一种经颅磁刺激线圈及经颅磁刺激装置

技术领域

本发明涉及医疗装置技术领域，尤其涉及一种经颅磁刺激线圈及经颅磁刺激装置。

背景技术

经颅磁刺激(TRanscRanial Magnetic Stimulation，TMS)是一种基于电磁感应技术的非侵入式医疗设备，利用脉冲磁场作用于中枢神经系统，改变大脑皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。因其具有无痛、无损伤和无辐射等优点，被广泛应用在各个领域中。刺激线圈是脉冲电流发生电路的负载，由电阻率较小的导体制成，当线圈的形状不同时，产生的感应电场分布也会不同，直接影响聚焦性，即在患者头部的靶点处的聚焦面积的大小，在保证磁场强度的情况下，聚焦面积越小聚焦性越高。所以线圈的设计是TMS研究中的关键。高聚焦性可以缩小刺激范围，增强对于患者靶点处的刺激的针对性，避免对颅内无关的神经组织进行刺激，现有经颅磁刺激线圈主要以八字线圈和圆形线圈为主，磁场强度较大，但在患者头部刺激的范围也较大，聚焦度较差，影响治疗效果。

基于此，亟需一种经颅磁刺激线圈及经颅磁刺激装置用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经颅磁刺激线圈及经颅磁刺激装置，提高了经颅磁刺激线圈的聚焦性，能够有针对性的刺激患者头部的靶点区域。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种经颅磁刺激线圈，包括：

螺线管，包括管体和导线，所述管体沿第一轴线延伸，且所述导线螺旋绕设在所述管体的侧壁上以形成线圈，所述管体上设置有与所述第一轴线平行的第一侧线和第二侧线，所述第一轴线、所述第一侧线和所述第二侧线均位于第一平面内，相邻的两圈所述导线之间的间隔由所述第一侧线至所述第二侧线逐渐增大，且所述管体第一端的端面在所述第一平面内的投影为直线且与所述第一侧线呈锐角设置；

磁芯，所述磁芯置于所述管体内部且设置在所述线圈内部，所述磁芯沿第二轴线延伸，所述第二轴线与所述第一轴线平行，且所述磁芯朝向所述第一侧线的一侧的外侧壁贴合于所述管体的内壁，所述磁芯朝向所述第二侧线的一侧的外侧壁与所述管体的内壁间隔设置。

优选地，所述管体包括第一直壁和第二直壁，所述第一直壁和所述第二直壁均与所述第一轴线平行，所述第一直壁与所述第二直壁呈锐角连接且所述第一直壁与所述第二直壁之间的连接线为所述第一侧线。

