腦磁圖（MEG）新型技術及功能特點-多通道光泵磁力計便攜平臺

腦磁圖（MEG）新型技術及功能特點
多通道光泵磁力計便攜平臺

腦磁圖（MEG）開發底色利潤介紹英文

腦磁圖（MEG）能夠評價面神經整體功率誕生的交變電場源于動側量腦袋功效。老式的MEG選用超導感知器，這性方面能、食用性和構建誕生了非常大的上限；或許，近兩歷年來，光泵磁鏈接計optically-pumped-magnetometers（OPMs）的接入使該范疇誕生了大突破性變動。OPMs就行在沒得低溫的前提下自動側量MEG數據表格，得以做到了“OPM-MEG"整體的產品概念，該整體表面能上容許提高精確度度和區分率、年限依從性、任意受試者手機和更低的總成本。沒有你里，公司的報告書了了大種新的OPM-MEG設汁，體現了小行化和整合的智能管控、高能力的一體式性和不斷改造的感知器的靜態領域（就行總說目前擁有醫療設備的zui大上限）。公司的得出結論，與已保持的醫療設備相較，該整體誕生等效的工作；基本現階段，當自動側量的任務引發的beta帶、伽馬帶和引發的面神經整體電生理反應時，源于兩只整體的源追蹤定位體現了間距有關性，時有關性＞0.7在每個人能力和＞0.9群體行為中。選用電磁爐體模，公司的能夠在歷史背景場中程序運行整體來關系證件不斷改造的的靜態領域8nT。公司的得出結論，該整體在任意動作的時候（涵蓋坐立范式）匯集數據表格是很好的的，或者它與一起electroencephalography（EEG-臨床藥學規范）兼容。zui后，公司的能夠在兩只試驗室內手機整體來關系證件可遷移性。總體經濟現階段，公司的的新整體被關系證件是OPM-MEG方法的根本每一步，而且為下這一代功效藥學成相提供數據了了大個有打動力的機構。

腦磁圖（MEG）測量電流通過大腦神經元組裝產生的磁場（Cohen 1968）。這些磁場的數學建模產生三維圖像，顯示electrophysiological活動的空間和時間特征。MEG是研究大腦功能的成熟工具，在神經科學和臨床實踐中具有應用（Baillet，2017）。在神經科學中，它可用于測量誘發反應，神經振蕩，功能連接和網絡動力學-顯示大腦如何不斷形成和溶解支持認知的網絡。臨床上，MEG zui常用于癲癇，以定位負責癲癇發作的大腦區域以及周圍雄辯的皮層（De Tiège et al.，2017）。還有其他潛在的應用，從研究兒童常見疾病（例如，自閉癥聽覺誘發反應潛伏期的測量（Matsuzaki等人，2019年））到調查老年人的神經退行性疾病（例如，癡呆癥皮質減緩的測量（Gouw等人，2021年））。MEG在空間精度（因為磁場對頭骨的扭曲比EEG測量的電位小）和靈敏度（因為EEG更受非神經元來源（如肌肉）的人工制品的影響）方面優于臨床標準electroencephalography（EEG）（Boto等人，2019年；Goldenholz等人，2009年）

