專利名稱：經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及經(jīng)顱磁刺激技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置。
背景技術(shù)：
[0002]經(jīng)頡磁刺激(Transcranial magnetic stimulation,TMS)是一種脈沖磁場經(jīng)過盧頁骨，在顱內(nèi)誘發(fā)感應(yīng)電流對大腦皮層的一種刺激方法，具有無痛、無損傷、操作簡便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，得到臨床廣泛應(yīng)用。所謂“經(jīng)顱”是說明磁信號可以無衰減地透過顱骨而刺激到大腦皮質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中并不局限于顱內(nèi)神經(jīng)的刺激，外周神經(jīng)肌肉同樣可以刺激，所以統(tǒng)稱為“磁刺激”。[0003]磁刺激是一種物理刺激形式，它是利用線圈中的時變電流，產(chǎn)生高強(qiáng)度時變脈沖磁場，時變脈沖磁場的磁力線在顱內(nèi)受到導(dǎo)電組織的切割,產(chǎn)生感應(yīng)電場和感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使可興奮的神經(jīng)細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生去極化(興奮)。[0004]目前常用磁刺激的方法是通過電容器儲存電能，再通過電子開關(guān)向刺激線圈放電，脈沖大電流通過線圈時形成強(qiáng)脈沖磁場，線圈周圍的導(dǎo)體切割磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而達(dá)到刺激的目的。由于要獲得強(qiáng)磁場，需要對線圈施加一幾百伏甚至幾千伏的高壓脈沖，且線圈的電阻要盡量小，大致為千分之幾歐姆，線圈放電時在線圈上產(chǎn)生數(shù)千至上萬安培的瞬時大電流，將使線圈發(fā)熱，若連續(xù)放電，將會使線圈的溫度不斷上升，嚴(yán)重時可灼傷病人，由此限制了臨床治療需要長時間刺激的時間，縮小了臨床應(yīng)用范圍。此外，溫度過高還會影響線圈的性能，降低線圈的絕緣強(qiáng)度，甚至損壞刺激線圈。因此線圈的散熱是磁刺激系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題。[0005]目前，刺激線圈的散熱一般采用的冷卻方式有:軸流風(fēng)扇冷卻和液循環(huán)冷卻兩種。風(fēng)扇冷卻是將發(fā)熱的線圈用風(fēng)扇直接對著吹風(fēng)，風(fēng)扇通過增加空氣對流將熱量吹走，但是風(fēng)扇散熱會帶入大量的灰塵到刺激線圈，灰塵的堆積會形成絕熱層，使得刺激線圈的散熱效果差，同時會破壞線圈的絕緣強(qiáng)度。[0006]液體冷卻方式把冷卻液體作為導(dǎo)熱散熱的介質(zhì)，通過循環(huán)泵，將由水箱的液體經(jīng)過刺激線圈、散熱器和風(fēng)吹散熱器使循環(huán)液體冷卻達(dá)到線圈散熱，其散熱效果較好，但是線圈與液體之間的絕緣容易出現(xiàn)問題，存在潛在的線圈短路、漏電、釀成嚴(yán)重醫(yī)療事故的風(fēng)險，并且液體循環(huán)散熱系統(tǒng)需要動力水泵，水箱、散熱器、風(fēng)扇，其噪音大，系統(tǒng)復(fù)雜，造價昂蟲貝ο實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全高效的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，以克服現(xiàn)有的風(fēng)冷與液體冷卻的缺陷。[0008]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，設(shè)置在刺激線圈結(jié)構(gòu)上，所述刺激線圈結(jié)構(gòu)包括殼體、倒U型的磁芯及兩刺激線圈，所述磁芯的兩端分別插入兩刺激線圈的中心孔內(nèi)；該半導(dǎo)體冷卻裝置包括:半導(dǎo)體制冷片及外散熱器，所述半導(dǎo)體制冷片具有冷端和與所述冷端串聯(lián)的熱端，所述冷端和熱端分別設(shè)置在所述殼體的內(nèi)外側(cè)，冷端朝向需要制冷的刺激線圈端，熱端與所述外散熱器緊密連接；冷端從所述刺激線圈端吸收的熱量，通過熱端傳遞給所述外散熱器向外散出。優(yōu)選地，該經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置還包括位于所述殼體內(nèi)的翼狀的內(nèi)散熱片，所述內(nèi)散熱片為導(dǎo)熱非磁性材料；所述冷端通過所述翼狀的內(nèi)散熱片跨在所述刺激線圈及磁芯的上方。優(yōu)選地，所述冷端通過導(dǎo)熱硅脂緊密接觸所述內(nèi)散熱器表面。