一种多位点无创刺激系统及其方法

技术领域

本发明涉及神经调控技术领域，尤其涉及一种多位点无创刺激系统及其方法。

背景技术

神经调控技术被广泛应用于脑功能认知和脑部功能性疾病的研究与治疗。神经环路是脑认知研究、脑连接研究和脑疾病研究的重要基础。因此，能够实现神经环路刺激与检测的系统和方法具有重要意义。

目前，神经环路刺激技术包括刺激深部脑区的刺激方法，在深部脑区植入多电极，进行深部脑区刺激，存在有创性。神经环路刺激技术还包括刺激初级皮层的无创刺激方法。

现有的刺激方法，无法实现不同脑区的多位点无创刺激。

发明内容

本发明提供了一种多位点无创刺激系统及其方法，以实现不同脑区的多位点无创刺激效果。

根据本发明的一方面，提供了一种多位点无创刺激系统，包括：

载台，用于固定被刺激对象；

位点调节装置，所述位点调节装置包括第一导轨、超声换能组件与磁刺激组件，所述第一导轨环绕所述载台，所述超声换能组件连接所述第一导轨并在所述第一导轨中滑动，所述磁刺激组件连接所述第一导轨并在所述第一导轨中滑动，所述位点调节装置用于调节所述超声换能组件与所述磁刺激组件的位置以针对所述被刺激对象形成不同位点；

与所述位点调节装置连接的驱动装置，用于在超声刺激模式下激励所述超声换能组件产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励所述磁刺激组件产生脉冲磁场；

分别与所述被刺激对象和所述驱动装置连接的信号处理装置，用于采集所述被刺激对象的生理反馈信号，并进行信号处理。

进一步的，所述超声换能组件与所述磁刺激组件中任一者包括至少三个连接件；

所述至少三个连接件包括支架、横杆和功能器，所述支架连接所述第一导轨并在所述第一导轨中滑动，所述功能器通过所述横杆连接所述支架，至少两个所述连接件采用活动连接方式连接；

所述超声换能组件的功能器包括超声换能器，所述磁刺激组件的功能器包括磁刺激线圈。

进一步的，所述位点调节装置包括至少两个所述超声换能组件；

和/或，所述位点调节装置包括至少两个所述磁刺激组件。

进一步的，所述驱动装置包括触发器、超声激励器与磁刺激器；

所述触发器分别连接所述超声激励器与所述磁刺激器，所述超声激励器连接所述超声换能组件，所述磁刺激器连接所述磁刺激组件；

所述触发器用于调节所述超声换能组件的位置并触发所述超声激励器激励所述超声换能组件，还调节所述磁刺激组件的位置并触发所述磁刺激器激励所述磁刺激组件。

进一步的，所述信号处理装置包括信号采集单元、多模信号处理器和多模显示器；

所述信号采集单元分别连接所述被刺激对象和所述多模信号处理器，所述多模信号处理器连接所述多模显示器，所述多模显示器连接所述驱动装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种多位点无创刺激方法，应用于如上所述的多位点无创刺激系统中，该方法包括：

调节所述超声换能组件与所述磁刺激组件的位置，以针对所述被刺激对象形成不同位点；

在超声刺激模式下激励所述超声换能组件产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励所述磁刺激组件产生脉冲磁场；

采集所述被刺激对象的生理反馈信号，并进行信号处理。

进一步的，该方法还包括：

在超声刺激模式下，激励至少两个所述超声换能组件均产生聚焦声场，以形成双超声刺激，该至少两个所述超声换能组件产生的聚焦声场大小不同。

进一步的，该方法还包括：

在磁刺激模式下，激励至少两个所述磁刺激组件均产生脉冲磁场，以形成双磁刺激，该至少两个所述磁刺激组件产生的脉冲磁场大小不同。

进一步的，该方法还包括：

在超声刺激模式下激励所述超声换能组件产生聚焦声场，并且在磁刺激模式下激励所述磁刺激组件产生脉冲磁场，使所述聚焦声场和所述脉冲磁场在所述被刺激对象的目标脑区进行磁声耦合，产生聚焦电场。

