一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，以小電流作為線圈的激勵(lì)電流，并通過(guò)快速切斷電流提高電流變化率以降低激勵(lì)電流幅值從而在線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)，且通過(guò)采用多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式延長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展，所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式為多個(gè)線圈均充電完成，然后依次放電，或?yàn)槎鄠€(gè)線圈均在充電過(guò)程中通過(guò)線圈的充放電切換，完成依次循環(huán)放電。本發(fā)明使得以小電流作為線圈激勵(lì)電流的電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單次激勵(lì)時(shí)間的有效拓展，而且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單易行、便于控制或調(diào)整。
【專利說(shuō)明】
一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁激勵(lì)方法，具體的說(shuō)，涉及一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，具體在醫(yī)學(xué)儀器中的應(yīng)用為基于小電流的經(jīng)顱磁刺激。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬變電磁場(chǎng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的典型應(yīng)用為一種稱為經(jīng)煩磁刺激(T r a n s c r a n i a IMagnetic Stimulat1n，縮寫:TMS)的技術(shù)。TMS是一種無(wú)電極刺激形式，它是利用激勵(lì)線圈產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)在目標(biāo)組織中感應(yīng)出電流，達(dá)到刺激可興奮組織目的。當(dāng)電流流經(jīng)TMS激勵(lì)線圈時(shí)，將在其周圍產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)，這個(gè)強(qiáng)大且快速變化的磁場(chǎng)可以穿透人體皮膚及頭骨等組織發(fā)生作用。能夠刺激神經(jīng)是由D’Arsonval在1896年觀察到磁致閃光現(xiàn)象時(shí)首先發(fā)現(xiàn)的，在此后的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，磁刺激研究?jī)H限于磁致閃光。Br ickf ord等在1965年磁刺激完整的兔、青蛙和人時(shí)觀察到骨骼肌抽動(dòng)，但由于沒(méi)有明確的應(yīng)用目的，進(jìn)一步的工作沒(méi)有開(kāi)展。1985年，Barker等使用一個(gè)小巧磁線圈在低于0.3Hz的脈沖電流驅(qū)動(dòng)下，幾乎無(wú)痛、非侵入地刺激正常人腦皮質(zhì)，觀察到手肌抽動(dòng)，用表面電極在小指外展肌記錄到運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)誘發(fā)電位(MEPs)，并在倫敦出席第11屆腦電與臨床神經(jīng)生理大會(huì)上向世界各地代表做了展示，令人鼓舞的結(jié)果引起了極大的轟動(dòng)，這種方法后稱為經(jīng)煩磁刺激(Transcranial MagneticStimulat1n,TMS)。1987年Amassian等、1990年Cohen等分別用實(shí)驗(yàn)證明了不同方向放置的刺激線圈對(duì)大腦皮層的作用引起不同手指活動(dòng)。
[0003]上述應(yīng)用電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)通常采用大電流脈沖進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以獲得需要的瞬變電磁場(chǎng)。為了獲得足夠的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，激勵(lì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電流大、脈沖寬度大，激勵(lì)系統(tǒng)硬件電路功耗大、實(shí)現(xiàn)困難，而且存在很大的安全隱患，特別是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用安全性更是一個(gè)不可忽視的重要問(wèn)題。