优选地，所述磁芯的作用端朝向所述管体的所述第一端设置，所述作用端的端面与所述第一端的端面在同一平面内。

优选地，所述管体的侧壁上开设有螺旋状的绕线槽，所述导线置于所述绕线槽内。

优选地，所述管体为扇形管，所述磁芯为扇形柱。

优选地，所述经颅磁刺激线圈还包括外壳，所述外壳包覆在所述螺线管的外部。

优选地，所述外壳沿所述第三轴线延伸，所述第一轴线与所述第三轴线平行设置，且所述外壳沿所述第三轴线的两端均封堵有端板，两个所述端板均垂直于所述第三轴线。

优选地，所述外壳上开设有用于所述导线穿入所述外壳的进线孔和用于所述导线穿出所述外壳的出线孔。

优选地，所述外壳垂直于所述第三轴线的截面呈扇形。

一种经颅磁刺激装置，包括如上所述的经颅磁刺激线圈。

本发明的有益效果：

在使用时，第一轴线垂直于患者头部，并保证第一侧线经过患者头部的靶点，且管体的第一端朝向患者头部设置，此时，位于患者头部靶点上方的线圈内沿第一轴线方向上相邻两圈导线之间的间隔小，且沿第一轴线方向上相邻两圈导线之间的间隔由第一侧线至第二侧线逐渐增大，即导线在第一侧线处缠绕的较为紧密。提高了靶点处的磁场强度，从而提高了在靶点处诱发的电场强度，增加了靶点处的刺激强度，而由于第二侧线位于非靶点区域，距离靶点较远，又降低了非靶点区域的磁场强度，使得在非靶点区域处诱发的电场较弱，将经颅磁刺激线圈的作用区域限制在靶点附近，缩小了经颅磁刺激线圈的作用区域，缩小了聚焦面积，提高了经颅磁刺激线圈在靶点处的聚焦性，利于有针对性的对靶点进行治疗，保证了治疗效果。此外，第一端朝向患者设置时，也使得第一侧线处的线圈能够尽可能的贴近患者头部，第二侧线处的线圈与患者头部之间存在一定的距离，且距离由第一侧线至第二侧线的方向逐渐增大，第一侧线处的磁芯和线圈产生的磁场传输至头部的过程中衰减程度较小，而第二侧线处的磁芯和线圈产生的磁场传输至头部的过程中衰减程度较大，进一步保证了在靶点处的诱发的电场较强，进一步提高了聚焦性。且磁芯贴合设置在管体对应第一侧线的内壁处，并与管体对应第二侧线的内壁间隔设置，进一步提高了第一侧线处线圈能够产生的磁场强度，磁芯远离非靶点区域，降低了磁芯对于第二侧线对应的非靶点区域诱发的电场强度的增加幅度，进一步提高了经颅磁刺激线圈的聚焦性。本实施例提供的经颅磁刺激线圈增加了对于靶点处的刺激强度，减弱了对于非靶点区域的刺激强度，使得靶点处于非靶点区域之间的刺激强度差异扩大，提高了经颅磁刺激线圈的聚焦性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的经颅磁刺激线圈的横截面剖视图；

图2是本发明实施例提供的经颅磁刺激线圈的沿图1中A-A截面的剖视图；

图3是本发明实施例提供的经颅磁刺激线圈的部分结构的结构示意图。

图中：

1、螺线管；11、管体；111、第一直壁；112、第二直壁；113、第一封盖；114、第二封盖；12、导线；

2、磁芯；

3、外壳；31、端板；

4、绕线槽。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种经颅磁刺激线圈。具体地，如图1-图3所示，经颅磁刺激线圈包括：螺线管1和磁芯2。螺线管1包括管体11和导线12，管体11沿第一轴线延伸，且导线12螺旋绕设在管体11的侧壁上以形成线圈，管体11上设置有与第一轴线平行的第一侧线和第二侧线，第一轴线、第一侧线和第二侧线均位于第一平面内，相邻的两圈导线12之间的间隔由第一侧线至第二侧线逐渐增大，且管体11第一端的端面在第一平面内的投影为直线且与第一侧线相交并呈锐角设置。磁芯2置于管体11内且设置在所述线圈内部，磁芯2沿第二轴线延伸，第二轴线与第一轴线平行，且磁芯2朝向第一侧线的一侧的外侧壁贴合于管体11的内壁，磁芯2朝向第二侧线的一侧的外侧壁与管体11的内壁间隔设置。在本实施中，管体11第一端的端面在第一平面内的投影与第一侧线之间的夹角为70°。具体地，对于图2中的方向而言，第一端位于管体11的下方，且在图1中，第一平面为A-A截面。可以理解的是，磁芯2置于导线12卷绕形成线圈的范围内。