进一步的，该方法还包括：

利用延时同步方式触发所述超声激励器和所述磁刺激器，使所述超声激励器激励所述超声换能组件以及所述磁刺激器激励所述磁刺激组件延迟进行或同步进行。

本发明提供的多位点无创刺激系统，包括位点调节装置，位点调节装置包括第一导轨、超声换能组件与磁刺激组件，超声换能组件连接第一导轨并在第一导轨中滑动，磁刺激组件连接第一导轨并在第一导轨中滑动；与位点调节装置连接的驱动装置用于在超声刺激模式下激励超声换能组件产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励磁刺激组件产生脉冲磁场；信号处理装置用于采集被刺激对象的生理反馈信号并进行信号处理。本发明中，位点调节装置可以自由、精确控制和调节超声换能组件、磁刺激组件以及被刺激对象的相对位置和相对角度，便于实现不同位点、不同角度的无创多点刺激；另外，激励超声换能组件产生聚焦声场且激励磁刺激组件产生脉冲磁场，聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象的脑部可以实现磁声耦合，磁声耦合刺激、超声刺激和磁刺激可以任意组合，由此实现不同脑区的多位点无创刺激、刺激深度和聚焦性同时满足的效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种多位点无创刺激系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多位点无创刺激方法的示意图；

图3是本发明实施例提供的磁声耦合刺激方法的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种多位点无创刺激系统的示意图，如图1所示，该多位点无创刺激系统包括：载台10，用于固定被刺激对象11；位点调节装置20，位点调节装置20包括第一导轨21、超声换能组件22与磁刺激组件23，第一导轨21环绕载台10，超声换能组件22连接第一导轨21并在第一导轨21中滑动，磁刺激组件23连接第一导轨21并在第一导轨21中滑动，位点调节装置20用于调节超声换能组件22与磁刺激组件23的位置以针对被刺激对象11形成不同位点；与位点调节装置20连接的驱动装置30，用于在超声刺激模式下激励超声换能组件22产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励磁刺激组件23产生脉冲磁场；分别与被刺激对象11和驱动装置30连接的信号处理装置40，用于采集被刺激对象11的生理反馈信号，并进行信号处理。可以理解，在实验室阶段，被刺激对象11可以是鼠、兔等实验动物。

本实施例中，载台10用于固定被刺激对象11，其中，载台10作为承载平台，被刺激对象11直接放置在载台10上并固定在载台10上。载台10可以是圆形平台，但不限于此形状；例如载台还可以是矩形或其他形状。

为了更灵活的调节被刺激对象11的位置，载台10的下方可以设置一些位移驱动部件以控制载台10实现升降、旋转等功能。示例性的，载台10下方设置有基底12，载台10和基底12之间通过升降器13连接，升降器13可以调节载台10和基底12之间的间距。升降器13可以增大载台10和基底12的间距以使载台10上升，则被刺激对象11的位置实现抬升；升降器13可以减小载台10和基底12的间距以使载台10下降，则被刺激对象11的位置实现降低。升降器13的结构在此不具体赘述。另外，升降器13还可以进行水平旋转，以此带动载台10进行水平旋转。另外，升降器13的传动轴还可以传输真空，以通过真空吸附的方式将被刺激对象11固定在载台10上。

可以理解，载台10可以仅是一个可以固定被刺激对象11的平台。但是载台10还可以与其他位移驱动部件连接，实现载台10的升降、旋转等多种位移功能，也可以采用不同固定方式将被刺激对象11固定在载台10上。在此不再具体赘述。

位点调节装置20包括第一导轨21、超声换能组件22与磁刺激组件23。第一导轨21环绕载台10。第一导轨21可以是圆环形导轨，但不限于此形状；例如第一导轨还可以是方形导轨、椭圆形导轨、或其他形状导轨。超声换能组件22连接第一导轨21并在第一导轨21中滑动，磁刺激组件23连接第一导轨21并在第一导轨21中滑动。