[0004]針對(duì)功耗大和安全性的問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為102614592A的專利提出了用小電流代替?zhèn)鹘y(tǒng)大電流的工作方式，此方法雖然克服了功耗和安全的問(wèn)題，但是小電流放電時(shí)間短，其產(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)往往存在著刺激時(shí)間不足，從而可能不足以引發(fā)預(yù)期神經(jīng)興奮的問(wèn)題，所以在醫(yī)用療效方面又產(chǎn)生了極大的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種安全可靠、刺激時(shí)間長(zhǎng)的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，本發(fā)明中的瞬變電磁場(chǎng)能夠刺激神經(jīng)等目標(biāo)介質(zhì)且有效延長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，以小電流作為線圈的激勵(lì)電流，并通過(guò)快速切斷電流提高電流變化率以降低激勵(lì)電流幅值從而在線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)通過(guò)采用多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式延長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0007]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式是指:充電的多個(gè)線圈依次開(kāi)始放電并等效延長(zhǎng)放電結(jié)束時(shí)間，即多個(gè)線圈中第N個(gè)線圈其放電開(kāi)始時(shí)刻為tas、放電結(jié)束時(shí)刻為tae3，第N+1個(gè)線圈其放電開(kāi)始時(shí)刻為tbs、放電結(jié)束時(shí)刻為tbe，N為正整數(shù);所述tbs滯后于tas且tbe滯后于tae。
[0008]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab = tbs-tae ；所述tab>0，即tbs提前于tae。
[0009]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab = tbs-tae ；所述tab =0，即tbs與tae吻合。
[0010]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab = tbs_tae ;所述第N個(gè)線圈放電產(chǎn)生感應(yīng)電壓在目標(biāo)介質(zhì)中自由衰減到零的時(shí)間長(zhǎng)度為tr，tr>0;所述tab<0且| tab
=tr ο
[0011]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述第N個(gè)線圈開(kāi)始放電時(shí)正在充電或已完成充電。
[0012]本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的過(guò)程中線圈開(kāi)始放電前的起始電流和結(jié)束放電后的結(jié)束電流均為恒定電流。
[0013]適用于本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法的電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)，其所述電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)包括相互連接的線圈、線圈驅(qū)動(dòng)電路，線圈驅(qū)動(dòng)電路包括分別與線圈連接的充電電路、放電電路。充電電路與線圈串聯(lián)，放電電路與線圈并聯(lián)。
[0014]具體的，所述充電電路包括與線圈依次串聯(lián)的充電二極管、充電電阻、充電開(kāi)關(guān)，所述放電電路包括并聯(lián)在線圈兩端的放電電阻與放電二極管的串聯(lián)電路。
[0015]優(yōu)選的，所述充電開(kāi)關(guān)采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的控制極與控制信號(hào)電路連接，所述尖峰吸收電路并聯(lián)于充電開(kāi)關(guān)兩端，用于抑制尖峰脈沖對(duì)電路的影響。
[0016]本發(fā)明所述電磁場(chǎng)激勵(lì)方法通過(guò)調(diào)整線圈的電感值及放電電路中的電阻值即可調(diào)整放電時(shí)間，通過(guò)調(diào)整放電電路中放電持續(xù)時(shí)間的參數(shù)調(diào)整電流變化率。
[0017]進(jìn)一步的，所述線圈驅(qū)動(dòng)電路還包括與線圈連接的尖峰吸收電路。
[0018]進(jìn)一步的，所述電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)還包括分別與線圈驅(qū)動(dòng)電路連接的控制信號(hào)電路、系統(tǒng)保護(hù)電路、供電系統(tǒng)，所述線圈驅(qū)動(dòng)電路、線圈、控制信號(hào)電路、系統(tǒng)保護(hù)電路、供電系統(tǒng)均設(shè)有一個(gè)以上，且與線圈一一對(duì)應(yīng)連接的控制信號(hào)電路還與控制芯片連接，控制芯片通過(guò)控制信號(hào)電路向?qū)?yīng)的線圈分別發(fā)出控制信號(hào)，控制信號(hào)的時(shí)序由計(jì)算機(jī)軟件中的延時(shí)程序控制。多個(gè)控制信號(hào)電路可共用一個(gè)控制芯片。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0020](I)本發(fā)明采用小電流代替了傳統(tǒng)的大電流，在安全性能方面得到保證；
[0021](2)本發(fā)明采用線圈級(jí)聯(lián)的方式，解決了時(shí)間拓展問(wèn)題，使得對(duì)目標(biāo)介質(zhì)的刺激時(shí)間充足；