近年來，MEG儀器通過引入光泵磁力計（OPMs）而發生了革命性的變化。（參見（Brookes等人，2022年；Schofield等人，2023年；Tierney等人，2019年）的評論。）OPMs測量磁場的靈敏度與傳統MEG使用的傳感器相似，但不需要低溫冷卻。它們也可以是微制造的（Schwindt等人，2007年；V. Shah等人，2007年，2020年；V.K.Shah&Wakai，2013年），因此它們小巧輕便。這導致了多種優勢。例如，傳感器可以放置在更靠近頭皮表面的位置（與低溫設備相比，不再需要熱絕緣間隙）；這顯著提高了信號幅度（Boto等人，2016年，2017年；livanainen等人，2017,2019,2020）理論計算表明，這可以提供的空間分辨率（高于傳統的MEG和EEG）（Nugent等人，2022年；Tierney等人，2022年；Wens，2023年）。陣列可以適應任何頭部形狀-從新生兒到成年人（Corvilain等人，2024年；Feys等人，2023年；Hill等人，2019年；Rier等人，2024年）。適應性還意味著陣列可以設計為優化對特定效應（Hill等人，2024年）或大腦區域（Lin等人，2019年；Tierney，Levy等人，2021年）的敏感性。當傳感器隨著頭部移動時，參與者可以在記錄期間自由移動（假設背景場得到良好控制）（Holmes等，2018,2019,2023； Rea等，2021）。這使得在新任務期間記錄數據（Boto等，2018；Rea等，2022）甚至癲癇發作（Feys等，2023；Hillebrand等，2023）。對不同頭部大小/形狀的適應性加上運動魯棒性（Feys&De Tiège，2024）意味著，像EEG一樣，OPM-MEG系統是可穿戴的。然而，與EEG不同，傳感器不需要與頭部進行電接觸，使得OPM-MEG在患者友好性方面比EEG更實用。

zui后，縱然在搭建的晚期價段，特征提取OPM的軟件系統也比一般的MEG生產設備更比較便宜。這樣同質性的勝機在本體論上機會導至OPMMEG成為electrophysiological測試的shou選方式 ，甚至于有機會替代EEG成為些app的臨床藥理工貝。 

多工作區OPM-MEG操作系統數據報告爬取探討

 

我們zui初的目標是比較兩種不同的OPM-MEG系統。兩者都由64個三軸Quspin QZFM OPM傳感器（QuSpin Inc. Colorado，USA）組成，每個傳感器都能夠在三個正交方向上測量磁場，從而實現192個獨立通道的數據收集。傳感器設計已經有了很好的記錄（Boto等人，2022；V.Shah等人，2020），這里不再詳細重復；簡而言之，每個傳感器頭都是一個獨立的單元，包括一個87Rb蒸汽電池，一個用于光泵浦的激光器，一個用于電池內場控制的板載電磁線圈和兩個用于信號讀出的光電二極管。光束分離器將激光輸出分開，相關光學器件通過電池投射兩個正交光束，以實現三軸場測量。傳感器的中位數噪聲底限預計~15fT/sqrt(Hz)在3-100 Hz范圍內。這比典型的單軸或雙軸OPM的噪聲底略高，因為需要將激光束分開進行三軸測量（Boto et al.，2022）。兩個系統的傳感器安裝在相同的3D打印頭盔中（Cerca Magnetics Limited，Nottingham，UK），確保陣列幾何形狀對于所有測量都是相同的（參見圖1A-插圖）。陣列被放置在一個磁屏蔽室（MSR）中，包括四個金屬層和一個銅層，以分別衰減DC/低頻和高頻磁干擾場（Magnetic Shields Limited，Kent，UK）。MSR墻壁配備了消磁線圈，以減少掃描前的殘余磁化。MSR還配備了矩陣線圈（Holmeset al.，2023）和指紋線圈（Holmeset al.，2019）-兩者都能夠進行主動場控制（Cerca Magnetics Limited，Nottingham，UK）。單個“采集"計算機用于OPM-MEG控制和數據采集；該范式（以及相關的時間標記（“觸發器"）描述了向受試者提供刺激的時間）由第二臺“刺激"計算機控制。視覺刺激通過波導投影到位于受試者前方的背投影屏幕上~100 cm呈現。我們使用了Optoma HD39 Darbee投影儀，刷新率為120 Hz。兩個系統的示意圖如圖1C所示。

圖1：OPM-MEG體統： A）機架布置（RM）OPM-MEG體統；傳紅外感應器器頭憑借MSR外的智能網絡無線機架把控好。B）模塊化化小型的化（IM）OPM-MEG體統；受試者穿戴的背囊內富含擁有把控好和采樣智能網絡無線機械。體統操作過程圖——對兩只體統都管用，其主要辨別是智能網絡無線OPM：鮮紅色路線呈現IM體統，淡藍色呈現RM體統。模塊化化小型空氣開關體統的智能網絡無線機械婚紗照。