可选超声换能组件22与磁刺激组件23中任一者包括至少三个连接件；至少三个连接件包括支架、横杆和功能器，支架连接第一导轨21并在第一导轨21中滑动，功能器通过横杆连接支架，至少两个连接件采用活动连接方式连接；超声换能组件22的功能器包括超声换能器，磁刺激组件23的功能器包括磁刺激线圈。

如上所述，超声换能组件22至少包括第一支架22a、第一横杆22b和超声换能器22c。第一支架22a连接第一导轨21并在第一导轨21中进行逆时针滑动或顺时针滑动。超声换能器22c通过第一横杆22b连接第一支架22a。超声换能组件22中，至少两个连接件采用活动连接方式连接，那么超声换能组件22的结构满足以下至少一种：

1)、超声换能器22c和第一横杆22b之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么超声换能器22c可以以第一横杆22b为轴进行多角度甚至360°旋转，以此调节超声换能器22c相对被刺激对象11的位置，形成相应的位点。

2)、第一支架22a和第一横杆22b之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么在第一支架22a位置固定的情况下，第一横杆22b以两者连接点为轴心进行多角度活动，例如上下移动、左右移动等等，可以调节第一支架22a和第一横杆22b的夹角，还可以调节第一横杆22b和被刺激对象11的间距。

3)、第一支架22a可以是直立固定的；或者，第一支架22a也可以是多个子柱连接组成，那么相邻两个子柱的夹角是可调的。

4)、第一支架22a和第一导轨21之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么在第一导轨21固定的情况下，可以调节第一支架22a和第一导轨21的夹角。

磁刺激组件23至少包括第二支架23a、第二横杆23b和磁刺激线圈23c。第二支架23a连接第一导轨21并在第一导轨21中进行逆时针滑动或顺时针滑动。磁刺激线圈23c通过第二横杆23b连接第二支架23a。磁刺激组件23中，至少两个连接件采用活动连接方式连接，那么磁刺激组件23的结构满足以下至少一种：

1)、第二横杆23b和磁刺激线圈23c之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么磁刺激线圈23c可以以第二横杆23b为轴进行多角度甚至360°旋转，以此调节磁刺激线圈23c相对被刺激对象11的位置，形成相应的位点。

2)、第二支架23a和第二横杆23b之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么在第二支架23a位置固定的情况下，第二横杆23b以两者连接点为轴心进行多角度活动，例如上下移动、左右移动等等，可以调节第二支架23a和第二横杆23b的夹角，还可以调节第二横杆23b和被刺激对象11的间距。

3)、第二支架23a可以是直立固定的；或者，第二支架23a也可以是多个子柱连接组成，那么相邻两个子柱的夹角是可调的。

4)、第二支架23a和第一导轨21之间可以采用活动连接的方式进行连接，那么在第一导轨21固定的情况下，可以调节第二支架23a和第一导轨21的夹角。

位点调节装置20可以自由调节超声换能组件22的位置，使超声换能器22c与被刺激对象11的相对位置发生变化，由此实现超声换能器22c对被刺激对象11的不同位点进行不同角度的超声刺激。位点调节装置20还可以自由调节磁刺激组件23的位置，使磁刺激线圈23c与被刺激对象11的相对位置发生变化，由此实现磁刺激线圈23c对被刺激对象11的不同位点进行不同角度的磁刺激。位点调节装置20还可以自由调节超声换能器22c和磁刺激线圈23c的相对位置和相对角度，便于实现不同位点、不同角度的多点刺激。其中，超声换能器22c可以是单阵元结构或多阵元结构，但不限于此。磁刺激线圈23c可以是8字锥形线圈，但不限于此。

与位点调节装置20连接的驱动装置30用于在超声刺激模式下激励超声换能组件22产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励磁刺激组件23产生脉冲磁场。

