一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，包括USB—光纤转换盒、磁兼容光纤以及磁兼容经颅电刺激器三个部分。通过磁兼容光纤连接控制室计算机上的USB—光纤转换盒和磁兼容经颅电刺激器，实现与控制室计算机的双向通讯，进而可以在磁共振成像扫描室内进行经颅电刺激；磁兼容经颅电刺激器能输出

【技术实现步骤摘要】
一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置


[0001]本技术属于医疗器械
，尤其涉及一种磁兼容的经颅电刺激装置，是一种可在磁共振成像扫描室内使用的经颅电刺激装置。

技术介绍

[0002]经颅电刺激(transcranial electrical stimulation,tES)是目前广泛开展研究的一种神经调控技术，通过刺激装置将电流传给大脑，电流穿过脑部皮肤和骨骼等组织到达大脑皮层，在电流和电场的作用下，增强或抑制大脑皮层的活性，重塑神经网络功能，达到治疗神经系统疾病或改善神经功能障碍的目的。现如今经颅电刺激主要有：经颅直流电刺激(tDCS)、经颅交流电刺激(tACS)、经颅脉冲电刺激(tPCS)和经颅随机噪声电刺激(tRNS)等刺激方法，这些刺激方法主要是刺激电流形式不同，产生的效果也不尽相同。
[0003]随着医学技术的进步，为了进一步研究经颅电刺激技术的神经调控机制，很多科学实验将经颅电刺激技术和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术结合起来，一起探究相关作用机制，具体来说，在进行经颅电刺激实验的同时进行功能磁共振成像(function magnetic resonance imaging,fMRI)，这样可以测得经颅电刺激期间目标脑区的实时血氧变化，进而评估大脑皮层活性变化。在经颅脑刺激期间同时进行磁共振成像，目前一般的实现方法是：经颅电刺激装置位于控制室，通过电极导联线连接到滤波器，经过滤波器转换后的电极导线进入扫描室，导线尽头的刺激电极贴于被试对象刺激部位，进行经颅电刺激。还有一种基于无线通讯的方式，即磁兼容刺激器内置无线通讯模块，在核磁扫描的同时可以和扫描室内的磁兼容无线发射模块通过无线匹配连接，而无线发射模块经过电磁屏蔽和扫描室的控制单元有线通讯，进而实现核磁扫描期间的电刺激。
[0004]上述的两种方案都可以能实现高场强磁共振下的经颅电刺激协同磁共振成像的实验，但是第一种需要的电极导联线总长度非常大，耗费材料且难以布置安装，日常使用中导线一旦出现老化、断裂、接触不良等情况，难以排查及更换；此外，实际操作中，电刺激的电极是否和被试连接好，传统方式下需从控制室获取相关信息，不便在扫描室里面实时获取与调整，效率比较低下；另外，传统方案下使用的经颅电刺激装置本身置于控制室，刺激装置本身不具备磁兼容性，同时外部噪声容易通过电极导线或其他方式耦合进入刺激回路，影响最终的相关磁共振成像序列的扫描效果。第二种方法消除了长电极导联线可能带来的干扰，提高了操作的便携性。但扫描室内的磁兼容无线发射模块需经过严格的电磁屏蔽测试，前期安装复杂，操作要求高，同时一旦发生故障后维修成本高。
[0005]因此，一个前期安装简单、后期检修方便、信号传输稳定、无干扰、实用可靠的经颅电刺激装置在科学研究中具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，该装置可在磁共振扫描室内使用，解决目前经颅电刺激装置联合磁共振成像中出现的装置安装、检
修困难，施工难度高，可靠性不高等问题。
[0007]本技术解决其问题所采取的技术手段是，所述一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，主要包括USB—光纤转换盒、磁兼容光纤以及磁兼容经颅电刺激器三个部分。
[0008]所述USB—光纤转换盒与磁兼容刺激器通过磁兼容光纤连接，磁兼容刺激器的磁兼容电极导联线和磁兼容电极连接到被试头部刺激部位，所述磁兼容经颅电刺激器和磁兼容光纤位于磁共振成像扫描室内，USB—光纤转换盒位于控制室内和控制计算机相连。
[0009]所述USB—光纤转换盒和磁兼容光纤用于控制室计算机与扫描室内经颅电刺激器之间的双向通讯。通过光电转换的方式发送和接收信息，实现对经颅电刺激器的控制。
