气压缩机频率和通断时间的控制。【主权项】1.一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，其特征在于，包括电源电路、控制电路和气体产生模块三个部分；其中，电源电路和气体产生模块分别与控制电路相连接；电源电路为控制电路供电；控制电路用于控制刺激气流的频率以及刺激通断时间；气体产生模块用于产生刺激人体的气流。2.如权利要求1所述的用于磁共振设备下的脉冲刺激器，其特征在于，所述电源电路将220本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于磁共振设备下的脉冲刺激器，其特征在于，包括电源电路、控制电路和气体产生模块三个部分；其中，电源电路和气体产生模块分别与控制电路相连接；电源电路为控制电路供电；控制电路用于控制刺激气流的频率以及刺激通断时间；气体产生模块用于产生刺激人体的气流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张劲松，张敏刚，郑建民，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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