專利名稱：磁共振肌電信號觸發(fā)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像采集裝置，尤其涉及一種磁共振肌電信號觸發(fā)器。
背景技術：
速度編碼才目位對比磁共振成像(velocity-encoded phase-contrast magnetic resonance imaging, VEPC MRI)是一種新型的評估肌肉在體運動功能的影像學技術，利用 該技術可采集運動肢體骨骼肌的功能磁共振圖像。觸發(fā)器是VEPC MR圖像采集的關鍵設備， 通過觸發(fā)器產(chǎn)生信號來觸發(fā)磁共振掃描，從而完成圖像采集過程。速度編碼相位對比磁共 振成像技術中，需要肌電觸發(fā)器在核磁共振儀器工作的環(huán)境下(通常是強磁環(huán)境)，采集人 體運動信息。目前，國內尚無此類肌電觸發(fā)器產(chǎn)品，國外的同類產(chǎn)品，如芬蘭N0MIR公司的 Optitrig (型號2D)，工作原理如下通過附著在運動肢體上的熒光棒發(fā)光；采用固定在框 架上的與MRI兼容的蛇形攝像頭采集熒光棒運動的軌跡；通過臺式電腦及模數(shù)轉換軟件對 熒光棒的軌跡進行轉換，輸出數(shù)字信號；輸出的數(shù)字信號模擬心電信號被磁共振機接收，觸 發(fā)磁共振掃描。上述的磁共振掃描觸發(fā)器由臺式電腦、蛇形攝像頭及攝像機、熒光棒、電源 線、信號傳輸線等組成。主要缺點為該設備體積龐大，安裝、轉移較困難；模數(shù)轉換軟件操 作繁瑣，費時費力；熒光棒發(fā)光時間短，一次掃描過程需多次更換熒光棒，隨著熒光效果減 弱，設備觸發(fā)精度難以保證，影響評估結果；蛇形攝像頭有效探測距離較近，要求符合特殊 的角度，否則觸發(fā)信號易脫落，導致圖像采集過程不能順利進行；攝像機對運動捕捉敏感性 欠佳，對肢體運動幅度有較高的要求；一旦出現(xiàn)故障國內難以維修，維護極不方便。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有肌電觸發(fā)器通過臺式電腦及模數(shù)轉換軟件對熒光棒的軌跡進行轉換輸 出數(shù)字模擬心電信號，但轉換的信號不穩(wěn)定、易于脫落或產(chǎn)生誤觸發(fā)的缺點，本發(fā)明的目的 是提供一種體積小、安裝簡單的磁共振肌電信號觸發(fā)器，對肢體運動的捕捉更敏感，產(chǎn)生穩(wěn) 定、一致的觸發(fā)信號，保證磁共振掃描順利進行。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為一種磁共振肌電信號觸發(fā)器，包括傳感 器裝置、主控制單元、表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道，其中，傳感器裝置與主控 制單元相連接，表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道分別與主控制單元相連接。所述的表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道在主控制單元中由屏蔽線材引
出o所述傳感器包括聚焦鏡和光電轉換器，聚焦鏡通過光纖與光電轉換器相連接。所述聚焦鏡包括發(fā)射鏡與接收鏡，所述光纖包括發(fā)射光纖與接收光纖兩路光纖， 光電轉化器中設置高亮度LED光源作為發(fā)射源。所述表面肌電儀輸出通道和核磁共振儀輸出通道的輸出端分別設有紫銅端子。所述主控制單元包括微處理器、D/A轉換器、光電隔離器、液晶接口、鍵盤接口、傳
3感器接口、數(shù)字輸出接口、模擬輸出接口，微處理器與D/A轉換器相連；光電隔離器與微處 理器相連；液晶接口與微處理器相連；鍵盤接口與微處理器相連；傳感器接口與光電隔離 器相連；數(shù)字輸出接口與微處理器相連；模擬輸出接口接地并接電源VCC。所述主控制單元通過鍵盤接口外接鍵盤、通過液晶接口外接顯示器?；诤舜殴舱駜x器對處理心電信號是基于閾值上限Vmax觸發(fā)的方式，當輸入信 號大于Vmax時產(chǎn)生觸發(fā)，利用MR機的這個特性，本發(fā)明的觸發(fā)器只產(chǎn)生一個信號，其幅值 大于閾值上限Vmax，采用正弦波、方波或三角波等代替復雜的心電信號，同時更簡單的觸發(fā) 信號能保證觸發(fā)邊緣的準確性，提高觸發(fā)精度，具有更小的時間誤差。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構框圖。圖2是實用新型的主控制單元電路原理圖。
具體實施例方式請參閱圖1和圖2，本發(fā)明包括主控制單元4、表面肌電儀輸出通道7、核磁共振儀 輸出通道8、液晶顯示器5(0AMJ24C)、鍵盤6、光電轉換器3 (SUNX FX-A1)、光纖2和聚焦鏡 1，其中光電轉換器3(SUNX FX-A1)、光纖2和聚焦鏡1組成傳感器裝置，聚焦鏡1與光纖2 相連，光纖2與光電轉換器3相連，光電轉換器3與主控制單元4相連表面肌電儀輸出通道 7、核磁共振儀輸出通道8由主控制單元由屏蔽線材引出，其輸出端分別設有紫銅端子；主 控制單元4由微控制器U1 (STC89C52)、D/A轉換器U2 (DAC5574)、光電隔離器U3 (PC817)、液 晶接口 J1、鍵盤接口 J2、傳感器接口 J3、數(shù)字輸出接口 J4、模擬輸出接口 J5和擴展接口 J6 組成，微處理器U1的38、39管腳分別與D/A轉換器U2的7、6管腳相連；U2的8管腳電源 正極，3,9,10管腳接地；電阻R12 —端與U2的1管腳相連，另一端與阻R13相連；電阻R13 一端與R12相連，另一端接地；電阻R10 —端與U2的2管腳相連，另一端與R11相連；電阻 R11 —端與R10相連，另一端接地；電阻R8 —端與U2的4管腳相連，另一端與R9相連；電 阻R9 —端與R8相連，另一端接地；電阻R6 —端與U2的5管腳相連，另一端與R7相連；電 阻R7 —端一 R6相連，另一端接地；電阻R1 —端接U1的1管腳，另一端接電源正極；電阻 R2 —端接U1的8管腳，另一端接電源正極；電阻R3 —端接U1的10管腳，另一端接電源正 極；電阻R4 —端與U1的37管腳相連，另一端與J6的3管腳相連；電阻R5 —端與U1的36 管腳相連，另一端與擴展J6的4管腳相連；J6的1管腳接電源正極，J6的2管腳接地；電阻 R14 —端與U3的1管腳相連，另一端接電源正極；電阻R15 —端與U3的4管腳相連，另一 端接電源正極；U3的4管腳與U1的13管腳相連；U3的3管腳接地；液晶接口 J1的1管腳 接地，2管腳接電源，4、5、6、15管腳分別與U1的32、33、34、35管腳相連，7、8、9、10、11、12、 13、14 管腳分別于 U1 的 21、22、23、24、25、26、27、28 管腳相連；鍵盤接口 J2 的 1、2、3、4、5、 6分別與微處理器U1的2、3、4、6、7、12管腳相連；傳感器接口 J3的2管腳與U3的2管腳 相連，3管腳接12V電源，4管腳接地；數(shù)字輸出接口 J4的1、2、3管腳分別與微處理器U1的 1、8、10管腳相連；模擬輸出接口 J5的1管腳接地，2、3、4、5管腳分別由R6R7連線、R8R9連 線、R10R11連線、R12R13連線引出，J5的6管腳接電源VCC。
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由于本發(fā)明采用的傳感器設置光纖連接的聚焦鏡，從發(fā)光部發(fā)出信號光(可見光 或紅外光，以LED作為光源，采用脈沖型發(fā)射或連續(xù)型發(fā)射)在受光部接收被測物反射回來 的光量(反射型)。發(fā)光時間不受限制，大大增大了肢體動作捕捉的準確性，并且傳感器安 裝位置更加靈活。基于接收到的光量或反射光的光量變化進行檢測，同時檢測被測物體反 射光線的強弱和被測物體顏色的變化，達到高精度，長距離檢測。輸出端采用更長更可靠的 紫銅端子，與舊設備紐扣型接口相比，新的輸出端子具有更低的接觸阻抗，更強的抗干擾和 抗震動能力。
權利要求
一種磁共振肌電信號觸發(fā)器，包括傳感器裝置、主控制單元、表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道，其中，傳感器裝置與主控制單元相連接，表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道分別與主控制單元相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述的表面肌電儀輸 出通道、核磁共振儀輸出通道在主控制單元中由屏蔽線材引出。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述傳感器包括聚焦 鏡和光電轉換器，聚焦鏡通過光纖與光電轉換器相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述聚焦鏡包括發(fā)射 鏡與接收鏡，所述光纖包括發(fā)射光纖與接收光纖兩路光纖，光電轉化器中設置高亮度LED 光源作為發(fā)射源。
5.根據(jù)權利要求2所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述表面肌電儀輸出 通道和核磁共振儀輸出通道的輸出端分別設有紫銅端子。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述主控制單元包括 微處理器、D/A轉換器、光電隔離器、液晶接口、鍵盤接口、傳感器接口、數(shù)字輸出接口、模擬 輸出接口，微處理器與D/A轉換器相連；光電隔離器與微處理器相連；液晶接口與微處理器 相連；鍵盤接口與微處理器相連；傳感器接口與光電隔離器相連；數(shù)字輸出接口與微處理 器相連；模擬輸出接口接地并接電源VCC。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁共振肌電信號觸發(fā)器，其特征在于，所述主控制單元通過 鍵盤接口外接鍵盤、通過液晶接口外接顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁共振肌電信號觸發(fā)器，包括傳感器裝置、主控制單元、表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道，其中，傳感器裝置與主控制單元相連接，表面肌電儀輸出通道、核磁共振儀輸出通道分別與主控制單元相連接。本發(fā)明的觸發(fā)器只產(chǎn)生一個信號，其幅值大于閾值上限Vmax，采用正弦波、方波或三角波等代替復雜的心電信號，同時更簡單的觸發(fā)信號能保證觸發(fā)邊緣的準確性，提高觸發(fā)精度，具有更小的時間誤差。
文檔編號A61B5/0488GK101972147SQ20101053229
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權日2010年11月3日
發(fā)明者姜麗, 李宗濤, 溫紅梅, 白鵬飛, 竇祖林 申請人:中山大學附屬第三醫(yī)院