用于通过磁场刺激组织的磁刺激器的制造方法
【技术领域】
[0001]磁刺激可用于非侵入性的检查和组织的刺激，特别是有机组织。结合上述，经由一线圈的简单电流产生一交流磁场。经颅磁刺激(TMS)通过所施加的交流磁场用于刺激如人脑。通过刺激例如大脑运动区的手段，可以推断出肌肉组织中的运动诱发电位(MEPS)，其特性和变化可作为对研究脑的区域兴奋性所得出的结论。经颅磁刺激(TMS)主要的意义为评估和诱导大脑皮质的可塑性，大脑皮质的可塑性涉及大脑适应变化情况的能力。此外，可以于治疗中针对不同状况施与藉由脉冲磁场产生的重复刺激，特别是针对忧郁症。为了评估皮质脊髓系统，经颅磁刺激通常被用作神经学诊断，由于其高灵敏度和相对简单的执行方式。通过经颅磁刺激施加刺激的步骤，神经元网络的功能可以受影响以进行评估。通过由刺激线圈所产生的所述交流磁场，组织的神经元运动的可以被刺激产生一运动诱发电位并且伴随肌肉反应。所述运动诱发电位可以被推导并评估。本发明涉及一种用于由一脉冲磁场刺激诱导的技术领域，特别是涉及一种应用于以非接触式方式施用于患者并不会在该位置弓丨起任何疼痛的技术领域。
【背景技术】
[0002 ]现有磁刺激使用振荡电路来产生交流磁场。所述振荡电路包括脉冲电容器和刺激线圈。图1为如专利号DE 10 2006 024 467 A1中所描述一现有磁刺激器。所述磁刺激器包括具有一脉冲电容器C的振荡电路和一刺激线圈以产生磁场。一充电电路供脉冲电容器C进行充电。此外，在图1中所示现有的磁刺激器包括一可控制开关用以开启并关闭所述振荡电路。一控制电路开启并关闭所述可控制开关，使得由所述振荡电路产生的刺激脉冲具有可调整数量半波长或全波长。所述可控制开关可以是，例如一闸流晶体管或一绝缘闸双极型晶体管(IGBT)。在可控制开关的帮助下，整数倍的全波长可以被应用。脉冲触发前，脉冲电容器可以被充电到所希望的电压。所述脉冲电容器的能量含量可以藉由通过刺激线圈的电流强度设定，因此，所述脉冲的脉冲强度(脉冲力道)可以被输出。若所述可控制开关被关闭，一电流开始流过所述刺激线圈而脉冲电容器开始放电。所述刺激线圈电流消退后，所有脉冲能量被消耗且脉冲电容器完全放电，之后，脉冲电容器于下一个脉冲前必须充电到所希望的电压。然而，这种现有磁刺激器的缺点是由脉冲发生器装置产生的脉冲数是有时间限制的。现有的磁刺激器中，最大重复速率，即每单位时间输出的脉冲数目为每秒100个脉冲。现有磁刺激器的另一个显着缺点是，它们只能产生正弦脉冲。现有磁刺激器通常产生具有可调脉冲宽度的单相和双相脉冲。此外，现有磁刺激器仅能产生具有相同脉冲形式的脉冲的脉冲序列。以脉冲独立的结构并相对于脉冲形式及/或脉冲极性，要产生一复合脉冲序列是不可能的。对于待检查的组织或或临床症状而言，独立或可弹性调整产生的脉冲序列无法用现有的磁刺激器实现。
【发明内容】
[0003]因此本发明主要目的在于公开一种磁刺激器，用于以一磁场刺激一组织，使脉冲序列可以弹性地应用于待研究的组织或患者的临床症状，以避免前述的缺陷。
[0004]根据本发明，上述目的是由具有权利要求1中所述特征的磁刺激器实现。
[0005]本发明公开一种磁刺激器，用于以一磁场刺激一组织，包括:一包括一脉冲产生器的脉冲产生装置，由一充电回路充电，以产生一由多个脉冲构成并具有可调式重复速率的脉冲序列；以及一可编程控制装置，调整所述脉冲产生装置以产生一具有多个独立可配置脉冲的复合脉冲序列，其中所产生的复合脉冲序列被应用于一刺激线圈以产生所述磁场。
[0006]根据本发明所述的磁刺激器，于一高可调整重复速率，能够产生复合的脉冲序列和脉冲图形，并提供一种刺激线圈连接到磁刺激器，以产生交流磁场。以这种方式，可塑性的可再现性和有效的改变可以在脑部刺激中实现。
[0007]根据本发明所述的磁刺激器的一可能实施例中，由脉冲产生装置中输出的脉冲序列为一由多个脉冲组成的简单脉冲序列或为一个复合脉冲序列。
[0008]所产生的复合的脉冲频率优选地具有多个脉冲串，每个脉冲包括脉冲数据包，每个脉冲数据包包括一系列脉冲，其中，所述脉冲的形式及/或所述脉冲的极性可以独立配置。
[0009]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述磁刺激器的可编程控制装置藉由一界面连接至一计算机，所述计算机包括一用户编辑器用以进行所述脉冲序列配置。
[0010]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，连接至所述磁刺激器的所述计算机的用户编辑器包括一用以配置所述脉冲的一脉冲形式的刺激设计单元。
[0011]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述用户编辑器更包括一用以配置至少一由多个脉冲组成的脉冲数据包的脉冲包辅助单元。
[0012]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述用户编辑器附加包括一用以配置至少一由所述脉冲数据包构成的脉冲串的脉冲串辅助单元。
[0013]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述用户编辑器产生的所述脉冲序列由所述计算机经由所述磁刺激器的所述界面传输至所述磁刺激器的所述可编程控制装置，并储存于所述磁刺激器的一储存单元。
[0014]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述脉冲序列的重复速率表示每秒脉冲数，并且于0至1千赫范围内可被调整。
