[发明专利]一种以开关控制电路的电磁激励系统及方法

说明书

一种以开关控制电路的电磁激励系统，并基于该电磁激励系统提供了一种以开关控制电路的电磁激励方法，系统包括电源、感性负载和电子开关K，所述电源、电子开关K和感性负载以串联方式依次连接形成一个回路；所述电源为整个电路供电；通过电子开关K用于实现感性负载中电流变化速率的控制，来忽略电路本身的充放电参数对电流变化率的影响，在本方案中，通过调节电子开关K断开的速率，来调节电子开关K断开时，感性负载的放电时间和放电速率，进而提供经颅磁刺激需要的磁场，克服了现有技术中调节放电时间和放电速率时，忽略电子开关K断开时间的影响的技术偏见。

技术领域

本发明涉及电磁激励领域，特别涉及一种以开关控制电路的电磁激励系统及方法。

背景技术

瞬变电磁场在医学领域的典型应用为一种称为经颅磁刺激 (TranscranialMagnetic Stimulation，缩写：TMS) 的技术。TMS 是一种无电极刺激形式，它是利用激励线圈产生时变磁场在目标组织中感应出电流，达到刺激可兴奋组织目的。当电流流经 TMS 激励线圈时，将在其周围产生时变磁场，这个强大且快速变化的磁场可以穿透人体皮肤及头骨等组织发生作用。能够刺激神经是由 D’Arsonval 在 1896 年观察到磁致闪光现象时首先发现的，在此后的很长时间内，磁刺激研究仅限于磁致闪光。Brickford等在1965年磁刺激完整的兔、青蛙和人时观察到骨骼肌抽动，但由于没有明确的应用目的，进一步的工作没有开展。1985年，Barker 等使用一个小巧磁线圈在低于 0.3Hz 的脉冲电流驱动下，几乎无痛、非侵入地刺激正常人脑皮质，观察到手肌抽动，用表面电极在小指外展肌记录到运动皮质诱发电位 (MEPs)，并在伦敦出席第 11 届脑电与临床神经生理大会上向世界各地代表做了展示，令人鼓舞的结果引起了极大的轰动，这种方法后称为经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)。 1987 年 Amassian 等、1990 年 Cohen 等分别用实验证明了不同方向放置的刺激线圈对大脑皮层的作用引起不同手指活动。

上述应用电磁场激励系统通常采用大电流脉冲进行驱动，以获得需要变化率足够大的瞬变电流，进而获得足够大电磁场强度的磁场，这样的激励系统驱动电流大、脉冲宽度大，激励系统硬件电路功耗大、实现困难，而且存在很大的安全隐患，特别是医学领域的应用安全性更是一个不可忽视的重要问题。

针对功耗大和安全性的问题，授权公告号为CN102614592B的发明专利提出了用小电流代替传统大电流的工作方式，此方法为了克服功耗和安全的问题并且达到电磁激励对电磁场强度的要求，主要采用调节负载参数进而降低电流变化时间进而提高电流变化率的方法，进而获得足够大电磁场强度的磁场，这里的负载参数指的是充电电路参数、放电电路参数和感性负载的电感参数，通过调节负载参数，对于这个小电流设计及其他电磁激励系统或方法的设计中，通常会忽略电子电子开关K速率。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种以开关控制电路的电磁激励系统，并基于该电磁激励系统提供了一种以开关控制电路的电磁激励方法，通过控制电子开关K断开的速率，进而控制感性负载在电子开关K断开时放电时间及电路中电流的变化率，使得感性负载的放电时间和感性负载在放电时的电流变化率足以达到经颅磁刺激的要求，克服了现有技术中小电流设计及其他电磁激励系统或方法的设计中通常会忽略电子电子开关K速率的技术偏见。

本发明采用的技术方案如下：

一种以开关控制电路的电磁激励系统，包括电源、感性负载和电子开关K，所述电源、电子开关K和感性负载以串联方式依次连接形成一个回路；所述电源为整个电路供电；

通过电子开关K用于实现感性负载中电流变化速率的控制，来忽略电路本身的充放电参数对电流变化率的影响。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述电子开关K有一端连接电源，有一端连接感性负载，并从感性负载后端接回电源负极形成一个回路，所述电子开关的控制极连接开关脉冲信号。