驱动装置30可以驱动超声换能组件22工作，以进入超声刺激模式。具体的，驱动装置30激励超声换能组件22产生不同大小的聚焦声场，通过调节超声换能组件22的位置，由此实现对被刺激对象11的不同位点进行不同角度的超声刺激，该超声刺激为无创刺激。

驱动装置30可以驱动磁刺激组件23工作，以进入磁刺激模式。具体的，驱动装置30激励磁刺激组件23产生不同大小的脉冲磁场，通过调节磁刺激组件23的位置，由此实现对被刺激对象11的不同位点进行不同角度的磁刺激，该磁刺激为无创刺激。

驱动装置30还可以驱动超声换能组件22工作，同时驱动磁刺激组件23工作，以进入磁声刺激模式。具体的，驱动装置30激励超声换能组件22产生不同大小的聚焦声场，同时，驱动装置30激励磁刺激组件23产生不同大小的脉冲磁场，聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象11的脑部实现磁声耦合，以此实现不同脑区的无创聚焦复合刺激，例如可以对丘脑底核进行无创刺激。通过控制可以实现对初级皮层进行磁声耦合刺激，还可以实现对深部脑区进行磁声耦合刺激，以此实现对任意脑区内靶点进行磁声耦合刺激。

另外，磁声耦合刺激可以与磁刺激结合，那么经颅磁刺激通过无创方式可以对皮层脑区(位点)施加电刺激，磁声耦合刺激通过无创方式可以对深部脑区(位点)施加电刺激，由此可以对任意脑区深度进行无创刺激以及对脑区的多位点进行无创刺激。

磁声耦合刺激也可以与超声刺激结合，实现对任意脑区深度进行无创刺激以及对脑区的多位点进行无创刺激。

磁声耦合刺激、磁刺激和超声刺激可以三者结合，实现对任意脑区深度进行无创刺激以及对脑区的多位点进行无创刺激。

分别与被刺激对象11和驱动装置30连接的信号处理装置40，用于采集被刺激对象11的生理反馈信号，并进行信号处理。

本发明提供的多位点无创刺激系统，包括位点调节装置，位点调节装置包括第一导轨、超声换能组件与磁刺激组件，超声换能组件连接第一导轨并在第一导轨中滑动，磁刺激组件连接第一导轨并在第一导轨中滑动；与位点调节装置连接的驱动装置用于在超声刺激模式下激励超声换能组件产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励磁刺激组件产生脉冲磁场；信号处理装置用于采集被刺激对象的生理反馈信号并进行信号处理。本发明中，位点调节装置可以自由、精确控制和调节超声换能组件、磁刺激组件以及被刺激对象的相对位置和相对角度，便于实现不同位点、不同角度的无创多点刺激；另外，激励超声换能组件产生聚焦声场且激励磁刺激组件产生脉冲磁场，聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象的脑部可以实现磁声耦合，磁声耦合刺激、超声刺激和磁刺激可以任意组合，由此实现不同脑区的多位点无创刺激、刺激深度和聚焦性同时满足的效果。

可选超声换能组件与磁刺激组件中任一者包括至少三个连接件；至少三个连接件包括支架、横杆和功能器，支架连接第一导轨并在第一导轨中滑动，功能器通过横杆连接支架，至少两个连接件采用活动连接方式连接；超声换能组件的功能器包括超声换能器，磁刺激组件的功能器包括磁刺激线圈。

对于超声换能组件与磁刺激组件中任一者，其支架和横杆的组合可以是多自由度机械支架。

多自由度机械支架可以为手动调节方式，即工作人员自行手动调节，以此实现位置、角度等调节。或者，多自由度机械支架还可以为电机驱动方式，实现位置、角度等调节；具体的，工作人员给驱动装置输入相应信息，驱动装置根据输入信息给位点调节装置发送相应位置调节指令，以实现对多自由度机械支架的位置、角度等调节。或者，多自由度机械支架还可以为机械臂，具体的，工作人员通过计算机给多位点无创刺激系统输入相应信息，驱动装置根据输入信息给位点调节装置发送相应位置调节指令，以实现对多自由度机械支架的位置、角度等调节。多自由度机械支架的各关节均可实现精确调节角度，各臂可精确调控距离。

