[实用新型]一种动态聚焦经颅超声脑刺激装置

说明书

技术领域

本发明属于无损测试技术，特别涉及一种动态聚焦经颅超声脑刺激装置。

背景技术

超声波是一种机械压力波，以大于人的听力范围(2KHz～20KHz)得名。超声波具有良好的穿透固体结构的特性，包括骨骼和软组织，因此超声波在医疗与工业上有广泛的应用。用于诊断成像的超声波频率在1～15MHz，用于治疗的超声频率一般在1MHz。超声能够以脉冲波或连续波的形式传送到组织，通过热效应或机械效应引起组织的生理变化。低强度超声能够高空间分辨率和高穿透深度的对神经进行调控。为了将超声无创伤的传输到脑部组织，同时防止过量超声对周围正常组织的不可逆损伤，需要采用聚焦超声换能器。由于脑部组织刺激部位以及刺激深度不同，在超声脑刺激中需要调节超声换能器到颅骨的距离，这给超声脑刺激在实施过程中带来了不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种操控方便、结构合理的动态聚焦经颅超声刺激装置，能够满足不改变超声换能器的位置即可刺激不同深度的脑区。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述装置包括单片机、延时开关电路、5圆平面换能器阵；5圆平面换能器阵由4个等间距、等宽度的同心圆环和1个中心圆片组成。其中，单片机与五个圆盘延时开关输入端通过数据线互通连接，各圆盘延时开关输出端与各圆盘的I/O接口连接。

工作过程如下：

单片机控制着整个换能器阵各圆盘的激励信号，同时单片机控制着圆盘延时开关的闭合和断开。对换能器各圆环的电激励信号依次进行一定的延迟，可形成等效的凹面球形换能器。它辐射的声波在球心附近同相叠加，形成聚焦点；而焦点以外因异相叠加，所合成的能量极小。改变延迟时间就相当于改变等效球面换能器的曲率半径，从而改变了焦距。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、现有技术中超声聚焦换能器都是固定直径的圆盘形换能器，本发明能够改善聚焦半径不可改变的这一缺陷。

2、使用动态聚焦超声刺激装置，能够针对脑部不同组织部位进行精准的刺激。

3、可根据脑部刺激部位的不同，由用户设置超声刺激焦距。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的换能器阵图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的本发明的结构框图中，本发明所述装置包括单片机、延时开关电路、5圆平面换能器阵；5圆平面换能器阵由4个等间距、等宽度的同心圆环和1个中心圆片组成。其中，单片机与五个圆盘延时开关输入端通过数据线互通连接，各圆盘延时开关输出端与各圆盘的I/O接口连接。

应用该装置的方法，包括以下操作步骤：

(1)将大鼠的头部接触换能器阵的底部，头部与超声耦合介质用塑料薄膜隔开；

(2)根据脑部刺激部位的不同，需要改变超声焦距，单片机控制相应的圆盘延时开关闭合。

(3)单片机发出的激励信号经过对应的延时开关，激励信号经过延时之后，到达换能器阵的圆盘，相当于改变等效球面换能器的曲率半径，则换能器阵圆盘发出聚焦超声刺激信号。

(4)超声刺激信号能兴奋头部特定区域，从而诱发神经元产生动作电位。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、改进、修饰、替代、组合、简化，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。