圖2出現了各位的RM和IM控制體系區間內的特別最終但是。單獨題材的最終但是出現（在所以6次進行中平均值）；第三個題材的等效圖在補沖文件中提供數據。控制面板A出現按鍵按下面公式這段時光的beta配制解調。這三個控制體系中，zui大的beta配制解調被位置到左邊中高級認為運行皮層（由右手指的運行），時光進程出現出看不出的運行引發beta升幅的可以減少，如期望的那種。圖2B出現了圓多種多樣產生 這段時光的伽馬配制解調。這里的英文，zui大的多種多樣引發增高在大部分視覺效果區，并觀查到多種多樣產生 這段時光伽馬升幅的期望增高。圖2C出現了旁邊部產生 的引發響應。圖形出現了引發響應的服務器親筆簽名，其延后為~170ms，大部分在梭形區。

圖2：RM和IM系統比較： A）手指運動的β帶反應；在左邊的圖像中，疊加顯示zui大beta調制的位置，右邊的時間過程顯示beta帶振幅的時間演變。b）對視覺刺激的伽馬反應；圖像顯示伽馬調制的位置，時間過程顯示伽馬帶振幅的演變。c）對面部呈現的誘發反應；圖像顯示zui高誘發功率的位置，時間過程顯示試驗平均誘發反應。在所有三種情況下，數據在6次運行中平均；顯示了兩個系統的圖像，在時間過程圖中，紅色表示RM系統，藍色表示IM系統，陰影區域表示運行均方差。

圖3屏幕上表明信息了你們的坐立每日每日任務的效果。圖3A和C圖分辨屏幕上表明信息了beta解調和從初快體會體育正常運作皮層頂值導出的TFS的pseudo-T-statistical圖相。zui大的beta解調的局立足于兩側體會體育正常運作領域，從手部領域中擴展到責任小腿肌肉體育正常運作的領域（回憶起一次，每日每日任務牽涉到貼墻站時手掌體育正常運作，所有等等是能夠 出乎預料的）。TFS在每當可靠性試驗的前4秒屏幕上表明信息出清淅的beta帶其他步，而受試者無法體育正常運作。圖3 屏幕上表明信息了傳探測器器自動測量的原本磁感線數據顯現。多半數傳探測器器屏幕上表明信息由體育正常運作引發的經驗場偏差，>1.5 nT這大于了傳探測器器在開環玩法下正常運作時的動向範圍。總之有等等大的場偏差，傳探測器器仍保證正常運作。雖然說傳探測器器在開環正常運作時能夠 采取等等自動測量，但衛星信號的最準性將遭受增加收益和CAPE誤差度的不錯妨礙（Borna et al.，2022）。

圖3：坐立人物：A）人物影響的beta調試的發展空間基本特征。B）車道在測量的原有人體磁場，屏幕上呈現感應器器橫穿a ~2 nT圖片背景場，進行者從坐資中國移動到站姿。C）基感的行動皮層的TFS，屏幕上呈現面神經自由振蕩的時頻演進。D）人物的重演，以展覽的行動時間范圍。

高并發OPM-MEG/EEG協同對照

圖4：消息隊列OPM-MEG/EEG： A）戴著EEG帽和OPM-MEG摩托車頭盔的進行者。b）在物種多樣性后腦體育體育運動階段數劇數劇：提示了科學試驗中受試者所做的zui大飛速轉動和飛速轉動。條意味著受試者的月標準差；數劇點提示每項工商戶受試者的值。C）和D）分開 提示組月均beta和伽馬定律。這里倆種狀況發生下pseudo-T-statistical圖相和涉及的TFS（出自于beta的zui小值和伽馬視覺皮層的中點）這里些圖相中提示了EEG和MEG。大部分數劇也都是在體育體育運動的狀況發生下數劇的。