在使用时，第一轴线垂直于患者头部，并保证第一侧线经过患者头部的靶点，且管体11的第一端朝向患者头部设置，此时，位于患者头部靶点上方的线圈内相邻的两圈导线12之间的间隔小，且相邻的两圈导线12之间的间隔由第一侧线至第二侧线逐渐增大，即导线12在第一侧线处缠绕的较为紧密。提高了靶点处的磁场强度，从而提高了在靶点处诱发的电场强度，增加了靶点处的刺激强度，而由于第二侧线位于非靶点区域，距离靶点较远，又降低了非靶点区域的磁场强度，使得在非靶点区域处诱发的电场较弱，将经颅磁刺激线圈的作用区域限制在靶点附近，缩小了经颅磁刺激线圈的作用区域，缩小了聚焦面积，提高了经颅磁刺激线圈在靶点处的聚焦性，利于有针对性的对靶点进行治疗，保证了治疗效果。此外，第一端朝向患者设置时，也使得第一侧线处的线圈能够尽可能的贴近患者头部，第二侧线处的线圈与患者头部之间存在一定的距离，且距离由第一侧线至第二侧线的方向逐渐增大，第一侧线处的磁芯和线圈产生的磁场传输至头部的过程中衰减程度较小，而第二侧线处的磁芯和线圈产生的磁场传输至头部的过程中衰减程度较大，进一步保证了在靶点处的诱发的电场较强，进一步提高了聚焦性。且磁芯2贴合设置在管体11对应第一侧线的内壁处，并与管体11对应第二侧线的内壁间隔设置，进一步提高了第一侧线处线圈能够产生的磁场强度，磁芯2远离非靶点区域，降低了磁芯2对于第二侧线对应的非靶点区域诱发的电场强度的增加幅度，进一步提高了经颅磁刺激线圈的聚焦性。本实施例提供的经颅磁刺激线圈增加了对于靶点处的刺激强度，减弱了对于非靶点区域的刺激强度，使得靶点处于非靶点区域之间的刺激强度差异扩大，提高了经颅磁刺激线圈的聚焦性。

在本实施例中，磁芯2为实心且材质为硅钢片，磁芯2通过粘接层固定在管体11内部。且管体11在第一端处设置有第一封盖113，避免了磁芯2与管体11分离，保证了磁芯2加强磁场强度的作用。且管体11远离第一端的一端为第二端，第二端的端面与第一端的端面平行设置，第二端的端面上设有第二封盖114。在其他实施例中，第二端的端面还可以垂直于第一轴线设置，在此不作限定。此外，管体11两端的封盖与管体11可为一体设置，也可为分体设置，通过粘接或卡扣连接。

具体地，管体11包括第一直壁111和第二直壁112，第一直壁111和第二直壁112均与第一轴线平行，第一直壁111与第二直壁112呈锐角连接且第一直壁111与第二直壁112之间的连接线为第一侧线，设置呈锐角连接的第一直壁111和第二直壁112，进一步缩小了第一侧线处对应的导线12产生的磁场的聚焦面积，提高了聚焦性，利于有针对性的刺激患者头部上的靶点。

进一步地，管体11为扇形管，磁芯2为扇形柱。对于圆形柱状的管体11和磁芯2而言，诱发电场的区域仍为圆环状，使得在靶点处作用的面积较大；而扇形截面的管体11和磁芯2在患者头部诱发电场的区域为扇形环状，当将第一侧线置于靶点上方，即扇形截面的尖点置于靶点上方时，在靶点处诱发的电场区域缩小，提高了靶点处的聚焦性。磁芯2的截面扇形的半径为5mm，扇形的两个直边夹角为60°，沿第一轴线的整体高度为120mm。管体11的截面扇形的半径为10mm，扇形的两个直边夹角为60°，沿第一轴线的整体高度为120mm。在其他实施例中，管体11和磁芯2的尺寸可适应性调整，在此不作限定。

可以理解的是，第一侧线经过管体11扇形截面的尖点，磁芯2的两个直边能够与管体11的两个直边重合，便于定位和安装磁芯2，保证了聚焦性。即管体11在第二侧线处设置有弧形面，弧形面的两端分别与第一直壁111与第二直壁112连接，以使第一直壁111、弧形面和第二直壁112首尾相连，形成扇形管状。也就是说，由于第一平面为A-A截面，那么A-A截面与弧形面相交的直线为第二侧线，在图2中，第一侧线在图2的左侧，第二侧线在图2的右侧。可以理解的是，第一平面夹设在第一直壁111与第二直壁112之间，且第一平面与第一直壁111和第二直壁112相交于第一侧线，且具体第一平面与第一直壁111和第二直壁112之间的夹角相同，均为30°。第一轴线和第一侧线之间的距离与第一轴线和第二侧线之间的距离相同。

在其他实施例中，管体11与磁芯2垂直于第一轴线的截面还可呈三角形。也就是说，管体11在第二侧线处设置有第三直壁，第三直壁的两端分别与第一直壁111与第二直壁112连接，以使第一直壁111、第三直壁和第二直壁112首尾相连，形成三角形截面的管状。

