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随着无创的神经成像技术的进步,目前已有多种脑成像技术用于学习和研究大脑,其中脑电(EEG)和功能磁共振(fMRI)已经在心理学研究和认知神经科学中得到广泛应用。它们在时空分辨率方面有着各自的优劣:EEG时间分辨率高,fMRI空间分辨率高,而EEG-fMRI同步采集就能实现优势互补,提高时空分辨率。同步EEG-fMRI采集技术的进步将极大地深化我们对大脑高级功能的了解,有利于进一步阐释人类注意、执行、记忆等高级认知功能的神经机制,以及探讨神经精神疾病,如癫痫活动的起源和传播等疾病机理。然而同步EEG-fMRI采集仍然面临着一些技术问题,限制了其进一步的推广和应用。主要体现在同步采集设备中磁共振射频接收线圈为了兼容EEG电极帽等多模态成像设备,往往尺寸很大,且通道数较少,布局简单,从而导致其信噪比低,并行成像能力差,以及头部运动和EPI序列本身带来的图像伪影问题。如何优化设计同步采集的设备,尤其是磁共振射频接收线圈,以及减少EEG数据伪迹和fMRI图像伪影是同步采集面对的主要挑战,其性能是直接制约EEG-fMRI同步采集及其应用研究的关键瓶颈。本论文中针对同步EEG-fMRI采集时,现有射频线圈的设计主要满足磁共振成像的需求,很少考虑EEG-fMRI同步采集的特殊要求(露出面部等),并且大部分用于同步采集的射频线圈的信噪比都比较低,设计了一种用于同步EEG-fMRI采集的多通道专用射频接收线圈,在结构上改善头线圈的空间幽闭性,面部区域无遮挡,另外采用柔性材料,使线圈更加贴合人脑;在电路设计上,采用不同去耦方式优化的线圈布局,提高信噪比,从而提高了空间分辨率和时间分辨率。最后在3T磁共振上进行与传统的8通道头线圈的水模和志愿者对比实验。对比结果证明在大脑皮层中,32通道同步EEG-fMRI专用射频接收线圈成像的信噪比是8通道头线圈的1.5~2.1倍,采用3DSPGR序列获取相同分辨的图像时,可以节省33%的扫描时间,并且对于同步EEG数据采集的影响基本相同。在视觉区的能量对比中,专用线圈是传统的8通道头线圈的5倍以上,同时专用线圈更容易区分出不同的视觉刺激。为了获得更好实验结果,水模和志愿者实验需要进一步优化。