優(yōu)選地，所述殼體內(nèi)于所述半導(dǎo)體制冷片的冷端與磁芯之間的空腔內(nèi)設(shè)有冷卻液。優(yōu)選地，所述冷卻液至少為惰性液體或高壓絕緣油。優(yōu)選地，該經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置還包括用于檢測及控制所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流的恒溫調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)刺激線圈的溫度升高時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置增加所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流；當(dāng)刺激線圈的溫度降低時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置減少所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流。優(yōu)選地，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置還用于當(dāng)所述刺激線圈的溫度超過額定值時，輸出報
警信號。優(yōu)選地，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器和反饋控制電路，所述溫度傳感器與所述刺激線圈接觸，用于檢測該刺激線圈的溫度；所述反饋控制電路與所述溫度傳感器及所述半導(dǎo)體制冷片的供電電路連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流。優(yōu)選地，所述外散熱器內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇。本實(shí)用新型提出的一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，與傳統(tǒng)的對發(fā)熱電子元器件散熱的風(fēng)扇、散熱片、熱管等被動散熱方式相比，利用具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體制冷片，在通電時具有制冷功能，主動吸收刺激線圈工作時產(chǎn)生的大量熱量，從而提高了刺激線圈的散熱效果，而且體積小、重量輕、無污染、低噪音，低造價、溫度控制方便等，從而使刺激線圈的工作時間延長，達(dá)到長時間刺激的目的。

圖1是本實(shí)用新型經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置與刺激線圈裝配后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型圖1的主視圖(未帶刺激線圈手柄);圖3是圖2中A-A方向剖視圖(帶刺激線圈手柄)；圖4是圖2中B-B方向剖視圖(帶刺激線圈手柄)。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0024]請一并參照圖1至圖4所示，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提出一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，設(shè)置在刺激線圈結(jié)構(gòu)上，所述刺激線圈結(jié)構(gòu)包括殼體10、倒U型的磁芯5及兩刺激線圈6，殼體10上設(shè)置有刺激線圈手柄8，兩刺激線圈6左右排列，磁芯5位于兩刺激線圈6的上方，且磁芯5的兩端分別插入兩刺激線圈6的中心孔內(nèi)。[0025]本實(shí)施例中，半導(dǎo)體冷卻裝置包括:半導(dǎo)體制冷片I及外散熱器3，外散熱器3內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇2 ;所述半導(dǎo)體制冷片I具有冷端和與所述冷端串聯(lián)的熱端，所述冷端和熱端分別設(shè)置在所述殼體10的內(nèi)外側(cè)，冷端朝向需要制冷的刺激線圈6端，熱端與所述外散熱器3緊密連接；冷端從所述刺激線圈6端吸收的熱量，通過熱端傳遞給所述外散熱器3向外散出。[0026]具體安裝時，半導(dǎo)體制冷片I通過翼狀的內(nèi)散熱片9跨在刺激線圈6及磁芯5的上方，半導(dǎo)體制冷片I是通過翼狀的內(nèi)散熱片9導(dǎo)熱，起傳導(dǎo)線圈熱量的作用。半導(dǎo)體制冷片I的熱端向外，緊密接觸外散熱器3 ;半導(dǎo)體制冷片I的冷端通過導(dǎo)熱硅脂緊密接觸所述內(nèi)散熱片9表面。[0027]該翼狀的內(nèi)散熱片9位于刺激線圈6結(jié)構(gòu)的殼體10內(nèi)，所述內(nèi)散熱片9為導(dǎo)熱良好的非磁性材料，比如銅鋁等材料。