一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈。


背景技术：

2.经颅磁刺激技术是一种无创神经调控技术，其实现的技术原理是通过储能电容对刺激线圈瞬间放电产生脉冲电流，激励刺激线圈产生瞬变的磁场，瞬变磁场在脑皮层内切割神经组织产生感应电场，改变细胞膜电位，从而达到中枢神经功能调控的作用。
3.经颅磁刺激线圈是经颅磁刺激系统的关键组成部分，瞬变磁场的空间分布特性由其决定，而磁场的空间分布不同直接影响到在头颅内产生的感应电场的分布，从而影响经颅磁刺激的深度和精度。由1985年英国barker等人首次提出经颅磁刺激技术以来，经过多年的发展，目前对线圈的研究已经有较为充分的研究。在临床应用较多的有圆形线圈，八字形线圈及h型刺激线圈，圆形线圈具备刺激范围广的特点，八字形线圈具备刺激聚焦性好的特点，h型刺激线圈具备刺激深度深的特点。也有一些专家提出多通道刺激的刺激线圈，但还是处于研究阶段未进行临床使用。
4.为在大脑神经中产生足够的感应电场，一般流经刺激线圈的电流5ka左右。经颅磁刺激系统在进行重复刺激时，脉冲电流重复流经刺激线圈，由于线圈由金属导线绕制，其会有一定电阻，随着脉冲数量的增加，电流的热效应会导致刺激线圈产生大量的热，此外经颅磁刺激系统一般会设计冷却系统，对刺激线圈进行散热冷却，以达到重复刺激的目的。
5.同时，刺激线圈的刺激时的聚焦性及深度与线盘形状有关，通过设计线圈形状可达到不同的聚焦性和深度，为减少刺激线圈的发热问题，线圈要减小电阻，可使用镀银或镀金线进行绕制，并且尽可能的增加导线截面积，为达到对神经细胞的动作电位的有效诱发，一般经颅磁刺激线圈的电感范围需要在10uh～20uh范围内，因此对线圈的匝数有一定要求，目前常规的线圈外径一般会在70～110mm范围内，而截面积会在5平方毫米到10平方毫米范围内，不同线圈的发热情况各异，与截面积与线圈材料导电率乘积大小成正比关系，从目前临床上使用的设备来看，不管如何减小线圈电阻，重复经颅磁刺激时，刺激线圈都会产生较大的热量，都需要设计冷却系统对线圈进行冷却。
6.而额外设计冷却系统，就会增加经颅磁刺激设备的体积和重量，在进行临床使用时，会给使用者带来不便。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈，旨在解决现有的经颅磁刺激线圈需要设计冷却系统导致整个设备体积和重量较大的问题。
8.根据本技术实施例，提供了一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈，包括外壳及线圈，所述外壳内设有容纳线圈的冷却腔，所述线圈设于所述冷却腔内；所述线圈采用超导线材绕制形成的圆盘状结构；所述冷却腔内填充低温液体，所述外壳在顶部设有排气阀。
9.优选地，所述外壳在顶部对应所述排气阀的位置开设有充液口，所述排气阀插接
于所述充液口。
10.优选地，所述线圈的数量为多个，多个所述线圈等间距设于所述冷却腔背离所述排气阀一侧。
11.优选地，所述外壳在所述冷却腔的外周侧设有真空腔，所述真空腔围合所述冷却腔。
12.优选地，所述外壳为头盔式结构。
13.与现有技术相比，本实用新型提供的一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈具有以下有益效果：
14.1、采用超导线材绕制刺激线圈，由于超导线材电阻极小，不产生热量，故不需要额外设置专门的冷却系统。同时，线材线径大大减小，降低了冷却效果差、噪音大、循环液体导电等风险。进一步地，绕制的线盘体积也大大减小，可以使得经颅磁刺激线圈设备具有更小的体积和重量，便于用户佩戴，提高使用的舒适性。再进一步地，超导线圈几乎无阻抗，只需通过小电流就能产生很强的磁场强度，能耗降低的同时治疗效果提升。
15.2、采用超导材料，减小了设备体积的占用，使得在同一个设备上设置多个线圈，位置对应头部各治疗区域，这样治疗者不会因为头部的移动而降低治疗效果，且在刺激位置可以多处分布，实现多点刺激。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