[0015]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，由所述磁刺激器的脉冲产生装置产生的所述复合脉冲序列的脉冲数据包中，用以量测一受刺激组织的肌肉运动反应的一评估脉冲被输出。
[0016]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述磁刺激器的脉冲产生装置包括一具有脉冲电容器和刺激线圈的振荡电路，以及至少一电源开关，其连接至一由所述磁刺激器的可编程控制装置控制的驱动电路。
[0017]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述刺激线圈连接至一具有四电源开关的全桥转换器以产生所述脉冲，所述脉冲的脉冲形式为由多个脉冲片段所组成。
[0018]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述磁刺激器的脉冲产生装置具有一充电回路，用以对所述的脉冲电容器以所述调节重复速率进行回充。
[0019]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述脉冲产生装置的充电回路为一线状充电回路。
[0020]根据一可能实施例中，所述线状充电回路包括一电源转换器，用以连接至一供电网络;一中间能量电路，用于从中储存由所述电源转换器提供的电能；以及一连接至所述脉冲产生装置的振荡电路的充电调节器。
[0021]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述脉冲产生装置的充电回路为一主频充电回路。
[0022]根据所述主频充电回路的一可能实施例中，所述主频充电回路包括一电源转换器，用以连接至一供电网络；一第一直流/直流切换调节器，用以持续运行；一中间能量电路，用于从中储存由所述第一直流/直流切换调节器提供的电能；以及一连接至所述脉冲产生装置的振荡电路的第二直流/直流切换调节器，用以脉冲运行。
[0023]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述脉冲产生装置包括一线圈监控电路。
[0024]根据所述线圈监控电路的一可能实施例中，所述线圈监控电路用以监控一刺激线圈是否连接至所述磁刺激器。
[0025]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述线圈监控电路包括多个传感器用以监控所述刺激线圈的运行参数，特别是所述刺激线圈的运行温度。
[0026]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，仅于所述磁刺激器被成功地完成系统参数的检查后，所述可编程控制装置使所述脉冲产生装置输出所述脉冲序列至所述刺激线圈。
[0027]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，所述可编程控制装置可被连接至一贴附于所述组织并用来引发刺激以便传导一测量信号及/或产生一触发信号的传导电极。
[0028]根据本发明所述的磁刺激器的另一可能实施例中，被传导的所述测量信号由所述可编程控制装置进行评估以确定一运动阈值。
[0029]本发明另公开一种方法，用以产生具有如权利要求17所述的技术方案的磁场。
[0030]本发明另公开一种产生一磁场的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0031]藉由一脉冲产生装置产生一具有多个可变脉冲形式的独立脉冲配置组成的复合脉冲序列；
[0032]对一刺激线圈施用具有可调式重复速率的所述脉冲序列以从中产生磁场；以及
[0033]由一充电回路以所述调节重复速率回充所述脉冲产生装置的一脉冲电容器。
[0034]根据本发明所述方法的另一可能实施例中，所述脉冲序列的重复速率表示每秒脉冲数，并且于0至1千赫范围内可被调整。
[0035]根据本发明所述方法的另一可能实施例中，生成的所述复合脉冲序列具有多个脉冲串，每一脉冲串都包括多个脉冲数据包，每一脉冲数据包由一系列的脉冲构成，所述脉冲的形式及/或所述脉冲的极性可以独立配置。
[0036]本发明另公开一种使用于以磁场刺激一组织的方法的装置，其特征在于，包括:一由具有一可变脉冲形式的多个独立配置脉冲组成的复合脉冲序列，其由一脉冲产生装置产生，以对一刺激线圈施用具有可调式重复速率的所述脉冲序列以从中产生磁场;其中，由一充电回路以所述调节重复速率回充所述脉冲产生装置的一脉冲电容器。
[0037]本发明所载的通过磁场刺激一组织的磁刺激器的可能实施例将参照附图于下文进行更详细的说明。
【附图说明】
[0038]图1为根据现有磁刺激器的方块电路图；
[0039]图2为根据本发明一可能实施例中用于以一磁场刺激一组织的磁刺激器的方块电路图；
[0040]图3为根据本发明另一例示性实施例中磁刺激器的方块电路图；
[0041]图4为用于说明根据本发明磁刺激器中的控制装置所进行的系统检查示意图；
[0042]图5为用于说明根据本发明例示性实施例的用于磁刺激器的脉冲产生装置的驱动回路方块电路图；
[0043]图6为用于说明图5中驱动电路的电流越零检测信号示意图；
[0044]图7为用于说明根据本发明例示性实施例的脉冲产生装置中刺激线圈于一全桥回路连接示意图；
[0045]图8为用于说明图7中全桥回路运行模式以由脉冲片段产生脉冲示意图；
[0046]图9为用于说明图7中具交流极性的全桥回路作动信号示意图；
[0047]图10为用于说明图7中具独立极性的全桥回路作动信号示意图；
[0048]图11为用于说明图7中全桥回路持续阶段作动信号示意图；
[0049]图12为一可能实施例中具切换电容的全桥回路示意图；
[0050]图13为用于说明