经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)是一种无创神经调控技术。它通过固定于头皮的电极向刺激脑区位置输入微弱电流,调节大脑皮层神经元细胞的兴奋性,从而改善刺激脑区的功能。近年来该技术已在认知、心理科学、康复医学等精神神经疾病领域广泛应用,已成为一种具有很大发展前景的电刺激技术。现在广泛应用的tDCS设备主要是由德国和美国的公司研制生产的,国内还没有研制出专业的tDCS设备,而且国内产品其性能参数、聚焦性和安全性也有待验证。目前主流tDCS产品主要为单通道或单模式刺激,空间聚焦性不理想。因此,本文研制了一种参数可调、多通道、多刺激模式的tDCS装置,在保证安全性的同时,提高了空间聚焦性。本文设计开发的tDCS装置包括下位机和人机交互界面两部分。下位机以微控制器为核心,硬件电路包括刺激模式和通道选择电路、电流和阻抗实时监测电路、电流源电路、电源管理电路和人机交互电路。人机交互界面完成刺激参数控制和数据显示。电流源电路是整个设计的核心部分,可以输出0-2m A的微弱电流,电流输出误差在2.5%以内,且在阻抗不变的情况下,改变电流设定值电流输出误差变化幅度最大为2%。过流保护电路和阻抗检测电路能实时监测流经通道的电流强度和电极与头皮的接触阻抗,经测试电极阻抗检测误差最大为4.4%,验证了装置的实时检测可靠性。装置的带负载能力在5.1kΩ以内,在此范围期间装置的输出电流变化幅度较小,恒流特性良好。本文样机可以输出直流电刺激、电流正弦刺激、电流脉冲刺激、伪刺激等多种刺激模式,且刺激模式的电流强度、波形的频率、占空比以及刺激时长等参数均可调整;多种通道刺激组合方式,提高了刺激的聚焦性使刺激效果更好。另外,与现有实验室设备的对比分析表明,本文设计的装置符合行业的电气标准。