長安小巧性OPM-MEG軟件系統工作總結

我們的總體目標是展示一種新的OPM-MEG系統，具有集成和小型化的電子設備，并測試其評估人體electrophysiological功能的可行性。我們的主要演示看到新的IM系統在兩個受試者中多次使用，以提供與已建立的OPM-MEG設備的比較，該設備以前已經得到廣泛驗證（Boto等人，2022； Rea等人，2022；Rier等人，2023,2024），包括與傳統MEG（Boto等人，2021；Hill等人，2020；Rhodes等人，2023）。兩個系統獲得的結果顯示出驚人的一致性。源時間在系統之間具有高度可重復性，平均相關性為~0.75對于單個運行，以及>0.9對于同一受試者的多次運行的平均值。總體而言，這些結果表明這兩個系統提供了等效的性能。重要的是，這不僅驗證了小型化的電子設備，而且還表明MSR內部的這種電子設備（作為背包佩戴）不會在OPM傳感器處產生更為明顯的磁干擾，這些干擾不能通過均勻場校正（Tierney等人，2021）和波束成形（Brookes等人，2021）等方法在后處理中被拒絕。

 

zui后，從實際角度來看，IM系統表現良好。在之前的OPM中，MEG系統的魯棒性一直是一個關鍵問題，特別是在測量中丟失的通道數量。在這里，在使用我們的IM系統的32個實驗中，我們丟失了（平均）3±5通道。在我們丟失通道的情況下，原因通常是傳感器頭和帶狀電纜之間的連接。傳感器頭使用卡扣連接，卡在帶狀電纜上，進行電氣連接。這在制造電纜時需要zui小的公差，因為即使是電纜厚度的微小變化也會使卡扣連接器松動，從而導致連接不穩定（這也是IM系統中空房間噪音略微增加的可能原因）。這是該系統未來幾代應該改變的事情。盡管有這個小限制，IM系統表現良好。64個Quspin QZFM傳感器的設置時間通常約為三分鐘——這包括加熱蒸汽電池和激光器、用PID控制器鎖定溫度、優化所有傳感器參數、將每個電池內的場歸零、校準傳感器和打開閉環的時間。每個OPM傳感器頭的特性略有不同，這意味著控制參數必須在每個傳感器的基礎上進行優化（就像超導量子干涉設備（SQUID）必須在傳統MEG系統中單獨調整一樣）。在IM系統中，由于這些參數是在傳感器啟動時優化和設置的，傳感器頭可以輕松更換，而不需要在更換后重新啟動傳感器以外的任何東西。這是運行系統時的一個重要的實際優勢，進一步增加了設計的模塊化。

 

這里報告了一種全新的OPM-MEG系統設計，具有小型化和集成的電子控制、高水平的便攜性和顯著性改善的動態范圍。我們已經證明，與已建立的儀器相比，這種儀器提供了對刺激的誘導和誘發神經電反應的等效測量，并且它提供了改進的動態范圍。我們已經證明，該系統在參與者運動期間（包括從坐到站的范例）收集數據是有效的，并且它與同步EEG記錄兼容。zui后，我們通過在兩個實驗室之間移動系統來證明便攜性。總體而言，我們的新系統代表了OPM-MEG向前邁出的重要一步，并為下一代功能性醫學成像提供了具吸引力的平臺。

至于昊量光電：佛山昊量光電元器件子儀器不多單位是光電元器件子廠品專業化總經銷商商，廠品包涵多種皮秒激光器器、光電元器件子調變器、光電元器件檢測儀器、光電元器件元器件等，有關用途適用于了素材手工加工、光通信產品、怪物醫藥、實驗分析、國防教育、量子光電元器件、怪物顯微、云科技調節器、皮秒激光器產生等；而以合作方供給完整性的儀器連接，培訓課程，硬件系統性激發，游戲激發，系統性模塊化等服務于。