CN101972147A

CN101972147A - 磁共振肌电信号触发器

Info

Publication number: CN101972147A
Application number: CN 201010532291
Authority: CN
Inventors: 窦祖林; 白鹏飞; 李宗涛; 温红梅; 姜丽
Original assignee: Third Affiliated Hospital Sun Yat Sen University
Current assignee: Third Affiliated Hospital Sun Yat Sen University
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2030-11-03
Also published as: CN101972147B

Abstract

本发明公开了一种磁共振肌电信号触发器，包括传感器装置、主控制单元、表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道，其中，传感器装置与主控制单元相连接，表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道分别与主控制单元相连接。本发明的触发器只产生一个信号，其幅值大于阈值上限Vmax，采用正弦波、方波或三角波等代替复杂的心电信号，同时更简单的触发信号能保证触发边缘的准确性，提高触发精度，具有更小的时间误差。

Description

磁共振肌电信号触发器

技术领域

本发明涉及图像采集装置，尤其涉及一种磁共振肌电信号触发器。

背景技术

速度编码相位对比磁共振成像(velocity-encoded phase-contrast magnetic resonance imaging，VEPC MRI)是一种新型的评估肌肉在体运动功能的影像学技术，利用该技术可采集运动肢体骨骼肌的功能磁共振图像。触发器是VEPC MR图像采集的关键设备，通过触发器产生信号来触发磁共振扫描，从而完成图像采集过程。速度编码相位对比磁共振成像技术中，需要肌电触发器在核磁共振仪器工作的环境下(通常是强磁环境)，采集人体运动信息。

目前，国内尚无此类肌电触发器产品，国外的同类产品，如芬兰NOMIR公司的Optitrig(型号：2D)，工作原理如下：通过附着在运动肢体上的荧光棒发光；采用固定在框架上的与MRI兼容的蛇形摄像头采集荧光棒运动的轨迹；通过台式电脑及模数转换软件对荧光棒的轨迹进行转换，输出数字信号；输出的数字信号模拟心电信号被磁共振机接收，触发磁共振扫描。上述的磁共振扫描触发器由台式电脑、蛇形摄像头及摄像机、荧光棒、电源线、信号传输线等组成。主要缺点为：该设备体积庞大，安装、转移较困难；模数转换软件操作繁琐，费时费力；荧光棒发光时间短，一次扫描过程需多次更换荧光棒，随着荧光效果减弱，设备触发精度难以保证，影响评估结果；蛇形摄像头有效探测距离较近，要求符合特殊的角度，否则触发信号易脱落，导致图像采集过程不能顺利进行；摄像机对运动捕捉敏感性欠佳，对肢体运动幅度有较高的要求；一旦出现故障国内难以维修，维护极不方便。

发明内容

针对现有肌电触发器通过台式电脑及模数转换软件对荧光棒的轨迹进行转换输出数字模拟心电信号，但转换的信号不稳定、易于脱落或产生误触发的缺点，本发明的目的是提供一种体积小、安装简单的磁共振肌电信号触发器，对肢体运动的捕捉更敏感，产生稳定、一致的触发信号，保证磁共振扫描顺利进行。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种磁共振肌电信号触发器，包括传感器装置、主控制单元、表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道，其中，传感器装置与主控制单元相连接，表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道分别与主控制单元相连接。

所述的表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道在主控制单元中由屏蔽线材引出。

所述传感器包括聚焦镜和光电转换器，聚焦镜通过光纤与光电转换器相连接。

所述聚焦镜包括发射镜与接收镜，所述光纤包括发射光纤与接收光纤两路光纤，光电转化器中设置高亮度LED光源作为发射源。

所述表面肌电仪输出通道和核磁共振仪输出通道的输出端分别设有紫铜端子。

所述主控制单元包括微处理器、D/A转换器、光电隔离器、液晶接口、键盘接口、传感器接口、数字输出接口、模拟输出接口，微处理器与D/A转换器相连；光电隔离器与微处理器相连；液晶接口与微处理器相连；键盘接口与微处理器相连；传感器接口与光电隔离器相连；数字输出接口与微处理器相连；模拟输出接口接地并接电源VCC。

所述主控制单元通过键盘接口外接键盘、通过液晶接口外接显示器。

基于核磁共振仪器对处理心电信号是基于阈值上限Vmax触发的方式，当输入信号大于Vmax时产生触发，利用MR机的这个特性，本发明的触发器只产生一个信号，其幅值大于阈值上限Vmax，采用正弦波、方波或三角波等代替复杂的心电信号，同时更简单的触发信号能保证触发边缘的准确性，提高触发精度，具有更小的时间误差。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的系统结构框图。