可选位点调节装置包括至少两个超声换能组件；和/或，位点调节装置包括至少两个磁刺激组件。

若位点调节装置包括两个或两个以上超声换能组件，那么驱动装置可以驱动两个超声换能组件同时或延迟工作，实现多超声刺激模式。

若位点调节装置包括两个或两个以上磁刺激组件，那么驱动装置可以驱动两个磁刺激组件同时或延迟工作，实现多磁刺激模式。

若位点调节装置包括两个或两个以上超声换能组件以及至少两个磁刺激组件，那么驱动装置可以驱动一个超声换能组件和一个磁刺激组件同时或延迟工作，实现磁声刺激模式。驱动装置还可以驱动两个超声换能组件和两个磁刺激组件同时或延迟工作，实现双磁声刺激模式。驱动装置通过驱动不同数量的超声换能组件和磁刺激组件，灵活调节各个超声换能组件和磁刺激组件的位置，可以实现多位点、任意脑区深度的无创刺激。

可以理解，位点调节装置中不限制超声换能组件的数量，也不限制磁刺激组件的数量。相关从业人员可根据产品所需，合理设计位点调节装置中超声换能组件的数量以及磁刺激组件的数量，也可以根据应用所需合理选择超声换能组件和磁刺激组件的组合刺激方式。

如图1所示，可选驱动装置30包括触发器31、超声激励器32与磁刺激器33；触发器31分别连接超声激励器32与磁刺激器33，超声激励器32连接超声换能组件22，磁刺激器33连接磁刺激组件23；触发器31用于调节超声换能组件22的位置并触发超声激励器32激励超声换能组件22，还调节磁刺激组件23的位置并触发磁刺激器33激励磁刺激组件23。可以理解，一个超声激励器32可以连接一个或多个超声换能组件22，独立控制每个超声换能组件22；一个磁刺激器33可以连接一个或多个磁刺激组件23，独立控制每个磁刺激组件23。不限于此。

本实施例中，驱动装置30包括触发器31、超声激励器32与磁刺激器33，触发器31分别连接超声激励器32与磁刺激器33，用于给超声激励器32传输信号，以及给磁刺激器33传输信号。

超声激励器32连接超声换能组件22，具体的，超声激励器32连接超声换能组件22中的超声换能器22c。触发器31给超声激励器32发送触发信号以触发超声激励器32激励超声换能器22c，使超声换能器22c产生相应大小的聚焦声场，可以理解，触发器31给超声激励器32发送的触发信号至少包括聚焦声场的大小。若超声换能组件22是电机驱动或机械臂结构，则触发器31还连接超声换能组件22，触发器31给超声换能组件22发送位置信息以驱动超声换能组件22移动，实现对超声换能组件22中超声换能器22c的位置调节。可以理解，触发器31给超声换能组件22发送的位置信息至少包括，超声换能组件22中支架、横杆的坐标及方向。

磁刺激器33连接磁刺激组件23，具体的，磁刺激器33连接磁刺激组件23中的磁刺激线圈23c。触发器31给磁刺激器33发送触发信号以触发磁刺激器33激励磁刺激线圈23c，使磁刺激线圈23c产生相应大小的脉冲磁场，可以理解，触发器31给磁刺激器33发送的触发信号至少包括磁刺激器33的大小。若磁刺激组件23是电机驱动或机械臂结构，则触发器31还连接磁刺激组件23，触发器31给磁刺激组件23发送位置信息以驱动磁刺激组件23移动，实现对磁刺激组件23中磁刺激线圈23c的位置调节。可以理解，触发器31给磁刺激组件23发送的位置信息至少包括，磁刺激组件23中支架、横杆的坐标及方向。

