功能磁共振信號同步器的研究.pdf

1、背景：功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是影像成像技術的重要組成部分，隨著生物化學、分子遺傳學、影像學、精神藥理學等生物技術的快速成長，研究腦神經科學已延伸到分子、細胞、回路、遞質等不同層次，多層次、多學科的滲透交叉研究使人們意識到要理解精神方面的疾病需要生物學方面的基礎。目前，雖然還沒有形成確切的結論，但人們在慢慢靠近精神方面疾病的生物生理學本質，這樣人們對神經方面疾

2、病的認識也會更加深刻。fMRI是目前為止最為常見的一種無創(chuàng)傷的腦功能成像檢測方法，它結合了人體神經活動的檢測與高分辨率（包括空間分辨率和時間分辨率）磁共振成像，給臨床 MR診斷提供了一種從單一形態(tài)學到形態(tài)和功能相結合的新方式，應用領域也變得相對廣泛，多用于對心理學、神經病學和精神病學等多學科的臨床應用研究。有關fMRI的理論成果，也在慢慢地應用在病程監(jiān)測、疾病診斷、療效評價等各個方面，給臨床的治療和研究提供很多幫助。功能磁共振在工作時，

3、對于視覺刺激，總希望射頻激發(fā)信號的間隔時間能大于視覺刺激呈現周期。但是實際在fMRI采集信號時，射頻激發(fā)信號間隔時間往往要短于視覺刺激呈現時間，這樣會導致無法采集到fMRI的同步信號。本研究希望通過設計同步器，以解決上述無法采集同步信號的問題。
　　目的：設計兩種處理功能磁共振成像(fMRI)射頻激發(fā)信號的同步器，一種是基于CPLD的同步器，另一種是基于單片機的同步器。本文對這兩種同步器解決同步問題的性能進行了驗證，并對兩種同步器

4、優(yōu)缺點進行了比較。
　　方法：fMRI在采集圖像數據時,首先設定一幅完整腦圖的采集層數，也稱同步參數(Synchronous parameter,SP)。fMRI有兩種同步信號輸出的方式：其一，采集一幅完整腦圖時，每采集一層圖像輸出一個同步方波信號；其二，采集完一幅腦圖輸出一個同步信號。采集一幅腦圖時，兩種同步器都對第一種同步信號的上升沿進行計數，計數期間輸出維持高電平，直到最后一個同步信號到來，才把輸出拉低為低電平，并延時一段時

5、間。從而實現第一種同步信號到第二種同步信號的轉換。只不過第一種基于CPLD的同步器是用quartus9.1對信號轉換進行仿真以驗證其功能；而第二種基于單片機的同步器是用單片機外部中斷方法對同步信號進行處理。
　　結果：同步射頻刺激信號經過第一種基于CPLD處理器的同步器后，第一種同步信號（周期過?。┍惶幚沓傻牡诙N同步信號（周期較大）,此外基于本文做出的兩種同步器都能成功應用于GE Signa3.0T；第二種基于單片機的同步器也成