图2是实用新型的主控制单元电路原理图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明包括主控制单元4、表面肌电仪输出通道7、核磁共振仪输出通道8、液晶显示器5(OAMJ24C)、键盘6、光电转换器3(SUNX FX-A1)、光纤2和聚焦镜1，其中光电转换器3(SUNX FX-A1)、光纤2和聚焦镜1组成传感器装置，聚焦镜1与光纤2相连，光纤2与光电转换器3相连，光电转换器3与主控制单元4相连表面肌电仪输出通道7、核磁共振仪输出通道8由主控制单元由屏蔽线材引出，其输出端分别设有紫铜端子；主控制单元4由微控制器U1(STC89C52)、D/A转换器U2(DAC5574)、光电隔离器U3(PC817)、液晶接口J1、键盘接口J2、传感器接口J3、数字输出接口J4、模拟输出接口J5和扩展接口J6组成，微处理器U1的38、39管脚分别与D/A转换器U2的7、6管脚相连；U2的8管脚电源正极，3、9、10管脚接地；电阻R12一端与U2的1管脚相连，另一端与阻R13相连；电阻R13一端与R12相连，另一端接地；电阻R10一端与U2的2管脚相连，另一端与R11相连；电阻R11一端与R10相连，另一端接地；电阻R8一端与U2的4管脚相连，另一端与R9相连；电阻R9一端与R8相连，另一端接地；电阻R6一端与U2的5管脚相连，另一端与R7相连；电阻R7一端一R6相连，另一端接地；电阻R1一端接U1的1管脚，另一端接电源正极；电阻R2一端接U1的8管脚，另一端接电源正极；电阻R3一端接U1的10管脚，另一端接电源正极；电阻R4一端与U1的37管脚相连，另一端与J6的3管脚相连；电阻R5一端与U1的36管脚相连，另一端与扩展J6的4管脚相连；J6的1管脚接电源正极，J6的2管脚接地；电阻R14一端与U3的1管脚相连，另一端接电源正极；电阻R15一端与U3的4管脚相连，另一端接电源正极；U3的4管脚与U1的13管脚相连；U3的3管脚接地；液晶接口J1的1管脚接地，2管脚接电源，4、5、6、15管脚分别与U1的32、33、34、35管脚相连，7、8、9、10、11、12、13、14管脚分别于U1的21、22、23、24、25、26、27、28管脚相连；键盘接口J2的1、2、3、4、5、6分别与微处理器U1的2、3、4、6、7、12管脚相连；传感器接口J3的2管脚与U3的2管脚相连，3管脚接12V电源，4管脚接地；数字输出接口J4的1、2、3管脚分别与微处理器U1的1、8、10管脚相连；模拟输出接口J5的1管脚接地，2、3、4、5管脚分别由R6R7连线、R8R9连线、R10R11连线、R12R13连线引出，J5的6管脚接电源VCC。

由于本发明采用的传感器设置光纤连接的聚焦镜，从发光部发出信号光(可见光或红外光，以LED作为光源，采用脉冲型发射或连续型发射)在受光部接收被测物反射回来的光量(反射型)。发光时间不受限制，大大增大了肢体动作捕捉的准确性，并且传感器安装位置更加灵活。基于接收到的光量或反射光的光量变化进行检测，同时检测被测物体反射光线的强弱和被测物体颜色的变化，达到高精度，长距离检测。输出端采用更长更可靠的紫铜端子，与旧设备纽扣型接口相比，新的输出端子具有更低的接触阻抗，更强的抗干扰和抗震动能力。

Claims

1.一种磁共振肌电信号触发器，包括传感器装置、主控制单元、表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道，其中，传感器装置与主控制单元相连接，表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道分别与主控制单元相连接。

2.根据权利要求1所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述的表面肌电仪输出通道、核磁共振仪输出通道在主控制单元中由屏蔽线材引出。

3.根据权利要求1所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述传感器包括聚焦镜和光电转换器，聚焦镜通过光纤与光电转换器相连接。

4.根据权利要求3所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述聚焦镜包括发射镜与接收镜，所述光纤包括发射光纤与接收光纤两路光纤，光电转化器中设置高亮度LED光源作为发射源。

5.根据权利要求2所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述表面肌电仪输出通道和核磁共振仪输出通道的输出端分别设有紫铜端子。

6.根据权利要求1所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述主控制单元包括微处理器、D/A转换器、光电隔离器、液晶接口、键盘接口、传感器接口、数字输出接口、模拟输出接口，微处理器与D/A转换器相连；光电隔离器与微处理器相连；液晶接口与微处理器相连；键盘接口与微处理器相连；传感器接口与光电隔离器相连；数字输出接口与微处理器相连；模拟输出接口接地并接电源VCC。

7.根据权利要求1所述的磁共振肌电信号触发器，其特征在于，所述主控制单元通过键盘接口外接键盘、通过液晶接口外接显示器。