触发器31还可以利用同步方式触发超声激励器32与磁刺激器33，使超声激励器32与磁刺激器33实现同步激励，则超声换能器22c的聚焦声场和磁刺激线圈23c的脉冲磁场实现同步产生。触发器31还可以利用延迟方式触发超声激励器32与磁刺激器33，使超声激励器32与磁刺激器33实现延迟激励，则超声换能器22c的聚焦声场和磁刺激线圈23c的脉冲磁场实现延迟产生。

如图1所示，可选信号处理装置40包括信号采集单元41、多模信号处理器42和多模显示器43；信号采集单元41分别连接被刺激对象11和多模信号处理器42，多模信号处理器42连接多模显示器43，多模显示器43连接驱动装置30。

本实施例中，信号采集单元41是多通道生理信号采集设备，用于采集被刺激对象11的生理反馈信号并输出，所以信号采集单元41分别连接被刺激对象11和多模信号处理器42。可选信号采集单元41为脑电、近红外等无创检测设备。

多模信号处理器42用于接收信号采集单元41提供的被刺激对象11的生理反馈信号，对该信号进行处理。可选多模信号处理器42用于对脑电及近红外等进行处理。

多模显示器43连接多模信号处理器42，多模显示器43连接驱动装置30。多模显示器43为多模信号及其特征显示器，可用于记录经多模信号处理器42处理后的多模信号，还用于记录处理触发器31的触发信号，能够用以指导超声激励器32与磁刺激器33的参数设置及触发器31的定位延迟参数设置。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种多位点无创刺激方法，该方法应用于如上任一实施例所述的多位点无创刺激系统中，多位点无创刺激系统采用软件和/或硬件方式实现。

图2是本发明实施例提供的一种多位点无创刺激方法的示意图。如图2所示，该多位点无创刺激方法包括：

步骤110、调节超声换能组件与磁刺激组件的位置，以针对被刺激对象形成不同位点；

步骤120、在超声刺激模式下激励超声换能组件产生聚焦声场，和/或，在磁刺激模式下激励磁刺激组件产生脉冲磁场；

步骤130、采集被刺激对象的生理反馈信号，并进行信号处理。

本发明实施例所提供的多位点无创刺激方法可应用于本发明任意实施例所提供的多位点无创刺激系统中，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本实施例中，调节超声换能组件与磁刺激组件的位置，并在超声换能组件与磁刺激组件均到达目标位置后进行定位，此时针对被刺激对象形成目标位点。可以理解，可自由调节超声换能组件与磁刺激组件的位置，实现对被刺激对象的不同位点的刺激。

若仅激励超声换能组件产生聚焦声场，则系统进入超声刺激模式，即对被刺激对象进行经颅超声刺激，可实现无创多位点刺激。

若仅激励磁刺激组件产生脉冲磁场，则系统进入磁刺激模式，即对被刺激对象进行经颅磁刺激，可实现无创多位点刺激。

若激励超声换能组件产生聚焦声场，同时激励磁刺激组件产生脉冲磁场，则对被刺激对象进行经颅超声刺激和经颅磁刺激，脉冲磁场和聚焦声场耦合为深度电刺激，可使其实现无创多位点经颅磁声耦合刺激。而经颅磁声耦合刺激具有高穿透深度和高聚焦性，由此可实现脑深部的无创聚焦电刺激。

超声刺激模式、磁刺激模式以及磁声耦合刺激模式中，三者可以任意组合，实现不同脑区的多位点无创刺激。

本发明中，可以自由调节超声换能组件、磁刺激组件以及被刺激对象的相对位置和相对角度，便于实现不同位点、不同角度的无创多点刺激；另外，激励超声换能组件产生聚焦声场且激励磁刺激组件产生脉冲磁场，聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象的脑部可以实现磁声耦合，三种不同的刺激模式可以任意组合，以此实现多位点、不同深度脑区的无创聚焦复合刺激。

