[發明專利]一種用于磁共振電流密度成像的觸發切換裝置

在審

• 申請號: 202010136262.6
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111317475A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 朱晟華;王敏敏;李悅;張韶岷;陳衛東;張建民
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 趙杭麗

本發明公開了一種用于磁共振電流密度成像的觸發切換裝置，由光纖轉換模塊、主控模塊、通訊模塊、電流轉換模塊和電流輸出模塊組成。本發明設計合理，通過接收光信號并轉換為電信號，觸發并改變刺激電流方向和電流信號占空比，使得磁共振電流密度成像的準確性、實用性、可靠性都有提升；觸發切換裝置包括光纖轉換模塊、主控模塊、通訊模塊、電流轉換模塊和電流輸出模塊五個部分；電流轉換模塊根據指令改變輸入通道與輸出通道的連接方式，在短路、正向輸出、反向輸出三種模式中切換。是一種能配合磁共振電流密度成像而切換刺激電流方向和占空比的觸發切換裝置，解決目前磁共振電流密度成像難以與電流發生設備實時聯動的問題。

技術領域

本發明屬于科學儀器技術領域，涉及一種可配合磁共振電流密度成像而切換刺激電流方向和占空比的觸發切換裝置，尤其涉及一種用于磁共振電流密度成像的觸發切換裝置。

背景技術

磁共振電流密度成像(magnetic resonance current density imaging,MRCDI)是一種對腦內電流分布情況精確成像的技術，通過結合頭皮表面電極輸入的弱時變電流和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)以獲取電流和電導率的信息，具有非侵入性、精確度高的優點，在神經科學中有重要應用。

根據磁共振成像原理，在導體邊界注入電流使導體內部形成電流密度分布，電流密度分布激勵形成磁通密度分布，激勵磁場平行于磁共振設備主磁場的分量會影響磁共振回波信號的相位，累積形成相位變化量，通過檢測磁共振回波信號相位的變化量，反推求解得到成像目標中的電流密度分布。為了提高成像的信噪比，要求在磁共振設備發出特定射頻(radio frequency,RF)信號的同時，轉換輸入電流的方向或停止輸入電流，以增大累積的相位變化量，在相同噪聲干擾的情況下，提高成像的質量。

現有的可用于磁共振成像的電流發生設備難以實現被磁共振成像設備的輸出信號觸發并轉換電流方向或停止輸出電流的功能，電流參數包括電流方向、電流強度、輸出時間等都在開始成像之前設置完成，在成像過程中無法切換，調節占空比的功能同樣難以實現。而且現有的設備不能識別磁共振成像設備的觸發光信號，輸入電流與磁共振成像難以配合。所以存在磁共振電流密度成像難以與電流發生設備實時聯動的問題。

因此在磁共振電流密度成像中，需要一個可配合磁共振電流密度成像而改變刺激電流方向和電流信號占空比的觸發切換裝置，這對于磁共振電流密度成像的準確性、實用性、可靠性都有重大意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于磁共振電流密度成像的觸發切換裝置，是一種能配合磁共振電流密度成像而切換刺激電流方向和占空比的觸發切換裝置，解決目前磁共振電流密度成像難以與電流發生設備實時聯動的問題。

本發明解決其問題所采取的技術手段是：該裝置包括光纖轉換模塊、主控模塊、通訊模塊、電流轉換模塊和電流輸出模塊五個部分。

所述光纖轉換模塊與主控模塊連接，通訊模塊與主控模塊連接，電流轉換模塊與主控模塊連接，電流輸出模塊與電流轉換模塊連接。

所述光纖轉換模塊用于光信號到電信號的轉換，接收磁共振電流密度成像設備從光纖傳輸的信號，轉化成TTL電平，用于后續的數據傳輸和處理。

所述主控模塊用于觸發切換裝置的協調控制和數據處理，可以選用單片機或FPGA等處理器實現。

所述通訊模塊用于接收外部應用軟件的控制命令，可以選用USB、藍牙、WiFi等有線或無線通訊方式。

所述電流輸出模塊用于電流的輸出，可以通過電極導聯線連接刺激電極，放置于人體表面。

所述電流轉換模塊用于根據指令改變刺激電流方向和電流信號占空比。電流轉換模塊通過改變輸入通道與輸出通道的連接方式，在短路、正向輸出、反向輸出三種模式中切換，可以選用多路模擬開關實現。