同時，在所述殼體10內(nèi)于所述半導(dǎo)體制冷片I和內(nèi)散熱片9與磁芯5之間的空腔內(nèi)設(shè)有冷卻液4，內(nèi)散熱片9位于磁芯5和冷卻液4兩邊，起增加導(dǎo)熱的作用，以增加半導(dǎo)體制冷片I的吸熱和散熱效果。[0028]上述冷卻液4可以采用惰性液體或高壓絕緣油，或者其他導(dǎo)熱絕緣液體；該冷卻液4在密封的刺激線圈6的殼體10內(nèi)不揮發(fā)、不膨脹、也不會對刺激線圈6的絕緣產(chǎn)生影響，從而消除了潛在的不安全隱患。[0029]上述銅鋁等材料制成的內(nèi)散熱片9還可以增加與刺激線圈6的殼體10內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻液4的接觸面積，增加導(dǎo)熱效果。[0030]本實(shí)施例半導(dǎo)體制冷片I具體采用一串聯(lián)的PN結(jié)半導(dǎo)體制冷片i，該半導(dǎo)體制冷片I是以碲化鉍為基體的三元固溶體合金。[0031]本實(shí)施例通過半導(dǎo)體制冷片I進(jìn)行散熱的工作原理為:[0032]半導(dǎo)體制冷片I在通過一定方向的直流電時形成熱端與冷端，冷熱兩端會產(chǎn)生溫差，且溫差隨電流的增大而增加，一般可產(chǎn)生60度左右的溫差。刺激線圈6內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可通過惰性導(dǎo)熱液體或高壓絕緣油等冷卻液4在刺激線圈6的殼體10內(nèi)部冷熱對流，自然循環(huán)，均勻散熱。刺激線圈6殼體10外安裝的外散熱器3則可通過空氣對流、輻射、傳導(dǎo)等各種方式向外散熱。[0033]具體地，半導(dǎo)體制冷片I的熱端即P型半導(dǎo)體連接刺激線圈6的殼體10外的外散熱器3，而冷端即N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體串聯(lián)，形成一個熱電偶對，當(dāng)給電偶對通以直流電流時，就會有能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體的接頭時吸收熱量，由P型半導(dǎo)體流向N型半導(dǎo)體接頭時釋放熱量，所以將需要冷卻的刺激線圈6放到本裝置的冷端，便可以將其熱量帶走，半導(dǎo)體制冷片I的工作電流越大，則制冷效果越好。[0034]此外，為了保證半導(dǎo)體制冷片I正常工作，達(dá)到更好的散熱效果，還可以在刺激線圈結(jié)構(gòu)中置入溫度傳感器來檢測刺激線圈6的工作電流，在允許的工作溫度內(nèi)(比如小于43度)對刺激線圈6的工作電流做恒溫調(diào)節(jié)。[0035]具體地，在本實(shí)施例裝置中，還可以設(shè)置用于檢測及控制所述半導(dǎo)體制冷片I的工作電流的恒溫調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)刺激線圈6的溫度升高時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置增加所述半導(dǎo)體制冷片I的工作電流；當(dāng)刺激線圈6的溫度降低時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置減少所述半導(dǎo)體制冷片I的工作電流；此外，當(dāng)所述刺激線圈6的溫度超過額定值(比如超過43度)時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置輸出報警信號，停止刺激線圈6輸出。該恒溫調(diào)節(jié)裝置可以包括上述溫度傳感器(圖中未示出)，以及反饋控制電路，所述溫度傳感器與所述刺激線圈6接觸，用于檢測該刺激線圈6的溫度；所述反饋控制電路與所述溫度傳感器及所述半導(dǎo)體制冷片I的供電電路連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)所述半導(dǎo)體制冷片I的工作電流。本實(shí)施例中半導(dǎo)體制冷片I可采用市場上的成熟產(chǎn)品，在對刺激線圈6內(nèi)部散熱時，可方便的使用恒溫調(diào)節(jié)裝置，在刺激線圈6內(nèi)部安置溫度傳感器，當(dāng)刺激線圈6內(nèi)溫度升高時，增加半導(dǎo)體制冷片I的工作電流，當(dāng)刺激線圈6內(nèi)溫度降低時，可減小半導(dǎo)體制冷片I的工作電流，當(dāng)刺激線圈6內(nèi)溫度超過額定值時，還可以起到高溫報警，停止刺激線圈6輸出的作用。本實(shí)用新型實(shí)施例中，半導(dǎo)體液體制冷裝置與傳統(tǒng)的風(fēng)扇與液體循環(huán)散熱方式相t匕，利用具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體材料，在通電時具有制冷功能，能夠主動吸收電子元器件工作時產(chǎn)生的大量熱量，并且，在N型半導(dǎo)體一端裝液態(tài)冷卻油，能加快散熱過程，散熱效果更好，而且噪音小，無污染，體積小，造價低、消除了不安全隱患，使用方便，從而使刺激線圈6的工作時間延長，達(dá)到安全、長時間刺激的目的。