本申请公开一种用于磁刺激系统的冷却装置和磁刺激系统，包括线圈液冷环路、二次液冷环路和风冷换能装置。其中，二次液冷环路包括液体循环驱动装置、液体循环主管路和第一换能器；风冷换能装置包括设置在液体循环主管路上的散热片和风扇；线圈液冷环路包括线圈液循环驱动装置和线圈冷却循环管路，线圈冷却循环管路与空心金属管绕制而成的磁刺激线圈的管道互通，线圈冷却循环管路和液体循环主管路通过第一换能器进行热能交互。由于通过液冷的方式实现磁刺激线圈的空心金属管与线圈冷却循环管路的热能传递，使得的磁刺激线圈的散热速度更快、更安全，且不会对磁刺激线圈发射电磁信号形成屏蔽和干扰。号形成屏蔽和干扰。号形成屏蔽和干扰。
【技术实现步骤摘要】
一种用于磁刺激系统的冷却装置和磁刺激系统
[0001]本申请涉及磁刺激系统
，具体涉及一种用于磁刺激系统的冷却装置和磁刺激系统。
技术介绍
[0002]经颅磁刺激 (Transcranial Magnetic Stimulation，TMS) 是生物医学工程领域一项重要的技术，是一种基于脑部电场电磁感应原理通过高场强的脉冲电磁场可以穿透颅骨，作用于较深位置的神经组织，进行神经刺激和神经调节，且不需穿透皮肤安装装置，具有无创无痛等优点。用于TMS的磁场可以具有足以使神经元去极化的强度和密度，并且当重复施加TMS脉冲时，当选用的磁刺激的参数（频率、幅值、脉宽、脉宽梯度等）时，经颅磁刺激可以调节大脑皮层兴奋性，甚至在整个刺激期间都可以调节皮层的兴奋性。在过去的数十年中，TMS在研究各种神经系统和精神疾病的认知，脑行为关系和病理生理学方面的应用迅速增加。
[0003]MST(Magnetic Seizure Therapy，MST)是指使用重复经颅磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation ，rTMS）有意诱导用于治疗目的的癫痫发作。因此，用于MST的设备比在rTMS中使用的设备的输出功能需要更强大，因为需要MST触发设备能够在高频下维持长时间的串刺激，以便在病人完全麻醉下引发可控制性癫痫发作。此种MST型惊厥治疗的目的是实现引发可控制的局部大脑癫痫发作，并保留ECT（Electro
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convulsive therapy，ECT）在治疗精神疾病中的独特功效，同时尽量减少与ECT相关的认知方面的副作用。例如，磁休克疗法是应用经颅磁刺激设备和线圈在病人全身麻醉时产生一定强度的系列磁脉冲，以使得病人发作癫痫。磁休克疗法在理论上其结果与电休克基本相同。与ECT一样，MST也会引起全身性癫痫发作，可能通过相同的生物医学途径缓解。与ECT相比，MST具有如下优势: 1)磁场穿透组织而不会通过电导耗散能量；2）脑刺激剂量可以更准确可靠；3)刺激可以限于治疗反应所必需的大脑结构，从而减少与 ECT相关的副作用，例如记忆障碍。同时MST与ECT 相比，MST癫痫发作持续时间较短，发作期脑电图振幅较低，发作后抑制较少。同时，与ECT相比，MST患者的主观副作用更少，恢复方向更快。
[0004]TMS和MST磁刺激设备都是利用特制的线圈产生磁脉冲来刺激病人的特定部位，例如脑部，脊柱等中枢部位，也可刺激躯干，四肢等四周部位。由于线圈产生的磁场强度与磁场的传输距离的平方成反比，以及磁场穿过皮肤，肌肉等的衰减，导致线圈产生的磁场强度在用于TMS，MST设备中时衰减较快，要在特定深度的肌体中产生有效地刺激效果，例如，脑皮质，磁刺激设备必须要产生足够强的磁场强度才能满足需要，TMS设备线圈产生磁场一般要达到要1.5特使拉，MST设备线圈产生磁场要达到4.0特使拉以上。TMS和MST线圈的驱动电压一般在1500V以上，一般为1500V
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3000V，驱动电流为100A以上；以典型的150
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450uS脉宽矩形脉冲计算，1500V电压，100A电流计算，1个磁刺激脉冲大概需向线圈输送电能22.5W，常用的TMS的刺激频率为30
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150HZ，其功率将达到675W以上，MST的刺激频率可能达到100HZ以上，其功率可能达到2250W以上，驱动线圈的这部分能量其中少部分转化为磁能，其中大部
分将在刺激线圈处转化为热量。由于TMS，MST磁刺激设备的刺激线圈是高压、大电流，刺激线圈需要用特殊保护材料和工艺制备，磁刺激线圈散热效果一般较差，导致磁刺激线圈在极短时间内快速升温，引起刺激线圈爆炸，起火等，带来安全隐患。同样的，TMS，MST设备整体的大功率、高电压、高电流也导致设备主机部分的散热也是一个亟待解决的问题。很显然，当TMS，MST设备中一台主机同时驱动多路线圈输出时，此种综合磁刺激设备面临的磁刺激线圈和主机散热问题将更为严重。
[0005]MST设备具有比标准rTMS设备更大的电源需求，为了实现MST设备的大功率要求，MagStim，MagVenture等公司都采用了多台rTMS设备叠加的方式来构建MST用治疗设备。多台标准rTMS设备叠加会不但会导致MST设备的成本极具上升，同时，由于磁刺激设备的功率输出较大，磁刺激设备的发热非常集中，导致磁刺激主机尤其是磁刺激线圈的发热量非常高。MST设备一般连续输出10s或者8s，就需要停机冷却半小时以上，MST的工作效率非常低。针对磁刺激设备发热集中和散热难度大的特点亟待开发新的、高效的磁刺激设备高效冷却系统。
