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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械,具体涉及一种实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒。
技术介绍
1、经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tdcs)是一种非侵入性的神经调控技术,通过在头皮上施加低强度直流电流来改变大脑神经元的兴奋性。tdcs的刺激强度通常在260微安~2毫安的范围内,其工作原理是基于极化效应,当阳极施加正向电流时,电刺激会增加脑区的兴奋性,促进神经元的放电活动,而阴极施加负向电流则对神经元的放电活动具有抑制作用,降低脑区的兴奋性。tdcs被广泛研究和应用于神经科学、神经康复和临床治疗等,它被认为具有潜在的治疗效果,可用于改善认知功能、情绪调节、疼痛管理和神经康复等。
2、传统tdcs使用两个较大尺寸(25~35cm2)的矩形或圆形电极,其中一个为施加低强度直流电流的刺激电极,另一个为返回电极,这样的电极组合会导致施加的电流在头皮和脑组织中扩散范围较广,导致产生的电场在脑区范围内分布不均匀,难以实现精确的定位和调节。为了改善定位精度,拥有高聚焦性和定位精度的“4×1”环形刺激电极(包括1个刺激电极和4个返回电极)得到诸多研究和应用,但是现有的高聚焦性环形电极在使用过程中仍存在以以下不足:
3、(a)当现有的高聚焦性环形电极需要根据不同的刺激目的来改变刺激电极与返回电极面积、间距参数时,只能重新进行电极更换、电极定位、参数调整等操作,操作步骤较多且效率低。
4、(b)刺激电极和头皮接触面上的电场和电流分布不均匀的问题依旧存在,由于
5、(c)现有的高聚焦性环形电极的导电材料(如电力复合脂)的添加方式通常使用注射器将导电材料注射到刺激电极与头皮之间或者用充满导电材料的海绵放置在刺激电极与头皮之间,前者难以使导电材料均匀分布于刺激电极与头皮之间,且导电材料容易四散溢流,后者无法减弱头发的影响,从而降低刺激的有效性。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷,本专利技术拟解决的技术问题是,提供一种实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒。
2、本专利技术解决所述技术问题采用如下的技术方案:
3、一种实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,包括下部仓体和盖合在下部仓体上的上部盖体;
4、所述上部盖体的中心设有圆盘电极片,并以圆盘电极片为中心沿径向从内到外设有多个同心环电极片,圆盘电极片被均匀分割为至少四个扇形电极片,各同心环电极片分别被均匀分割为至少四个弧形电极片,相邻扇形电极片、相邻扇形电极片与弧形电极片以及相邻弧形电极片之间分别设有绝缘层;
5、所述下部仓体设有与各扇形电极片和弧形电极片一一对应的小仓体,小仓体用于填充电力复合脂;每个小仓体的上部设有横板,将小仓体分隔为上仓体和下仓体,上仓体无顶面,下仓体内设有多个空心柱体,空心柱体与横板贯通。
6、进一步的,所述空心柱体呈塔状,由多层半径渐变的空心筒组成,越远离横板的空心筒的半径越小,除最远端的空心筒外,其余空心筒的侧面均匀分布有多个孔洞,最远端的空心筒无底面。
7、进一步的,所述组合电极盒包括5~20个同心环电极片,各同心环电极片的宽度和厚度分别相等,且同心环电极片的宽度和厚度分别与圆盘电极片的半径和厚度相等。
8、所述同心环电极片的宽度以及圆盘电极片的半径均为2~10mm,同心环电极片以及圆盘电极片的厚度均为4~6mm。
9、进一步的,下部仓体采用绝缘橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯制成。
10、进一步的,所述绝缘层采用绝缘橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯制成,绝缘层的厚度为0.1~0.2mm。
11、进一步的,各扇形电极片和弧形电极片分别由控制单元的独立通道控制,使用时选取至少组成一个同心环电极片的四个弧形电极片或组成圆盘电极片的四个扇形电极片作为刺激电极,选取至少组成一个同心环电极片的四个弧形电极片作为返回电极,刺激电极位于返回电极内侧,刺激电极的控制模型为:
12、ii=ωiiin (1)
13、ωi=si/s (2)
14、其中,ii表示施加到第i个刺激电极上的电流,iin表示施加的总刺激电流,ωi表示第i个刺激电极的权重系数,si表示第i个刺激电极的面积,s表示所有刺激电极的总面积;
15、返回电极的控制模型为:
