经颅磁刺激(TMS)是一种用于刺激中枢神经系统的非侵入式方法,它通过在线圈中通入脉冲电流,以产生强脉冲磁场,在目标区感生出感应电场,刺激大脑细胞。相比于其他的刺激方式,经颅磁刺激有很多优点,它最大限度的减少了病人的痛苦,并且安全、易于重复和操作。但是,经颅磁刺激技术也有一些尚未解决的问题,例如:刺激线圈聚焦性较差、刺激频率较低,以及相对于达到的刺激阀值来说需求的充电电压较高。 本论文集中于刺激线圈的设计分析,详细的分析了一些参数对线圈磁场的影响,包括圆形线圈、8字形线圈以及简单线圈阵列,并分别设计了聚焦性较佳的圆形线圈以及8字形线圈,推出线圈阵列的计算方法,分析了一些阵列单元的磁场,为进一步研究复杂线圈阵列打下了基础。 本文对经颅磁刺激硬件系统进行了设计。首先,设计经颅磁刺激的基础系统,基础系统包括充电、放电电路以及控制回路,然后,在基础系统的基础上,增加应急处理回路。最后,设计了中频经颅磁刺激系统,详细分析了硬件系统的设计参数,针对目前经颅磁刺激系统的缺点提出了改进方案,为经颅磁刺激技术的发展开辟思路。