[0022](3)由于本發(fā)明中各個(gè)線圈的放電持續(xù)時(shí)間可以不同，各個(gè)線圈的起始電流雖然都為恒定電流但電流值可以不同，各個(gè)線圈的結(jié)束電流雖然都為恒定電流但電流值可以不同，所以本發(fā)明實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間拓展的具體操作非常靈活、限定因素少、便于實(shí)現(xiàn)；
[0023](4)本發(fā)明涉及的電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)其裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧便攜。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為模擬刺激神經(jīng)示意圖。
[0025]圖2為A狀態(tài)時(shí)相鄰兩個(gè)線圈中電流衰減的時(shí)序示意圖。
[0026]圖3為B狀態(tài)時(shí)相鄰兩個(gè)線圈中電流衰減的時(shí)序示意圖。
[0027]圖4為C狀態(tài)時(shí)相鄰兩個(gè)線圈中電流衰減的時(shí)序示意圖。
[0028]圖5為本發(fā)明的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖6為本發(fā)明核心電路示意圖。
[0030]圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)程序流程圖。
[0031 ] 其中:I一神經(jīng)，2—第N個(gè)線圈，3—第N+1個(gè)線圈，4一線圈驅(qū)動(dòng)電路，5—線圈，6—控制信號(hào)電路，7—系統(tǒng)保護(hù)電路，8—供電系統(tǒng)，9 一控制信號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0033]為了提高電流經(jīng)顱磁刺激的安全性，本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)技術(shù)通常采用的大電流寬脈沖激勵(lì)方案，轉(zhuǎn)而以小電流作為激勵(lì)線圈的激勵(lì)電流。根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理，變化電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)在目標(biāo)介質(zhì)中激發(fā)的電流刺激與激勵(lì)線圈電流變化率正相關(guān)。本發(fā)明正是利用了該原理，用變化率大、幅值小的脈沖電流代替變化率小、幅值大的脈沖電流，達(dá)到相同的刺激效果。
[0034]在實(shí)際應(yīng)用中，小電流通過(guò)線圈往往存在刺激時(shí)間不足的問(wèn)題，本發(fā)明解決方案是通過(guò)采用多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式延長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0035]實(shí)施例1
[0036]以兩個(gè)線圈級(jí)聯(lián)為例:如圖1所示，利用級(jí)聯(lián)的第N個(gè)線圈2、第N+1個(gè)線圈3中電流衰減產(chǎn)生的瞬變磁場(chǎng)刺激神經(jīng)I。
[0037]本發(fā)明的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，該系統(tǒng)可細(xì)分為由一個(gè)控制芯片9同時(shí)控制的兩套相同的系統(tǒng)，其中一套系統(tǒng)包括線圈驅(qū)動(dòng)電路4以及分別與線圈驅(qū)動(dòng)電路4連接的線圈5、控制信號(hào)電路6、系統(tǒng)保護(hù)電路7、供電系統(tǒng)8。其中線圈驅(qū)動(dòng)電路4包括與線圈5串聯(lián)的充電電路、與線圈5并聯(lián)的放電電路以及尖峰吸收電路，充電電路、放電電路分別為線圈5提供充電、放電路徑，使線圈5中有變化的電流，進(jìn)而產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。控制芯片9為DSP5509，系統(tǒng)的工作過(guò)程中，控制芯片9將同時(shí)產(chǎn)生兩路控制信號(hào)，并分別控制兩套系統(tǒng)，所述控制信號(hào)為脈沖信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中控制芯片9也可以采用其他型號(hào)的DSP芯片或者單片機(jī)、FPGA(可編程門陣列)?？刂菩盘?hào)電路6利用控制芯片9控制線圈驅(qū)動(dòng)電路4的通、斷。系統(tǒng)保護(hù)電路8主要是過(guò)熱和過(guò)流的保護(hù)，當(dāng)電路系統(tǒng)中溫度過(guò)高或是電流過(guò)大時(shí)電路系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止工作。供電系統(tǒng)為12V穩(wěn)壓電源，但實(shí)際應(yīng)用中也可以采用開(kāi)關(guān)等成熟技術(shù)，將市電交流轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)工作所需的直流電。