16、φk=0 (3)
17、其中,φk表示第k个返回电极的电动势。
18、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
19、1.本专利技术在上部盖体上设有圆盘电极片和多个同心环电极片,每个圆盘电极片又被等分为多个扇形电极片,同心环电极片被等分为多个弧形电极片,各个扇形电极片和弧形电极片相互独立,通过控制单元的独立通道进行控制,因此使用时可以根据需求灵活方便快捷地改变刺激电极与返回电极的面积、间距等参数,进而改变电场在大脑皮层中的分布。相较于传统的整体电极片,本专利技术改变刺激电极与返回电极的面积、间距等参数更加方便高效,不需要重新进行电极更换、电极定位等操作。
20、2.相邻扇形电极片、相邻扇形电极片与弧形电极片、以及相邻弧形电极片之间通过绝缘层相互隔离,位于电极片下方的小仓体由四周的阻隔壁围合而成,不仅能阻止填充在小仓体内的电力复合脂向外溢流,提高刺激的有效性,而且刺激电极上的电流仅通过其下方对应的小仓体内的电力复合脂流入头皮,使各电极片起到单独作用的目的,这样可以使整体刺激区域上的电流分布更均匀;相比于传统的整体电极片,本专利技术的刺激电流通过相应的扇形电极片或/和弧形电极片流入头皮,因头皮与电极电导率差异而容易聚集电流的电极片边缘区域的整体面积得以增加,进而得以降低头皮与刺激电极接触区域边缘的电流密度。
21、3.下部仓体内设有多个用于穿过头发的空心柱体,以降低头发电阻对刺激效果的影响。电力复合脂能够从空心柱体的椭圆形孔洞以及空心柱体的底部流出,使电力复合脂在电极片与头皮之间分布更均匀,进一步提高刺激的有效性。
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1.一种实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,包括下部仓体和盖合在下部仓体上的上部盖体;
2.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述空心柱体呈塔状,由多层半径渐变的空心筒组成,越远离横板的空心筒的半径越小,除最远端的空心筒外,其余空心筒的侧面均匀分布有多个孔洞,最远端的空心筒无底面。
3.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述组合电极盒包括5~20个同心环电极片,各同心环电极片的宽度和厚度分别相等,且同心环电极片的宽度和厚度分别与圆盘电极片的半径和厚度相等。
4.根据权利要求3所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述同心环电极片的宽度以及圆盘电极片的半径均为2~10mm,同心环电极片以及圆盘电极片的厚度均为4~6mm。
5.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,下部仓体采用绝缘橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯制成。
6.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的
7.根据权利要求1~6任一所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,各扇形电极片和弧形电极片分别由控制单元的独立通道控制,使用时选取至少组成一个同心环电极片的四个弧形电极片或组成圆盘电极片的四个扇形电极片作为刺激电极,选取至少组成一个同心环电极片的四个弧形电极片作为返回电极,刺激电极位于返回电极内侧,刺激电极的控制模型为:
...【技术特征摘要】
1.一种实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,包括下部仓体和盖合在下部仓体上的上部盖体;
2.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述空心柱体呈塔状,由多层半径渐变的空心筒组成,越远离横板的空心筒的半径越小,除最远端的空心筒外,其余空心筒的侧面均匀分布有多个孔洞,最远端的空心筒无底面。
3.根据权利要求1所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述组合电极盒包括5~20个同心环电极片,各同心环电极片的宽度和厚度分别相等,且同心环电极片的宽度和厚度分别与圆盘电极片的半径和厚度相等。
4.根据权利要求3所述的实现高聚焦性经颅直流电刺激的组合电极盒,其特征在于,所述同心环电极片的宽度以及圆盘电极片的半径均为2~10mm,同心环电极...
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