一种经颅M-TMAS刺激装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种经颅M

【技术实现步骤摘要】
一种经颅M
‑
TMAS刺激装置


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种经颅M
‑
TMAS刺激装置。

技术介绍

[0002]脑科学神经调控技术是利用植入性或非植入性技术，采用物理刺激或药物手段改变神经系统活性，从而改善患者疾病症状，提高生命质量的生物医学工程技术。除了应用药物，基于电、磁、光、声等物理因子作用进行神经刺激的技术，在神经科学的基础研究和神经、精神疾病的临床诊疗上发挥着重要作用。但其存在的问题是，相关技术中基于电、磁、光、声等物理因子进行神经刺激的强度一般都比较弱，无法达到需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种经颅M
‑
TMAS刺激装置，以解决相关技术中在进行在神经科学的基础研究和神经、精神疾病的临床诊疗上对神经刺激时，刺激强度比较弱的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术实施例提出了一种经颅M
‑
TMAS刺激装置，包括：
[0005]相控阵超声换能器、TMS磁刺激线圈、超声换能器激励源、TMS磁刺激激励源、控制器；
[0006]所述控制器分别与所述超声换能器激励源和所述TMS磁刺激激励源连接，用于控制所述超声换能器激励源发出超声激励信号至所述相控阵超声换能器，所述相控阵超声换能器基于所述超声激励信号形成聚焦声场；还用于控制所述TMS磁刺激激励源发出交流激励信号至所述TMS磁刺激线圈，所述TMS磁刺激线圈基于所述交流激励信号形成交变磁场；所述聚焦声场和所述交变磁场耦合形成磁声耦合电场，所述交变磁场还产生交变电场；所述磁声耦合电场、交变电场、所述聚焦声场共同作用于患者；
[0007]其中，所述超声换能器激励源中设置有滤波器，用于滤除所述TMS磁刺激线圈对所述相控阵超声换能器产生的干扰信号。
[0008]可选地，所述超声换能器激励源包括：
[0009]FPGA聚焦延时模块、I/O通道扩展模块、多个基频控制电路、多个LC振荡电路、低通滤波器，所述基频控制电路、所述LC振荡电路、所述低通滤波器一一对应；
[0010]所述控制器用于提供相控阵超声换能器的各个通道的聚焦激励参数，所述FPGA聚焦延时模块用于根据所述各个通道的聚焦激励参数计算各个通道的聚焦延时数据，并结合所述各个通道的聚焦延时数据输出与各个通道对应的携带聚焦延时数据的PWM波，各个通道对应的携带聚焦延时数据的PWM波经所述I/O通道扩展模块输入至相应的所述基频控制电路中，各个所述LC振荡电路依据所述基频控制电路输出的基频信号，将直流源信号振荡为正弦波信号，所述低通滤波器对所述正弦波信号滤波之后，输出至所述相控阵超声换能器的相应通道中。
[0011]可选地，所述基频控制电路包括：
[0012]光耦电路单元、与非门电路单元、晶体振荡器单元、MOS管控制单元和MOS管，所述
光耦电路单元输入端与所述I/O通道扩展模块连接，所述光耦电路单元的输出端与所述与非门电路单元的输入端连接，所述晶体振荡器单元的输出端与所述与非门电路单元的输入端连接，所述与非门电路单元的输出端与所述MOS管控制单元连接，所述MOS管根据所述MOS管控制单元输出的电平信号处于打开状态或关闭状态，以为所述LC振荡电路提供基频信号。
[0013]可选地，所述LC振荡电路包括：第一LC振荡电路单元和第二LC振荡电路单元，所述第一LC振荡电路单元的输入端用于输入所述直流源信号，所述第一LC振荡电路的输出端分别与所述第二LC振荡电路的输入端和所述MOS管的第二端连接，所述MOS管的第三端接地，所述第二LC振荡电路的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述相控阵超声换能器相应的阵元连接。
[0014]可选地，所述低通滤波器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和比较器，所述LC振荡电路的输出端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电容的一端、第一电阻的一端、第三电容的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电容的另一端连接第二电阻的一端共同连接至所述比较器的第一输入端，所述第三电容的另一端与所述第二电阻的另一端连接至所述比较器的输出端，所述第三电阻的一端连接所述比较器的第二输入端。
[0015]可选地，所述超声换能器激励源包括：
[0016]聚焦延时模块、DDS信号发生模块、多个一级运算放大模块、多个二级功率放大模块和多个带通滤波器，所述一级运算放大模块、所述二级功率放大模块对应设置，所述二级功率放大模块与两个所述带通滤波器对应；
[0017]所述控制器用于提供相控阵超声换能器的各个通道的聚焦激励参数，所述聚焦延时模块用于根据所述各个通道的聚焦激励参数获取与所述各个通道的聚焦激励参数对应的聚焦延时数据，所述DDS信号发生模块依据所述各个通道的聚焦延时数据向所述相控阵超声换能器的各个阵元发射第一激励信号，所述一级运算放大模块用于将所述第一激励信号形成两个幅值相同、相位相反的第二激励信号，所述二级功率放大模块用于对两个所述幅值相同、相位相反的第二激励信号进行功率放大后输出至相应的所述带通滤波器，经所述带通滤波器滤波后输出至所述相控阵超声换能器相应的通道中。
[0018]可选地，所述一级运算放大模块包括：隔直导交单元和运算放大器单元；所述隔直导交单元的输入端连接所述DDS信号发生模块的输出端连接，用于将所述第一激励信号转化为交流信号；所述运算放大器单元的输入端与所述隔直导交单元的输出端连接，用于将所述交流信号转化为两个幅值相同、相位相反的第二激励信号。