可选该方法还包括：在超声刺激模式下，激励至少两个超声换能组件均产生聚焦声场，以形成双超声刺激，该至少两个超声换能组件产生的聚焦声场大小不同。

本实施例中，可以包括两个超声换能组件。

在超声刺激模式下，可以驱动其中一个超声换能组件产生聚焦声场，实现单超声刺激。可以灵活调节超声换能组件的位置，由此实现单一物理场多位点刺激。

在超声刺激模式下，可以同步驱动其中两个超声换能组件产生聚焦声场，实现双超声刺激。该两个超声换能组件的位置可调节，两者产生的聚焦声场的大小可以相同也可以不同。由此实现多物理场多位点刺激，还可以实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

在超声刺激模式下，可以同步驱动多个超声换能组件产生聚焦声场，实现多超声刺激。该多个超声换能组件的位置可调节，其产生的聚焦声场的大小可以相同也可以不同。由此实现多物理场多位点刺激，还可以实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

对于两个及两个以上超声换能组件进行的多超声刺激模式，该多个超声换能组件可以对同一位点进行共聚焦，或者，该多个超声换能组件可以对不同位点进行分别聚焦以实现多靶点超声刺激。可以理解，多超声刺激模式下，多个超声换能组件的聚焦声场大小、聚焦声场位置以及聚焦声场强度中任一者参数可以相同也可不同，根据超声激励源可以灵活设计。

在超声刺激模式下可以进行经颅超声刺激，经颅超声刺激为无创刺激，具有高穿透深度和高聚焦性。可应用于无创神经调控研究，用于诱发脑疾病的关联深部脑区的神经调控研究，用于神经环路多位点无创刺激研究，等领域。

可选该方法还包括：在磁刺激模式下，激励至少两个磁刺激组件均产生脉冲磁场，以形成双磁刺激，该至少两个磁刺激组件产生的脉冲磁场大小不同。

本实施例中，可以包括两个磁刺激组件。

在磁刺激模式下，可以驱动其中一个磁刺激组件产生脉冲磁场，实现单磁刺激。可以灵活调节超声换能组件的位置，由此实现单一物理场多位点刺激。

在磁刺激模式下，可以同步驱动其中两个磁刺激组件产生脉冲磁场，实现双磁刺激。该两个磁刺激组件的位置可调节，两者产生的脉冲磁场的大小可以相同也可以不同。由此实现多物理场多位点刺激，还可以实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

在磁刺激模式下，可以同步驱动多个磁刺激组件产生脉冲磁场，实现多磁刺激。该多个磁刺激组件的位置可调节，其产生的脉冲磁场的大小可以相同也可以不同。由此实现多物理场多位点刺激，还可以实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

对于两个及两个以上磁刺激组件进行的多磁刺激模式，该多个磁刺激组件可以对同一位点进行共聚焦磁刺激，或者，该多个磁刺激组件可以对不同位点进行分别聚焦以实现多靶点磁刺激。可以理解，多磁刺激模式下，多个磁刺激组件的脉冲磁场大小、脉冲磁场位置以及脉冲磁场强度中任一者参数可以相同也可不同，根据磁激励源可以灵活设计。

在磁刺激模式下可以进行经颅磁刺激，经颅磁刺激为无创刺激，可以实现皮层毫米量级的聚焦电刺激。可应用于无创神经调控研究，且其多靶点刺激被广泛应用于脑区间连接研究和因果性研究。

可选该方法还包括：在超声刺激模式下激励超声换能组件产生聚焦声场，并且在磁刺激模式下激励磁刺激组件产生脉冲磁场，使聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象的目标脑区进行磁声耦合，产生聚焦电场。可选该方法还包括：利用延时同步方式触发超声激励器和磁刺激器，使超声激励器激励超声换能组件以及磁刺激器激励磁刺激组件延迟进行或同步进行。

本实施例中，激励超声换能组件产生聚焦声场，并且激励磁刺激组件产生脉冲磁场，使聚焦声场和脉冲磁场在被刺激对象的目标脑区进行磁声耦合，产生聚焦电场，通过控制位置和调节磁声耦合大小等参数，该目标脑区可以是深部脑区也可以是浅部脑区。

