CN108014420B - 一种可对手柄姿态进行定位的经颅磁刺激仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种磁刺激仪，所述磁刺激仪包括传感单元、处理单元和显示单元，所述传感单元用于检测刺激仪手柄的空间相对角度，并将检测信号发送给处理单元，所述处理单元根据所述检测信号得到所述手柄的姿态信息，所述显示单元可以用于显示该手柄的姿态信息。本发明的磁刺激仪可以自动对手柄的姿态进行定位，防止了操作者将手柄以错误的姿态对准患者，使得患者待治疗的部位始终正对手柄磁场区，避免医疗事故的发生，同时由于处理单元可以实时分析手柄的姿态是否正确，并引导操作者对手柄姿态进行修正，并引导操作者对手柄姿态进行修正，同时自定义手柄的初始姿态的功能提高了磁刺激仪手柄的实用性。

Description

一种可对手柄姿态进行定位的经颅磁刺激仪

技术领域

本发明涉及经颅磁刺激仪技术领域，尤其涉及一种可对手柄姿态进行定位的经颅磁刺激仪。

背景技术

经颅磁刺激仪是一种无痛、无创的绿色治疗方法，经颅刺激仪产生的磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，实际应用中并不局限于头脑的刺激，外周神经肌肉同样可以刺激. 这种技术是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统（主要是大脑），改变皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。

磁刺激仪在工作过程中，手柄上会有一个磁场最强的部位，这个部位一般是线圈所在的位置。一般在手柄面向患者的一侧外壳表面标有十字标识，指示出该磁场最强的位置，为了保证最佳的治疗效果，医生需要将该磁场最强的部位对准患者头部需要治疗的位置。例如在磁刺激治疗患者头部时，根据患者不同的治疗需求，会有针对性的对患者左脑区域和右脑区域进行刺激治疗，由于目前磁刺激仪的治疗过程中，医护人员需要手握刺激仪的手柄，由于疲劳或手臂不自觉地移动，导致刺激仪手柄磁场区对准患者的部位发生改变，如果应该刺激左脑区域却误刺激右脑区域，或应该刺激右脑区域却误刺激左脑区域，由于在磁刺激治疗上左脑和右脑的刺激区域差异巨大，如果刺激区域错误可能得不到治疗的效果，严重地会造成患者伤亡，后果非常严重，而目前磁刺激仪并没有针对手柄姿态监测的功能。

发明内容

本发明提出一种磁刺激仪，所述磁刺激仪具有手柄，其特征在于，所述磁刺激仪包括：传感单元、处理单元，所述传感单元用于检测手柄的空间相对角度，并将角度检测信号发送给处理单元，所述处理单元根据所述检测信号得到所述手柄的姿态信息。所述处理单元根据所接收到的所述空间相对角度的角度检测信号计算得到获得手柄在空间的相对角度值。

进一步地，所述磁刺激仪手柄还具有显示单元，所述显示单元可以用于显示该手柄的姿态信息。

进一步地，所述传感单元为安装在手柄中的陀螺仪，所述手柄的姿态信息为所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值。

进一步地，显示单元可以显示手柄的三维模型，所述三维模型有三个转动量，分别对应所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值。

进一步地，所述处理单元为手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定阈值范围，并根据得到的所述手柄的相对角度值是否在角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态。

进一步地，所述显示单元显示至少一个显示模型，通过所述显示模型的颜色变化提示所述手柄姿态是否正确。

进一步地，所述显示模型为二维的十字、方形、圆形、椭圆形、手柄的二维平面图，或者三维的立方体、柱体、十字、球体、椭球体、手柄的三维模型。

进一步地，所述磁刺激仪还包括语音单元，所述语音单元可以通过语音将手柄姿态是否正确的判断结果提示操作者，还可以通过语音引导操作者进行手柄的姿态校正。

进一步地，所述处理单元可以对角度阈值进行初始化，所述处理单元允许将手柄的任意姿态作为初始姿态，并且根据该初始姿态下手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定角度阈值范围，并根据得到的所述手柄的相对角度值是否在所述角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态。

进一步地，所述磁刺激仪包括报警单元，当处理单元判断手柄的姿态错误时报警单元进行报警。

本发明的磁刺激仪可以自动对手柄的姿态进行定位，防止了操作者将手柄以错误的姿态对准患者，使得患者待治疗的部位始终正对手柄磁场区，避免医疗事故的发生，同时由于处理单元可以实时分析手柄的姿态是否正确，可以直观地将判断结果告知操作者，并引导操作者对手柄姿态进行修正，同时自定义手柄的初始姿态的功能提高了磁刺激仪手柄的实用性。