技术实现思路
[0006]本专利技术主要解决的技术问题是现有经颅磁刺激设备中磁刺激线圈工作时，由于工作电流和电压高，进而发热量非常高，需进行良好的散热。
[0007]根据第一方面，一种实施例中提供一种用于磁刺激系统的冷却装置，包括线圈液冷环路、二次液冷环路和风冷换能装置；所述线圈液冷环路用于将所述磁刺激系统的磁刺激线圈产生的热能传递给所述二次液冷环路；所述二次液冷环路用于将所述线圈液冷环路传递过来的热能通过液冷的方式传递给所述风冷换能装置；所述风冷换能装置用于通过风冷的方式对所述二次液冷环路的热能进行散热；所述二次液冷环路包括液体循环驱动装置、液体循环主管路和第一换能器；所述液体循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述液体循环主管路中循环流动；所述第一换能器设置在所述液体循环主管路上，用于实现所述线圈液冷环路和所述二次液冷环路的热能交换；所述风冷换能装置包括风扇和散热片，所述散热片设置在所述液体循环主管路上，所述风扇用于对所述散热片进行散热；所述磁刺激线圈由空心金属管绕制而成；所述线圈液冷环路包括线圈液循环驱动装置和线圈冷却循环管路；所述线圈冷却循环管路与所述空心金属管内的管道互通；线圈液循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述线圈冷却循环管路与所述空心金属管内的管道中循环流动；所述线圈冷却循环管路还与所述第一换能器连接，以通过所述第一换能器实现所述线圈冷却循环管路和所述液体循环主管路的热能传递；用于传导热能的所述液体为绝缘液体。
[0008]一实施例中，冷却装置还包括主机液冷环路，用于将所述磁刺激系统的线圈驱动控制装置产生的热能通过液冷的方式传递给所述二次液冷环路；所述线圈驱动控制装置用
于向所述磁刺激线圈提供驱动电能；所述主机液冷环路包括导热器、主机液循环驱动装置和主机冷却循环管路；所述导热器设置在所述主机冷却循环管路上，用于将所述线圈驱动控制装置产生的热能传给给所述主机冷却循环管路；所述主机液循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述主机冷却循环管路中循环流动；所述二次液冷环路还包括第二换能器，设置在所述液体循环主管路和所述主机冷却循环管路上；所述第二换能器用于实现所述主机液冷环路和所述二次液冷环路的热能交换。
[0009]一实施例中，冷却装置还包括温度主本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于磁刺激系统的冷却装置，其特征在于，包括线圈液冷环路、二次液冷环路和风冷换能装置；所述线圈液冷环路用于将所述磁刺激系统的磁刺激线圈产生的热能传递给所述二次液冷环路；所述二次液冷环路用于将所述线圈液冷环路传递过来的热能通过液冷的方式传递给所述风冷换能装置；所述风冷换能装置用于通过风冷的方式对所述二次液冷环路的热能进行散热；所述二次液冷环路包括液体循环驱动装置、液体循环主管路和第一换能器；所述液体循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述液体循环主管路中循环流动；所述第一换能器设置在所述液体循环主管路上，用于实现所述线圈液冷环路和所述二次液冷环路的热能交换；所述风冷换能装置包括风扇和散热片，所述散热片设置在所述液体循环主管路上，所述风扇用于对所述散热片进行散热；所述磁刺激线圈由空心金属管绕制而成；所述线圈液冷环路包括线圈液循环驱动装置和线圈冷却循环管路；所述线圈冷却循环管路与所述空心金属管内的管道互通；线圈液循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述线圈冷却循环管路与所述空心金属管内的管道中循环流动；所述线圈冷却循环管路还与所述第一换能器连接，以通过所述第一换能器实现所述线圈冷却循环管路和所述液体循环主管路的热能传递；用于传导热能的所述液体为绝缘液体。2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括主机液冷环路，用于将所述磁刺激系统的线圈驱动控制装置产生的热能通过液冷的方式传递给所述二次液冷环路；所述线圈驱动控制装置用于向所述磁刺激线圈提供驱动电能；所述主机液冷环路包括导热器、主机液循环驱动装置和主机冷却循环管路；所述导热器设置在所述主机冷却循环管路上，用于将所述线圈驱动控制装置产生的热能传给给所述主机冷却循环管路；所述主机液循环驱动装置用于提供液体循环的动力，以使得用于传导热能的液体在所述主机冷却循环管路中循环流动；所述二次液冷环路还包括第二换能器，设置在所述液体循环主管路和所述主机冷却循环管路上；所述第二换能器用于实现所述主机液冷环路和所述二次液冷环路的热能交换。3.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，还包括温度主控模块和液温调节装置；所述温度主控模块用于监测所述磁刺激线圈和所述线圈驱动控制装置的温度值，并当获取的所述温度值不在预设的温度阈值时通过所述液温调节装置调节所述二次液冷环路中循环液体的温度，以将所述磁刺激线圈和所述线圈驱动控制装置的温度值保持在预设的温度阈值；...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖家华，张朋，罗满华，王景信，王鑫，
申请(专利权)人：湖南华医电磁医学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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