在此可利用延时同步技术，同步触发超声激励器和磁刺激器，或延迟触发超声激励器和磁刺激器。

同步触发时，超声换能组件产生聚焦声场与磁刺激组件产生脉冲磁场同步进行。延迟触发时，超声换能组件产生聚焦声场与磁刺激组件产生脉冲磁场延迟进行。通过调节刺激位置，由此实现多物理场多位点刺激和多物理场耦合多位点刺激，还可以实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

利用超声换能组件产生聚焦声场的经颅超声刺激可广泛应用于无创神经调控研究，利用磁刺激组件产生脉冲磁场的经颅磁刺激也可广泛应用于无创神经调控研究。经颅磁刺激可以实现皮层毫米量级的聚焦电刺激，经颅超声刺激具有高穿透深度和高聚焦性。

可以理解，超声刺激、磁刺激和磁声耦合刺激中可以进行任意组合。例如，磁刺激和磁声耦合刺激组合，即需要触发至少两个磁刺激线圈和至少一个超声换能器；其中，一个磁刺激线圈产生脉冲磁场，另一磁刺激线圈和一个超声换能器组合形成磁声耦合刺激，则经颅磁刺激可以对皮层脑区(位点)施加电刺激，与磁声耦合刺激组合形成多位点刺激。

图3是本发明实施例提供的磁声耦合刺激方法的示意图。如图3所示，为基底神经节环路，该环路包括初级运动皮层(M1)和丘脑底核(STN)等位点。本实施例中，触发超声激励器和磁刺激器，使超声换能组件产生聚焦声场，同步的，磁刺激组件产生脉冲磁场。基于此，经颅磁刺激可以刺激初级运动皮层M1，实现初级运动皮层M1的电刺激；经颅磁刺激产生的脉冲磁场与超声刺激产生的聚焦声场可以在丘脑底核STN耦合，基于磁声耦合效应产生聚焦电场，由此实现脑深部丘脑底核STN的无创聚焦复合电刺激，可以理解，信号特征达标后停止调节并持续刺激。连同初级运动皮层M1经颅磁刺激实现神经节环路的多位点无创刺激。

需要说明的是，脑电及近红外涉及两个互不干扰的物理场。磁刺激下脑电可以通过成熟算法进行滤波，磁刺激与近红外涉及两个互不干扰的物理场；超声下脑电以及超声下近红外均不相互干扰。因此，超声换能组件产生聚焦声场，磁刺激组件产生脉冲磁场，单一刺激或组合刺激均可用于大脑神经活动监测。

本发明可无创的实现多组模式刺激及大脑神经活动，实现无创、聚焦的全脑多位点刺激。可以精确、多位点刺激深部脑区；通过经颅磁刺激和经颅超声刺激实现脑深部聚焦电刺激。能够精确控制和调节刺激位置、刺激时间。实现多位点刺激技术无创、刺激深度和聚焦性同时满足的效果，实现多位点刺激的位置信息、时间信息和检测信号系统集成同步传输。

图4是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。电子设备210旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备210还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备210包括至少一个处理器211，以及与至少一个处理器211通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)212、随机访问存储器(RAM)213等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器211执行的计算机程序，处理器211可以根据存储在只读存储器(ROM)212中的计算机程序或者从存储单元218加载到随机访问存储器(RAM)213中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM213中，还可存储电子设备210操作所需的各种程序和数据。处理器211、ROM212以及RAM213通过总线214彼此相连。输入/输出(I/O)接口215也连接至总线214。

电子设备210中的多个部件连接至I/O接口215，包括：输入单元216，例如键盘、鼠标等；输出单元217，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元218，例如磁盘、光盘等；以及通信单元219，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元219允许电子设备210通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器211可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器211的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器211执行上文所描述的各个方法和处理，例如多位点无创刺激方法。

在一些实施例中，多位点无创刺激方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元218。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM212和/或通信单元219而被载入和/或安装到电子设备210上。当计算机程序加载到RAM213并由处理器211执行时，可以执行上文描述的多位点无创刺激方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器211可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行多位点无创刺激方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。