fMRI 醫療顯示系統整合案例：光纖 KVM 的應用

醫療顯示系統的互動整合需求

如果把 MRI 想像成醫療界的「超高解析度 3D 照相機」，主要用於觀察人體組織結構；那麼 fMRI（Functional Magnetic Resonance Imaging，功能性磁振造影）則更像是一部「動態錄影機」，除了觀察大腦結構，更能分析受試者在執行思考、語言、記憶或動作等任務時的大腦活動變化。

因此，fMRI 系統不只是提供影像顯示，而是需要建立完整的人機互動流程。系統需向受試者呈現視覺刺激，同時蒐集受試者反應、攝影機監測資訊與眼球追蹤資料，並與腦部影像同步分析，以提升研究分析的可靠性。

一套完整的 fMRI 系統，除了 MRI 主機外，還需整合醫療工作站、醫療顯示系統及多項周邊設備，共同完成整體人機互動流程。

控制室與掃描室的系統整合架構

整個系統可分為控制室與掃描室兩個工作區域，透過光纖傳輸支援視覺刺激、受試者互動與資料擷取。完整的 fMRI 流程由醫療工作站、醫療顯示系統、光纖傳輸與周邊設備共同組成。

醫療工作站

負責執行刺激程式、影像分析及系統控制，並將影音及控制訊號傳送至掃描室。
‍

醫療顯示系統

負責呈現視覺刺激內容，同時整合接收端模組及 USB 周邊設備，提供影像顯示與周邊設備整合平台。
‍

嵌入式光纖傳輸模組

作為整體系統的傳輸核心，透過光纖連接控制室的醫療工作站與掃描室的醫療顯示系統，同步傳輸影像與控制訊號。

USB 周邊整合

掃描室整合多項互動設備，共同支援受試者互動、設備控制及資料擷取，以完成完整的 fMRI 人機互動流程。

‍

MRI 掃描環境中的傳輸限制

MRI 在掃描時，需要接收人體回傳的微弱 RF（Radio Frequency，射頻）訊號重建影像。即使是外部微小的電磁干擾，都可能影響影像品質，因此 MRI 掃描室通常建置於法拉第籠（Faraday Cage）內，以隔離外部 RF 雜訊。

在此環境下，若控制室與掃描室之間仍採用傳統 HDMI 或 USB 銅線傳輸，不僅容易受到電磁干擾，也增加現場配線與系統整合的困難度。因此，需要一套兼具抗干擾能力、精準同步及互動設備整合能力的傳輸架構。

MRI 環境中的影像傳輸需求

光纖 KVM 系統整合架構

為滿足 MRI 環境下的影像傳輸需求，SC&T 將光纖 KVM 技術整合至醫療顯示系統。系統採用發送端（Tx）與接收端（Rx）架構，透過光纖連接，整合影像傳輸、系統控制與 USB 周邊連接。

控制室配置 HKM01T-4K (Tx)，負責整合醫療工作站的影像及控制訊號，並透過光纖傳送至掃描室；掃描室則將 HKM01R-4K (Rx) 直接整合於醫療顯示器內，使醫療顯示器具備影像顯示、系統控制及 USB 周邊設備整合功能，進一步提升醫療顯示系統整合彈性。

嵌入式設計，簡化醫療設備整合

為了符合醫療設備的空間配置與維護需求，將 HKM01R-4K (Rx) 直接整合於醫療顯示器內，可減少外接設備與現場配線，同時保留模組化維護彈性，有助於簡化系統整合並減少維護停機時間。

維持一致畫質，確保視覺刺激穩定呈現

在 fMRI 應用中，視覺刺激內容必須維持一致的畫質與穩定性，影像失真、畫面撕裂或色彩偏移，都可能影響受試者反應。透過光纖傳輸，可維持穩定的高畫質影像，降低電磁干擾造成的畫質劣化。

降低傳輸延遲，維持影像與互動同步

fMRI 系統需要讓視覺刺激、受試者反應與腦部影像維持緊密同步。SwiftSync 技術可降低傳輸延遲，協助維持影像顯示、設備控制與受試者互動之間的同步。

光纖傳輸，降低電磁干擾影響

光纖具備抗電磁干擾與電氣隔離特性，可避免 MRI 環境中的 RF 雜訊影響訊號品質，同時穩定傳輸高解析度影像及控制訊號，因此更適合作為控制室與掃描室之間的傳輸媒介。

USB 周邊整合，支援受試者互動

掃描室整合多項互動設備，包括：

• 監控攝影機 (USB Camera)：即時觀察受試者狀態。
• 眼球追蹤器 (Eye Tracking Camera)：追蹤受試者視線，協助資料判讀。
• 反應按鍵 (Response Button)：記錄受試者在認知任務中的操作反應。

當影像顯示、受試者互動與資料擷取需要同時運作時，系統整合便成為 fMRI 建置的重要環節。

‍

技術整合能力，創造更多醫療應用價值

fMRI 的應用環境，不僅考驗訊號傳輸品質，更考驗整體系統整合能力。從傳輸架構規劃、醫療顯示設備整合到互動周邊配置，每個環節都必須兼顧醫療環境限制、訊號穩定性及長期維護需求，才能建構符合醫療研究需求的整合架構 。

除了可靠的訊號傳輸，fMRI 系統也需要完整的系統整合。SC&T 為醫療設備 OEM/ODM 提供高度客製化的光纖 KVM 方案、嵌入式接收模組與 USB 周邊整合能力，可依不同產品設計需求進行整合，協助提升設計彈性、縮短產品開發時程，並簡化系統整合。