[发明专利]一种基于磁声耦合效应的无创脑深部精准复合场刺激装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于磁声耦合效应的无创脑深部精准复合场刺激装置。该装置包括，超声波发射模块，用于向目标位置发射超声波波束；交变磁场发射模块，用于向所述目标位置提供交变磁场及磁感应交变电场；其中，所述超声波波束与所述交变磁场在所述目标位置所成夹角大于0度；所述超声波波束与所述磁感应交变电场在所述目标位置所成夹角大于0度。本发明实施例解决了永磁体提供的磁场强度小，进而导致磁声耦合刺激电场小，达不到理想效果的问题，实现了磁声耦合电场、磁感应交变电场以及超声场对被刺激对象的脑部靶区进行精准的无创复合场刺激，具有更好的疗效。

技术领域

本发明实施例涉及经颅磁声刺激技术，尤其涉及一种基于磁声耦合效应的无创脑深部精准复合场刺激装置。

背景技术

神经调控技术现已被广泛应用于脑功能认知及脑部神经功能性疾病的研究和治疗。毫米级的精准刺激，尤其是深部脑区的精准刺激在脑网路研究、脑功能分区、学习记忆研究、重大脑疾病的发病机制研究及诊疗等领域尤其需要。而有创式的神经调控技术则需要打开颅骨进行电极植入，手术和应用风险性高，也存在伦理学限制。因此，能够无创的实现对脑深部精准刺激的刺激技术具有非常重要的意义。

常见的无创神经电磁刺激如经颅直流电刺激、经颅磁刺激技术等，现阶段均无法实现毫米量级的高空间分辨率，且难以达到对深部脑区的刺激。经颅超声刺激技术兼具高刺激分辨率、可深部刺激等优点，但是该技术属于超声力学刺激，无法达到电刺激效果。

经颅磁声刺激是一种可兼顾刺激聚焦性与刺激深度的无创神经电刺激技术。该方法不同于此前直接利用电场磁场变化诱发电刺激的形式，而是基于导电组织的磁声耦合效应，利用超声的高聚焦特性，在磁场的存在下，产生与超声场相同时空分布的聚焦电场，实现高空间分辨的无创电刺激。该刺激方法可以实现包括深部脑区在内的毫米量级的经颅精准电刺激。

但是，现有的经颅磁声技术中磁声耦合聚焦电场强度较低。而磁声耦合聚焦电场的电场强度由聚焦点处的超声声压和静磁场的磁感应强度共同决定的。目前经颅磁声刺激系统中的磁场均为静磁场，由永磁铁提供，磁感应强度较低，大概0.1T-0.8T。

发明内容

本发明提供一种基于磁声耦合效应的无创脑深部精准复合场刺激装置，用以实现高空间分辨的脑部无创电刺激。

本发明实施例提供了一种基于磁声耦合效应的无创脑深部精准复合场刺激装置，其中包括：

超声波发射模块，用于向目标位置发射超声波波束；

交变磁场发射模块，用于向所述目标位置提供交变磁场及磁感应交变电场；

其中，超声波波束与交变磁场在目标位置所成夹角大于0度；超声波波束与所述磁感应交变电场在所述目标位置所成夹角大于0度。

进一步地，超声波波束与交变磁场在目标位置所成夹角为90度；超声波波束与所述磁感应交变电场在所述目标位置所成夹角为90度。

进一步地，交变磁场发射模块包括交变线圈和交变磁场激励装置，交变磁场激励装置用于向交变线圈输出交变电流。

进一步地，交变磁场激励装置包括储能电容、脉冲整形电路以及可控硅开关。

进一步地，交变线圈为8字形。

进一步地，超声波发射模块包括聚焦超声换能器和脉冲超声激励源，脉冲超声激励源用于向聚焦超声换能器提供激励。

进一步地，聚焦超声换能器包括单阵元聚焦超声换能器或相控阵聚焦超声换能器；

脉冲超声激励源的激励通道与聚焦超声换能器的阵元一一对应。

进一步地，聚焦超声换能器还包括控制部，控制部用于通过调节激励通道的脉冲激励参数，以调节相控阵聚焦超声换能器的焦点位置。