[0038]本實(shí)施例的核心電路如圖6所示，其中電源PWR為供電系統(tǒng)8，電源PWR為系統(tǒng)提供12V穩(wěn)壓電源(圖6中為示出其具體電路)。線圈LI對(duì)應(yīng)圖5系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖中線圈5。電阻R6、二極管D5、可變電阻VR2、電阻Rl 1、二極管DlO、NMOS管Q4、地GND、二極管D11、電容C4、二極管Dl 2、電阻Rl 2構(gòu)成線圈驅(qū)動(dòng)電路4，其中充電電路包括依次與線圈LI串聯(lián)的二極管D5、可變電阻VR2、匪OS管Q4、地GND，其中NMOS管Q4作為線圈驅(qū)動(dòng)電路4的充電開(kāi)關(guān)，放電電路包括并聯(lián)于線圈LI兩端的由電阻R6、電阻R11、二極管DlO組成的串聯(lián)電路，尖峰吸收電路由二極管Dll、電容C4、二極管D12、電阻R12組成，其作用在于抑制尖峰脈沖對(duì)電路的影響?？刂菩盘?hào)電路6包括信號(hào)輸入端、與信號(hào)輸入端連接的光耦U4以及與光耦U4連接的由三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、電阻R17、電阻R18組成的推挽輸出電路，其中信號(hào)輸入端接入DSP5509芯片輸出的脈沖信號(hào)PAS—PULS，脈沖信號(hào)PAS—PULS經(jīng)光耦U4輸入到推挽輸出電路，最終通過(guò)電阻R15輸入到線圈驅(qū)動(dòng)電路4中NMOS管Q4的柵極，從而控制NMOS管Q4的漏極與源極的導(dǎo)通或截止，其中光耦U4通過(guò)電一光一電的轉(zhuǎn)換起到信號(hào)輸入、輸出的作用，另外光耦U4輸入輸出間互相隔離，而電信號(hào)傳輸又具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力，又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力，推挽輸出電路主要用于增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。本例核心電路除以上所述部分外均為系統(tǒng)保護(hù)電路8，系統(tǒng)保護(hù)電路8是過(guò)流和過(guò)熱的保護(hù)，通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)，由于保護(hù)電路屬于成熟技術(shù)，且本發(fā)明的改進(jìn)點(diǎn)與保護(hù)電路無(wú)關(guān)，故此處不再贅述保護(hù)電路電路的結(jié)構(gòu)。
[0039]本例電路的工作原理是，當(dāng)DSP5509芯片輸出的脈沖信號(hào)PAS—PULS為低電平時(shí)，光耦U4導(dǎo)通，脈沖信號(hào)PAS-PULS經(jīng)光耦U4輸入到推挽輸出電路放大并產(chǎn)生極性反轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑筝斎隬OS管Q4的柵極，由于匪OS管為高導(dǎo)通MOS管，當(dāng)其柵極輸入信號(hào)為高電平時(shí)其漏極與源極導(dǎo)通，如此充電電路完全導(dǎo)通，線圈LI開(kāi)始充電，當(dāng)DSP5509芯片輸出的脈沖信號(hào)PAS-PULS為高電平時(shí)，光耦U4截止，線圈LI通過(guò)放電電路開(kāi)始放電，線圈LI中電流衰減變化時(shí)即可產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)。另外，由于RL電路的時(shí)間常數(shù)T = L/R，通過(guò)調(diào)整線圈LI的電感值及充電電路的電阻值即可調(diào)整所述充電時(shí)間，通過(guò)調(diào)整線圈LI的電感值及放電電路的電阻值即可調(diào)整所述放電時(shí)間。
[0040]下面給出本發(fā)明所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法具體實(shí)施過(guò)程中第N個(gè)線圈2、第N+1個(gè)線圈3中的電流衰減示意圖。
[0041 ] 如圖2、圖3、圖4所示，圖中符號(hào)說(shuō)明如下:
[0042]Ias:第N個(gè)線圈的起始電流；
[0043]Iae3:第N個(gè)線圈的結(jié)束電流；
[0044]Ibs:第N+1個(gè)線圈的起始電流；
[0045]Ibe:第N+1個(gè)線圈的結(jié)束電流；
[0046]to:起始時(shí)間；
[0047]tas:第N個(gè)線圈放電開(kāi)始時(shí)間；
[0048]tae:第N個(gè)線圈放電結(jié)束時(shí)間；
[0049]tad:第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間；
[0050]tbs:第N+1個(gè)線圈放電開(kāi)始時(shí)間；
[0051 ] tbe:第N+1個(gè)線圈放電結(jié)束時(shí)間；
[0052]tbd:第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間；
[0053]t2:終止時(shí)間；
[0054]tab:第N個(gè)線圈與第N+1個(gè)線圈各自放電的交疊時(shí)間，即tab = tbs-tae;
[0055]tr:目標(biāo)恢復(fù)時(shí)間。
[0056]所述第N個(gè)線圈與第N+1個(gè)線圈為相鄰的兩個(gè)放電線圈且同一輪放電過(guò)程中第N個(gè)線圈先放電、第N+1個(gè)線圈后放電。若第N個(gè)線圈與第N+1個(gè)線圈在多個(gè)線圈中間的位置，則在第N個(gè)線圈開(kāi)始放電之前(S卩tas之前)可能有多個(gè)線圈已完成放電；同理，在第N+1個(gè)線圈開(kāi)始放電之后(即tbs之后)，可能有多個(gè)線圈繼續(xù)開(kāi)始放電。
