TMS設備是一種使用高壓儲能電容器瞬時放電磁場線圈以產(chǎn)生脈沖磁場的設備,脈沖磁場作用于神經(jīng)系統(tǒng)以產(chǎn)生刺激。目前用于治療的常見TMS設備主要包括三個部分:刺激主機、刺激線圈和冷卻系統(tǒng)。
刺激主機
經(jīng)顱磁刺激儀的主機電路都由充電電路、 儲能電容、脈沖控制電路以及可控硅開關幾部分構成。TMS設備產(chǎn)生高強度、快速時變的脈沖磁場主要靠高壓儲能電容充電后向刺激線圈放電, 由線圈產(chǎn)生的時變磁場,其變化率可達到幾萬特斯拉 / 秒(幾十 kT/s)。
刺激線圈
磁場刺激線圈是 TMS 的關鍵部件,磁刺激的強度、作用深度、刺激范圍、聚焦特性都與刺激線 圈有很大的關系,涉及線圈的幾何形狀、大小、電流方向、冷卻方式、厚度與重量、空心線圈與鐵心線圈。為科研設計的線圈要求外形重量一樣的真刺激與偽刺激線圈,以便隨機雙盲對照的需要。
8字形線圈
8字形線圈是在一個平面上把兩個圓 形線圈邊靠邊放置,一個線圈的電流方向順時針, 另一個為逆時針方向,兩線圈中間連接處的電流方向一致,線圈的匝數(shù)相加,磁場強度與方向也疊加在一起,所以中間聯(lián)合處的磁感應強度最大,刺 激面積小,刺激深度比較淺,有聚焦刺激的作用。 一般用于科研和要求定位比較嚴格的功能區(qū)制圖,也可以用于治療,但刺激面積與刺激強度比較小。
圓形線圈
自從 1985 年 TMS 誕生到現(xiàn)在 一直都在使用的線圈,刺激面積大,同等的輸出刺激作強,很容易引出運動誘發(fā)電位,也適合于刺 激外周神經(jīng)。用于常規(guī)檢查和治療,在高頻刺激時,由于線圈作用面積大,容易對神經(jīng)刺激產(chǎn)生時 間和空間疊加作用,達到強刺激的效果。
雙錐形線圈
由兩個電流方向相反的圓形 線圈大約成 90 度的角度靠在一起,中間點的磁場向量疊加后大于平面的“8”字形線圈,線圈按一 般人頭顱大小與弧面,盡量與頭型吻合,局部刺激
的強度高,聚焦性不如“8”字形線圈,最大特點是刺激深度大,適合于直接刺激支配盆底肌、下肢肌肉的運動皮質,可用于脊髓手術的監(jiān)控。
偽線圈
為了檢驗 TMS 的刺激效果,臨床需要做雙盲實驗,需要有與真線圈一樣的偽線圈作為對照。
英智TMS偽刺激系統(tǒng)將真?zhèn)未碳ぞ€圈組集成在同一線圈內,設備通過讀取IFM刺激卡的屬性智能切換真?zhèn)屋敵?。偽刺激線圈采用特殊纏繞工藝,外加物理屏蔽層,可實現(xiàn)同等輸出強度下,到達刺激靶點磁感應強度接近于0??蓪崿F(xiàn)真正的隨機、雙盲、多中心研究,滿足臨床研究中對結果準確性、可靠性和一致性的要求。英智TMS偽刺激系統(tǒng)除了克服不能實現(xiàn)單面實行真?zhèn)未碳嶒灥娜毕萃?,還建立了智能化隨機分組及智能化真?zhèn)未碳ぽ敵龇桨浮?/span>
冷卻系統(tǒng)
經(jīng)顱磁刺激設備產(chǎn)生高強度、快速時變的脈沖磁場,根據(jù)能量守恒定律,在這個轉化過程中電能不能完全轉化成磁能,損失的能量最終以熱能的形式進行釋放。在不同的發(fā)展階段,出現(xiàn)了自然冷卻、風冷、液體外冷和液體內冷等多種散熱方式。
頻率越高、連續(xù)刺激的時間越長,線圈拍表面產(chǎn)生的熱量就更高。按照醫(yī)療設備安全標準,TMS磁場刺激線圈是有可能接觸到人體的部件,其表面溫度應該控制在40℃以下,且必須安裝溫控裝置。所以,超強的冷卻系統(tǒng)是檢驗經(jīng)顱磁刺激儀能夠安全穩(wěn)定長時間連續(xù)工作的核心標準。