一种用于脑神经刺激的程控超声发生器

低强度超声对大脑具有明显的刺激作用。设计一种用于脑刺激的程控超声发生器,接受计算机发出的刺激参数信息,内置的可编程门阵列(FPGA)根据这些信息发生刺激脉冲串,并通过改变功放管驱动占空比的方法控制输出功率。发生器采用开关型功放保证效率,通过阻抗匹配电路将输出方波转换成换能器上的正弦波。发生器的脉冲序列参数根据刺激波形设计,相对于使用通用函数发生器更容易理解,且调节方便。测试表明,发生器的最高超声频率可达2 MHz,最大输出功率157.1 W。配接自制的500 kHz聚焦换能器,在空间峰值脉冲平均声强I_sppa=5.36 W/cm²的条件下,对12只大鼠的脑部进行刺激,以肌肉收缩为指标进行观察,刺激成功率达到90%。测试结果和动物实验证明,该发生器适合超声脑刺激研究之用。