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，設(shè)置在刺激線圈結(jié)構(gòu)上，所述刺激線圈結(jié)構(gòu)包括殼體、倒U型的磁芯及兩刺激線圈，所述磁芯的兩端分別插入兩刺激線圈的中心孔內(nèi)；其特征在于，該半導(dǎo)體冷卻裝置包括:半導(dǎo)體制冷片及外散熱器，所述半導(dǎo)體制冷片具有冷端和與所述冷端串聯(lián)的熱端，所述冷端和熱端分別設(shè)置在所述殼體的內(nèi)外側(cè)，冷端朝向需要制冷的刺激線圈端，熱端與所述外散熱器緊密連接；冷端從所述刺激線圈端吸收的熱量，通過熱端傳遞給所述外散熱器向外散出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，還包括位于所述殼體內(nèi)的翼狀的內(nèi)散熱片，所述內(nèi)散熱片為導(dǎo)熱非磁性材料；所述冷端通過所述翼狀的內(nèi)散熱片跨在所述刺激線圈及磁芯的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述冷端通過導(dǎo)熱硅脂緊密接觸所述內(nèi)散熱片表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述殼體內(nèi)于所述半導(dǎo)體制冷片的冷端與磁芯之間的空腔內(nèi)設(shè)有冷卻液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻液至少為惰性液體或高壓絕緣油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，還包括用于檢測及控制所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流的恒溫調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)刺激線圈的溫度升高時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置增加所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流；當(dāng)刺激線圈的溫度降低時，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置減少所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置還用于當(dāng)所述刺激線圈的溫度超過額定值時，輸出報警信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述恒溫調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器和反饋控制電路，所述溫度傳感器與所述刺激線圈接觸，用于檢測該刺激線圈的溫度；所述反饋控制電路與所述溫度傳感器及所述半導(dǎo)體制冷片的供電電路連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)所述半導(dǎo)體制冷片的工作電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，其特征在于，所述外散熱器內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種經(jīng)顱磁刺激線圈的半導(dǎo)體冷卻裝置，設(shè)置在刺激線圈結(jié)構(gòu)上，該半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體制冷片及外散熱器，半導(dǎo)體制冷片具有冷端和與冷端串聯(lián)的熱端，冷端和熱端分別設(shè)置在殼體的內(nèi)外側(cè)，冷端朝向需要制冷的刺激線圈端，并通過翼狀的散熱片與刺激線圈結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻液接觸，熱端與外散熱器緊密連接；冷端從刺激線圈端吸收的熱量，通過熱端傳遞給外散熱器由散熱風(fēng)扇強(qiáng)制向外散熱。本實(shí)用新型利用具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體制冷片，在通電時主動吸收刺激線圈工作時產(chǎn)生的大量熱量，提高了刺激線圈的散熱效果，且體積小、重量輕、無污染、低噪音，低造價、溫度控制方便等，從而使刺激線圈的工作時間延長，達(dá)到長時間刺激的目的。
文檔編號A61N2/04GK202961526SQ20122070398
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者楊亦錚 申請人:深圳英智科技有限公司