附图说明

图1为本发明磁刺激仪手柄朝向患者一侧示意图；

其中，手柄1，十字标识2。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步说明。

在一个实施例中，本发明的磁刺激仪手柄上会有一个磁场最强的部位，这个部位一般是线圈所在的位置，这个位置在手柄朝向患者一侧外壳上标有十字标识。所述磁刺激仪包括：传感单元、处理单元，所述传感单元用于检测手柄的空间相对角度，并将检测信号发送给处理单元，所述处理单元根据所述检测信号计算得到所述手柄的姿态信息，例如所述姿态信息为手柄在空间的相对角度值。所述处理单元可以为磁刺激仪的主机处理器，也可以为小型处理器，例如单片机、DSP或者MCU单元。

在一个实施例中，所述磁刺激仪手柄还具有显示单元，如设置在手柄上表面的液晶显示屏，所述显示单元可以用于显示该手柄的姿态信息，具体地，所述显示屏用于显示处理单元计算所得的手柄在空间的相对角度值。

进一步的实施例中，所述传感单元为安装在手柄中的三轴陀螺仪，所述陀螺仪检测手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度，并将检测信号发送给处理单元，处理单元计算得到所述手柄的姿态信息为所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值。

在很多时候，操作者如果只看见显示屏显示的手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值并不能清楚地知晓当前手柄的姿态是否正确，操作者也不清楚在持握手柄的过程中，手柄的姿态是否产生位移，这是因为操作者的注意力在患者待治疗的部位，对于显示屏上显示的角度值并不能立刻直观判断出手柄的姿态，这就需要处理单元将计算的角度值进行进一步的转换。在一个实施例中，所述处理单元可以判断手柄的姿态是否正确，具体地，所述处理单元为手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定阈值范围，通过判断计算得到的所述手柄的相对角度值是否在角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态，例如设定的手柄处于正确的姿态下相对于XYZ三个轴的相对角度值为（45°、45°、60°），处理单元为三个角度值设定的阈值均为±3°，即如果实时计算得到手柄相对于XYZ三个轴的相对角度值在（45°±3°、45°±3°、60°±3°）阈值范围之内，处理单元均判断手柄处于正确的姿态下，否则处于不正确的姿态下。所述显示单元将判断的结果进行显示，显示的方式以可以直观告知操作者手柄的姿态是否正确为准。可选实施例中，显示单元可以将角度值以不同的颜色进行显示，角度正确时以绿色显示，角度错误时以红色显示；可选实施例中，显示单元可以以文字提示某个角度值不正确。其他实施例中，所述磁刺激仪包括报警单元，当处理单元判断手柄的姿态错误时报警单元进行报警，所述报警可以为蜂鸣或警示音提示，或者警示灯提示，所述警示灯可以为三个，分别针对三个相对角度值。

在其他实施例中，本发明的磁刺激仪可以通过其他的方式直观地展示手柄的姿态信息，而不必仅显示手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值。在一个实施例中，显示单元可以显示手柄的三维模型，所述三维模型有三个转动量，分别对应所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值，或者显示单元显示手柄的二维模型，将所述三维模型或二维模型的不同区域以不同的颜色显示代表不同的角度值，例如手柄处于正确的姿态时模型整体以蓝色显示，如果手柄左倾，则手柄左侧接近患者，右侧远离患者，则所述模型左部以红色显示，而右部以黄色显示，操作者看到模型颜色的变化，不仅能够直观地认识到手柄处于不正确的姿态，还可以快速知晓校正方向，即让手柄红色的部分远离患者，黄色部分接近患者。在可替代的实施例中，显示单元可以选择更简单的方式，例如显示单元显示至少一个显示模型，通过所述显示模型的颜色变化提示所述手柄姿态是否正确，即所述手柄处于正确姿态时，所述显示模型以安全色显示，优选为蓝色或绿色，当手柄处于不正确的姿态时，所述显示模型以警示色显示，优选为红色、黄色或橘色，进一步地，所述显示模型可以部分以警示色显示，部分以安全色显示。所述显示模型为二维的十字、方形、圆形、椭圆形，或者三维的立方体、柱体、十字、球体、椭球体。进一步地，所述变化的颜色深浅代表手柄当前相对于空间XYZ三个轴的相对角度值与设定值之间的差值大小，以二维十字为例，当手柄处于正确的姿态时所述十字整体以绿色显示，如果手柄左倾，则手柄左侧接近患者，右侧远离患者，则所述十字左部以红色显示，而右部以黄色显示，操作者看到模型颜色的变化，不仅能够直观地认识到手柄处于不正确的姿态，还可以快速知晓校正方向，即让手柄左侧红色的部分远离患者，手柄右侧黄色部分接近患者，而保持手柄上下两个方向的静止。如果红色的程度越深，代表手柄左侧偏离正确位置的程度，从而给操作者以姿态校正的指引，可以理解的是，这种通过颜色变化告知手柄姿态信息的方式适用于上述任意显示模型。