优选地，磁芯2的作用端朝向管体11的第一端设置，作用端的端面与第一端的端面在同一平面内。磁芯2朝向封盖一端的端面与封盖贴合，便于在管体11内部放置磁芯2，避免了在使用经颅磁刺激线圈时，磁芯2在管体11内部晃动，保证了提高了实用性。

优选地，管体11的侧壁上开设有螺旋状的绕线槽4，导线12置于绕线槽4内，设置绕线槽4，便于按照绕线槽4在管体11上绕设导线12，简化了加工过程。

在本实施例中，绕线槽4的宽度为2mm，导线12为1mm漆包铜线，可采用单股导线12缠绕管体11，也可通过多股导线12缠绕管体11。管体11采用ABS树脂或PVC塑料，可在管体11加工完成后在管体11上开设绕线槽4，或是通过3D打印直接在打印的过程中设置绕线槽4。

具体地，绕线槽4为沿第一轴线的多层螺旋式结构。以导线12的绕线起点为第一层，每层包含三段，绕线槽4在第一层的第一段的起点为管体11扇形截面的尖点处，沿第一直壁111所对应的扇形直边到达弧形面，第一层第二段绕过弧形面，且第二段处的导线12所在的平面与第一轴线相垂直，第一层第三段起始于弧形边与第二直壁112的连接处，沿第二直壁112到达管体11扇形截面尖点，且第三段的终点位于第一段起点的上方；第二、三、四、五层绕线槽4的设置方式均与第一层相同。绕线槽4在第一、二、三、四、五层的起点分别位于管体11第一端端面的尖点上方的3mm、13mm、23mm、33mm、43mm，也就是说绕线槽4在第一、二、三、四、五层的起点之间分别间隔10mm。绕线槽4在第一、二、三、四、五层的终点分别位于管体11第一端端面的尖点上方的13mm、23mm、33mm、43mm、53mm,即前一层绕线槽4的终点为后一层绕线槽4的起点，两层绕线槽4起点之间的间距均为10mm。绕线槽4在第一、二、三、四、五层的第二段的导线12分别位于第一端端面上的扇形弧边上方的23mm、43mm、63mm、83mm、103mm处，即两层绕线槽4的第二段之间的间距均为20mm。绕线槽4在扇形截面的尖点处的绕线相较于绕线槽4在弧形边处的绕线而言较为密集，保证了聚焦性。

优选地，经颅磁刺激线圈还包括外壳3，外壳3包覆在螺线管1的外部，设置外壳3起到对螺线管1保护的作用，提高了螺线管1的耐用性，避免了导线12损坏，保证了经颅磁刺激线圈的功能性。

优选地，外壳3沿第三轴线延伸，第一轴线与第三轴线平行设置，且外壳3沿第三轴线的两端均封堵有端板31，两个端板31均垂直于第三轴线。外壳3的端板31与第三轴线相垂直，能够将端板31与患者头部接触，避免了管体11的第一端端面的尖部戳伤皮肤，提高了实用性。可以理解的是，为了保证经颅磁刺激线圈的聚焦性，在使用本实施例提供的经颅磁刺激线圈时，外壳3靠近第一封盖113的一端的端朝向患者头部。此外，在使用本实施例提供的经颅磁刺激线圈时，还可将端板31与患者头部之间间隔1mm使用。

进一步地，外壳3上开设有用于导线12穿入外壳3的进线孔和用于导线12穿出外壳3的出线孔，设置进线孔和出线孔，便于导线12与供电装置连接，利于向线圈供电。

优选地，外壳3垂直于第三轴线的截面呈扇形。在本实施例中，外壳3底面扇形的半径＞10mm,高度为120mm，外壳3的材料为ABS树脂。在其他实施例中，外壳3的尺寸依据螺旋管1的尺寸而定，在此不作限定。

本实施例还提供了一种经颅磁刺激装置。经颅磁刺激装置包括如上的经颅磁刺激线圈。增加了对于靶点处的刺激强度，减弱了对于非靶点区域的刺激强度，使得靶点处与非靶点区域之间的刺激强度差异扩大，便于经颅磁刺激装置有针对性的刺激靶点，保证治疗效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。