17.图1是本实用新型第一实施例提供的一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈的结构示意图。
18.标号说明:
19.1、基于超导材料的经颅磁刺激线圈；100、冷却腔；101、真空腔；
20.11、外壳；12、线圈；13、排气阀；14、充液口。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
23.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组
合。
24.请参阅图1，本实用新型第一实施例公开了一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈1，用于佩戴在用户的头部区域。
25.基于超导材料的经颅磁刺激线圈1具体包括外壳11及线圈12，所述外壳11内设有容纳线圈12的冷却腔100，所述线圈12设于所述冷却腔100内。
26.所述线圈12采用超导线材绕制形成的圆盘状结构，并定位在冷却腔100靠近底部的区域，当用户将外壳11佩戴于头部时，所述线圈12在冷却腔100的靠近用户一侧。
27.所述冷却腔100内填充低温液体，所述外壳11在顶部设有排气阀13。
28.可以理解，超导材料需要在极低温度下才能达到超导的效果，所以线圈12需要在冷却腔100内填充低温液体，该低温液体可以选用液氮。
29.可以理解，采用超导线材绕制刺激线圈的线圈12，由于超导线材电阻极小，不产生热量，故不需要额外设置专门的冷却系统。线材线径大大减小，绕制的线盘体积也大大减小，可以使得经颅磁刺激线圈设备具有更小的体积和重量，便于用户佩戴，提高使用的舒适性。
30.请继续参阅图1，所述外壳11在顶部对应所述排气阀13的位置开设有充液口14，所述排气阀13插接于所述充液口14，且当所述排气阀13插接于所述充液口14上时，所述排气阀13密封所述充液口14。
31.可以理解，所述液氮具有挥发性，在经过一段时间的使用后会减少，故需要设置充液口14以对冷却腔100内进行低温液体的补充。
32.请继续参阅图1，所述线圈12的数量为多个，多个所述线圈12等间距设于所述冷却腔100背离所述排气阀13一侧，多个线圈12的设置，使得同一个冷却腔100可以分布多个头部治疗区域，则可以针对用户的头部的多个区域进行治疗，不会因为用户头部的移动而降低治疗效果。
33.可选地，作为一种实施例，所述外壳11在所述冷却腔100的外周侧设有真空腔101，所述真空腔101围合所述冷却腔100，使得冷却腔100被真空腔101隔离外部热源，提高对冷却腔100的隔热效果，提高低温液体的耐用性。
34.可以理解，在本实施例中，所述外壳11设置为头盔式的结构，以便于用户之间套接在头部区域，所述冷却腔100及所述真空腔101均内置于所述外壳11的夹层内部。所述外壳11设置为隔热材料，例如可以设置为玻璃纤维材质、硅酸盐材质。
35.与现有技术相比，本实用新型提供的一种基于超导材料的经颅磁刺激线圈具有以下有益效果：
36.1、采用超导线材绕制刺激线圈，由于超导线材电阻极小，不产生热量，故不需要额外设置专门的冷却系统。同时，线材线径大大减小，降低了冷却效果差、噪音大、循环液体导电等风险。进一步地，绕制的线盘体积也大大减小，可以使得经颅磁刺激线圈设备具有更小的体积和重量，便于用户佩戴，提高使用的舒适性。再进一步地，超导线圈几乎无阻抗，只需通过小电流就能产生很强的磁场强度，能耗降低的同时治疗效果提升。
37.2、采用超导材料，减小了设备体积的占用，使得在同一个设备上设置多个线圈，位置对应头部各治疗区域，这样治疗者不会因为头部的移动而降低治疗效果，且在刺激位置可以多处分布，实现多点刺激。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。