进一步地，所述磁刺激仪还包括语音单元，所述语音单元可以通过语音将手柄姿态是否正确的判断结果提示操作者，还可以通过语音引导操作者进行手柄的姿态校正。

在上述的实施方式中，操作者通常将手柄对准患者某个部位，并持握手柄保持一段时间，由于患者的胖瘦、坐高、体态、需要治疗的部位不同，在判断手柄姿态是否正确时，需要将实时计算获得的手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值与阈值范围进行比较，如果在阈值范围内即为正确的姿态，但是手柄的初始位置各不相同，操作者并不知晓各个初始位置手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值，因此难以通过设定阈值范围的方式判断手柄是否处于正确的姿态。在一个实施例中，所述处理单元可以对手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值进行初始化，所述处理单元允许将手柄的任意姿态作为初始姿态，并且根据该初始姿态下手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定相对角度值的阈值范围，并将实时计算得到的所述手柄的相对角度值是否在所述角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态。例如，所述手柄上具有初始化装置，其可以为硬件按键、触摸屏的按键，操作者在操作时，先调整手柄的姿态，调整完毕后，按下所述按键，所述处理单元将将此时手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值（45°、45°、60°）作为手柄在初始化姿态的基准值，并设定阈值范围为（45°±3°、45°±3°、60°±3°），如果在治疗的过程中，处理单元实时计算得到的手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值在该阈值范围之内，则判断手柄处于正确的姿态，否则处于不正确的姿态。本实施例自定义手柄初始姿态的功能允许操作者将任意手柄的姿态作为初始化姿态，并监视手柄偏离该初始姿态的程度，大大加强了其实用性。

以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种磁刺激仪，所述磁刺激仪具有手柄，其特征在于，所述磁刺激仪包括：传感单元、处理单元，所述传感单元用于检测手柄的空间相对角度，并将检测信号发送给处理单元，所述处理单元根据所述检测信号得到所述手柄的姿态信息；所述传感单元为安装在手柄中的陀螺仪，所述手柄的姿态信息为所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值；

所述磁刺激仪手柄还具有显示单元，所述显示单元可以用于显示该手柄的姿态信息；

所述处理单元为手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定阈值范围，并根据得到的所述手柄的相对角度值是否在角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态；所述显示单元显示至少一个显示模型，通过所述显示模型不同区域显示不同的颜色以展示所述手柄姿态是否正确。

2.如权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，显示单元可以显示手柄的三维模型，所述三维模型有三个转动量，分别对应所述手柄相对于空间XYZ三个轴的相对角度值。

3.如权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，所述显示模型为二维的十字、方形、圆形、椭圆形、手柄的二维模型，或者三维的立方体、柱体、十字、球体、椭球体、手柄的三维模型。

4.如权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，所述磁刺激仪还包括语音单元，所述语音单元可以通过语音将手柄姿态是否正确的判断结果提示操作者，还可以通过语音引导操作者进行手柄的姿态校正。

5.如权利要求2所述的磁刺激仪，其特征在于，所述处理单元可以对角度阈值进行初始化，所述处理单元允许将手柄的任意姿态作为初始姿态，并且根据该初始姿态下手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值分别设定角度阈值范围，并根据得到的所述手柄的相对角度值是否在角度阈值范围之内判断手柄是否处于正确的姿态；所述手柄上具有初始化按键，当按下所述按键时，所述处理单元将此时手柄在空间相对于XYZ三个轴的相对角度值作为手柄在初始化姿态的基准值。

6.如权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，所述磁刺激仪包括报警单元，当处理单元判断手柄的姿态错误时报警单元进行报警。