[0019]可选地，所述二级功率放大模块包括：第一二级功率放大单元和第二二级功率放大单元，所述第一二级功率放大单元的输入端连接所述一级运算放大模块的第一输出端，输出端连接所述带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端连接相控阵超声换能器的一端；所述第二二级功率放大单元的输入端连接所述一级运算放大模块的第二输出端，输出端连接所述带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端连接所述相控阵超声换能器的另一端。
[0020]可选地，所述第一二级功率放大单元和第二二级功率放大单元均包括输入级电路、激励级电路和输出级电路，所述输入级电路的输入端与所述一级运算放大模块的其中
一个输出端连接，用于抑制所述第二激励信号的零点漂移，所述激励级电路用于对过零失真的所述第二激励信号进行补偿，所述输出级电路用于对所述输入级电路和所述激励级电路处理后的激励信号进行放大，并输出至所述带通滤波器，经所述带通滤波器滤波后输出至所述相控阵超声换能器。
[0021]可选地，所述带通滤波器包括：第四电容、第五电容、第六电容、第一电感、第二电感和第三电感，所述第四电容的一端连接所述二级功率放大模块中的其中一个输出端连接，所述第四电容的另一端与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端接地，所述第五电容与所述第二电感并联，所述第三电感的一端与所述第一电感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经颅M
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TMAS刺激装置，其特征在于，包括：相控阵超声换能器、TMS磁刺激线圈、超声换能器激励源、TMS磁刺激激励源、控制器；所述控制器分别与所述超声换能器激励源和所述TMS磁刺激激励源连接，用于控制所述超声换能器激励源发出超声激励信号至所述相控阵超声换能器，所述相控阵超声换能器基于所述超声激励信号形成聚焦声场；还用于控制所述TMS磁刺激激励源发出交流激励信号至所述TMS磁刺激线圈，所述TMS磁刺激线圈基于所述交流激励信号形成交变磁场；所述聚焦声场和所述交变磁场耦合形成磁声耦合电场，所述交变磁场还产生交变电场；所述磁声耦合电场、交变电场、所述聚焦声场共同作用于患者；其中，所述超声换能器激励源中设置有滤波器，用于滤除所述TMS磁刺激线圈对所述相控阵超声换能器产生的干扰信号。2.根据权利要求1所述的经颅M
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TMAS刺激装置，其特征在于，所述超声换能器激励源包括：FPGA聚焦延时模块、I/O通道扩展模块、多个基频控制电路、多个LC振荡电路、多个低通滤波器，所述基频控制电路、所述LC振荡电路、所述低通滤波器一一对应；所述控制器用于提供相控阵超声换能器的各个通道的聚焦激励参数，所述FPGA聚焦延时模块用于根据所述各个通道的聚焦激励参数计算各个通道的聚焦延时数据，并结合所述各个通道的聚焦延时数据输出与各个通道对应的携带聚焦延时数据的PWM波，各个通道对应的携带聚焦延时数据的PWM波经所述I/O通道扩展模块输入至相应的所述基频控制电路中，各个所述LC振荡电路依据所述基频控制电路输出的基频信号，将直流源信号振荡为正弦波信号，所述低通滤波器对所述正弦波信号滤波之后，输出至所述相控阵超声换能器的相应通道中。3.根据权利要求2所述的经颅M
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TMAS刺激装置，其特征在于，所述基频控制电路包括：光耦电路单元、与非门电路单元、晶体振荡器单元、MOS管控制单元和MOS管，所述光耦电路单元输入端与所述I/O通道扩展模块连接，所述光耦电路单元的输出端与所述与非门电路单元的输入端连接，所述晶体振荡器单元的输出端与所述与非门电路单元的输入端连接，所述与非门电路单元的输出端与所述MOS管控制单元连接，所述MOS管根据所述MOS管控制单元输出的电平信号处于打开状态或关闭状态，以为所述LC振荡电路提供基频信号。4.根据权利要求3所述的经颅M
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TMAS刺激装置，其特征在于，所述LC振荡电路包括：第一LC振荡电路单元和第二LC振荡电路单元，所述第一LC振荡电路单元的输入端用于输入所述直流源信号，所述第一LC振荡电路的输出端分别与所述第二LC振荡电路的输入端和所述MOS管的第二端连接，所述MOS管的第三端接地，所述第二LC振荡电路的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述相控阵超声换能器相应的阵元连接。5.根据权利要求2所述的经颅M
‑
TMAS刺激装置，其特征在于，所述低通滤波器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和比较器，所述LC振荡电路的输出端连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别连接第二电容的一端、第一电阻的一端、第三电容的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电容的另一端连接第二电阻的一端共同连接至所述比较器的第一输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志朋，刘煦，殷涛，周晓青，马任，靳静娜，王欣，王贺，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：