[0057]所述目標(biāo)恢復(fù)時(shí)間tr是指:某個(gè)線圈放電并在目標(biāo)介質(zhì)中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該感應(yīng)電壓在目標(biāo)介質(zhì)中自由衰減到零的時(shí)間長(zhǎng)度。所述tr隨目標(biāo)介質(zhì)及所處狀態(tài)不同而不同。
[0058]首先，通常情況下，線圈放電結(jié)束后的電流為0，但不作絕對(duì)要求，只要是保持恒定即可。其次，多個(gè)線圈的起始電流并不要求一致，只要各自保持恒定即可。而且，第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間tad和第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間tbd也不要求一致，可視設(shè)計(jì)需要調(diào)整。
[0059]如圖2所示，1:0<1:￡^<1^<1:￡?3<1:1)(3<^2，此時(shí)tab>0，即當(dāng)?shù)贜個(gè)線圈2中的電流開(kāi)始衰減時(shí)第N+1個(gè)線圈3開(kāi)始衰減，第N個(gè)線圈2衰減結(jié)束后第N+1個(gè)線圈3仍繼續(xù)衰減，如此即可實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0060]如圖3所示，tQ<tas<tbs = tae<tbe<t2，此時(shí)tab = O，即第N個(gè)線圈2中的電流先開(kāi)始衰減，當(dāng)?shù)贜個(gè)線圈2衰減結(jié)束的同時(shí)第N+1個(gè)線圈3開(kāi)始衰減，第N+1個(gè)線圈3繼續(xù)衰減一段時(shí)間后結(jié)束，如此即可實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0061 ] 如圖4所示，tQ<tas<tae<tbs<tbe<t2且，此時(shí)tab<0，即第N個(gè)線圈2中的電流衰減結(jié)束后第N+1個(gè)線圈3中的電流開(kāi)始衰減，如此即可實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0062]在如圖4所不C狀態(tài)時(shí)相鄰兩個(gè)線圈中電流發(fā)減的時(shí)序不意圖的基礎(chǔ)之上，若?兩足“t0<tas<tae<tbS<tbe<t2，tab<(^|tab|蘭tr”，即第N+1個(gè)線圈3中的電流開(kāi)始衰減的時(shí)間距離第N個(gè)線圈2衰減結(jié)束的時(shí)間小于或等于第N個(gè)線圈2放電產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在目標(biāo)介質(zhì)中自由衰減到零的時(shí)間，則能更好的實(shí)現(xiàn)持續(xù)激勵(lì)的效果。
[0063]當(dāng)?shù)贜個(gè)線圈2、第N+1個(gè)線圈3中電流均衰減完成之后，系統(tǒng)又開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行充電，并再次重復(fù)以上衰減過(guò)程。
[0064]以上實(shí)施例中兩路脈沖信號(hào)PAS—PULS的時(shí)序由DSP5509芯片中事先設(shè)定好的程序控制，通過(guò)調(diào)整脈沖信號(hào)PAS—PULS的時(shí)序即可控制線圈5充電與放電的時(shí)刻以及線圈5之間的充放電間隙。
[0065]以此類推，根據(jù)需要可設(shè)置三個(gè)、四個(gè)甚至更多個(gè)線圈的級(jí)聯(lián)，原理同上，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的拓展。
[0066]實(shí)施例2
[0067]本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步優(yōu)化:本發(fā)明所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式可以是多個(gè)線圈均在充電完成后進(jìn)行逐個(gè)放電，也可以是多個(gè)線圈均在充電過(guò)程中通過(guò)線圈的充放電切換進(jìn)行循環(huán)放電。
[0068]以兩個(gè)均在充電完成后依次放電的相鄰線圈為例:具體的系統(tǒng)程序流程圖如圖7所示，首先初始化時(shí)鐘，即將DSP5509芯片上與控制信號(hào)電路連接的兩I/O口設(shè)置為高電平并延時(shí)^待系統(tǒng)穩(wěn)定之后將兩I/O口設(shè)置為低電平，即同時(shí)對(duì)兩個(gè)線圈進(jìn)行充電，充電完成之后再將第一個(gè)I/O 口設(shè)置為高電平，第一個(gè)I/O 口所連接的電路中的線圈5開(kāi)始電流衰減并產(chǎn)生的瞬變磁場(chǎng)，第一個(gè)I/O 口所連接的電路中的線圈5中的電流衰減完成之后再將第二個(gè)I/O 口設(shè)置為高電平，第二個(gè)I/O 口所連接的電路中的線圈5開(kāi)始電流衰減并產(chǎn)生的瞬變磁場(chǎng)，當(dāng)兩個(gè)線圈5中的電流均衰減完成之后程序再次回到初始化狀態(tài)即進(jìn)入下一輪工作，如此不斷循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。