[0010]所述磁兼容经颅电刺激器用于实现在磁共振扫描室内实施经颅电刺激，具有以下特征：
[0011](1)具有信号发生模块，可输出最大电流强度为
±
2mA的电流，可实现直流电刺激、交流电刺激、脉冲电刺激、噪声电刺激功能；
[0012](2)具有电流及电极阻抗检测模块，实时检测各电极刺激通道的输出电流与电极接触阻抗；
[0013](3)具有通讯模块，接收应用软件的控制命令，发送刺激装置的工作状态参数，采用光纤通讯；
[0014](4)具有磁兼容保护模块，使刺激器在磁共振成像扫描室内磁干扰的环境下正常运行，且减少刺激器对磁共振成像扫描室磁场环境的干扰；
[0015](5)具有八个刺激通道，每个通道都可以用作刺激通道或返回通道。
[0016]相对于现有技术，本技术具有以下优点：(1)磁兼容的经颅电刺激装置可直接在磁共振扫描室内使用，操作便捷；(2)通过磁兼容光纤和USB—光电转换盒，实现控制室计算机与磁共振扫描室内的经颅电刺激装置双向通讯；(3)磁兼容的经颅电刺激装置安装、使用、检修的实用性、可靠性更高，对于科学问题的深入研究有重大意义。
附图说明
[0017]图1为本技术结构示意图。
[0018]图2为本技术中磁兼容经颅电刺激器模块图。
具体实施方式
[0019]本技术结合附图和实施例作进一步的说明。
[0020]实施例1
[0021]参见图1，为本技术的一种结构示意图，一种磁兼容的经颅电刺激装置，主要包括USB—光纤转换盒1、磁兼容光纤2以及磁兼容经颅电刺激器3三个部分。
[0022]控制室计算机与USB—光电转换盒1相连接，转换盒将电信号转成光信号，通过磁兼容光纤2传输到扫描室内的磁兼容经颅电刺激器3上，再经过刺激器内部信号转换，实现与控制室计算机的通讯连接。其中，磁兼容经颅电刺激器2放置于磁共振成像扫描室内五高斯线以外的区域，即磁通密度低于0.5mT的区域，进一步避免磁场的干扰。磁兼容经颅电刺激器3产生相关刺激模式的电流，通过磁兼容电极导联线和磁兼容电极施加于人体头部的
表面。由此，实现在磁共振成像扫描室内进行经颅电刺激，且刺激器与控制室计算机双向通讯。
[0023]参见图2，为本技术一种实例中的磁兼容经颅电刺激器的结构图，本技术中磁兼容经颅电刺激器3主要包括电流及电极阻抗检测模块31、主控模块32、信号发生模块33、电源管理模块34、光电通讯模块35以及磁兼容保护模块36六个部分，图中给出了各单元之间的连接关系，所述磁兼容保护模块36与所有其他模块连接，光电通讯模块35与主控模块32连接，信号发生模块33与主控模块32连接，电流及电极阻抗检测模块31与主控模块32连接，电流及电极阻抗检测模块31与信号发生模块33连接，信号发生模块33与磁兼容电极导联线连接。
[0024]电流及电极阻抗检测模块31用于实时地检测各个磁兼容电极的输出电流与电极接触阻抗；主控模块32用于实现刺激器的系统控制与数据处理传输，可以采用FPGA、单片机或其他处理器实现；信号发生模块33由DA转换电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，其特征在于，包括USB—光纤转换盒(1)、磁兼容光纤(2)以及磁兼容经颅电刺激器(3)三个部分，所述USB—光纤转换盒(1)与磁兼容经颅电刺激器(3)通过磁兼容光纤(2)连接，所述磁兼容光纤(2)和磁兼容经颅电刺激器(3)位于磁共振成像扫描室内。2.根据权利要求1所述的一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，其特征在于，所述USB—光纤转换盒(1)和磁兼容光纤(2)用于控制室计算机与扫描室内磁兼容经颅电刺激器(3)之间的双向通讯，通过光电转换的方式发送和接收信息，实现对磁兼容经颅电刺激器(3)的控制。3.根据权利要求1所述的一种采用光纤通讯的磁兼容经颅电刺激装置，其特征在于，所述磁兼容经颅电刺激器(3)用于实现在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明伟，王敏敏，张韶岷，陈光弟，陈卫东，张建民，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：