[0069]以兩個(gè)均在充電過(guò)程中通過(guò)線圈的充放電切換進(jìn)行循環(huán)放電的相鄰線圈為例:通過(guò)軟件控制控制芯片中發(fā)出的兩路脈沖信號(hào)，設(shè)置其中一路信號(hào)設(shè)置為高電平時(shí)，另一路信號(hào)設(shè)置為低電平，使得一個(gè)線圈放電時(shí)另一個(gè)線圈充電，即通過(guò)兩個(gè)線圈互補(bǔ)的方式實(shí)現(xiàn)線圈的逐個(gè)依次無(wú)間隙的循環(huán)放電。
[0070]本實(shí)施例其他部分與實(shí)施例1相同，故不再贅述。
[0071]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，以小電流作為線圈的激勵(lì)電流，并通過(guò)快速切斷電流提高電流變化率以降低所需要的激勵(lì)電流幅值，從而在線圈周圍產(chǎn)生符合要求的瞬變電磁場(chǎng)，其特征在于:電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)通過(guò)采用多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式延長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)時(shí)間的拓展。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的方式是指:充電的多個(gè)線圈依次開(kāi)始放電并等效延長(zhǎng)放電結(jié)束時(shí)間，即多個(gè)線圈中第N個(gè)線圈其放電開(kāi)始時(shí)刻為tas、放電結(jié)束時(shí)刻為tae3，第N+I個(gè)線圈其放電開(kāi)始時(shí)刻為tbs、放電結(jié)束時(shí)刻為tbe，N為正整數(shù);所述tbs滯后于tas且tbe滯后丁.tae ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab =tbs_tae ;所述tab>0，即 tbs^H 目IJ 于tae ο4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第Ν+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab =tbs-tae ；所述tab = O，即 tbs與 tae吻合。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述第N個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間與第N+1個(gè)線圈放電持續(xù)時(shí)間的交疊時(shí)間為tab，tab =tbs_tae3;所述第N個(gè)線圈放電產(chǎn)生感應(yīng)電壓在目標(biāo)介質(zhì)中自由衰減到零的時(shí)間長(zhǎng)度為tr，tr>O ；所述tab<0且 I tab I 芻 tr。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述多個(gè)線圈級(jí)聯(lián)并依次放電的過(guò)程中線圈開(kāi)始放電前的起始電流和結(jié)束放電后的結(jié)束電流均為恒定電流。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)包括相互連接的線圈(5)、線圈驅(qū)動(dòng)電路(4)，線圈驅(qū)動(dòng)電路(4)包括分別與線圈(5)連接的充電電路、放電電路。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:通過(guò)調(diào)整線圈(5)的電感值及放電電路中的電阻值即可調(diào)整放電時(shí)間，通過(guò)調(diào)整放電電路中放電持續(xù)時(shí)間的參數(shù)調(diào)整電流變化率。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述線圈驅(qū)動(dòng)電路(4)還包括與線圈(5)連接的尖峰吸收電路。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于一種以多激勵(lì)源級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)時(shí)間拓展的電磁激勵(lì)方法，其特征在于:所述電磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)還包括分別與線圈驅(qū)動(dòng)電路(4)連接的控制信號(hào)電路(6)、系統(tǒng)保護(hù)電路(7)、供電系統(tǒng)(8)，所述線圈驅(qū)動(dòng)電路(4)、線圈(5)、控制信號(hào)電路(6)、系統(tǒng)保護(hù)電路(7)、供電系統(tǒng)(8)均設(shè)有一個(gè)以上，且與線圈(5)—一對(duì)應(yīng)連接的控制信號(hào)電路(6)還與控制芯片(9)連接，控制芯片(9)通過(guò)控制信號(hào)電路(6)向?qū)?yīng)的線圈(5)分別發(fā)出控制信號(hào)，控制信號(hào)的時(shí)序由計(jì)算機(jī)軟件中的延時(shí)程序控制。
【文檔編號(hào)】A61N2/04GK106075730SQ201610407269
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】劉冀成, 胡雅毅, 劉子菡, 陸繼慶, 牟翔永, 張崗
【申請(qǐng)人】成都信息工程大學(xué)