我国首台多通道原子磁力计新型脑磁图研制成功

  • 生物物理所教育处 (中国科学院生物物理研究所)
  • 创建于 2018-11-07
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  我国首台基于原子磁力计的新型多通道脑磁图系统,在中国科学院生物物理研究所完成原型机研制并成功获得高质量脑磁信号。 

  脑磁图(MEG)是脑成像设备家族一个重要成员,它通过探测大脑神经活动产生的颅外微弱的磁信号,来反映神经活动发生的位置和时间过程。跟其他脑成像技术相比,脑磁图能观测功能磁共振成像(fMRI)无法获得的脑功能实时动态信息,空间定位精度又显著高于脑电(EEG),并且安全、无创,是脑科学研究一种不可替代的先进手段。脑磁图在临床医学上也有重要应用,例如在癫痫病灶的定位、术前语言功能区定位等领域具有特殊重要的作用。 

  传统脑磁图基于超导量子干涉仪(SQUID),需要在超低温下运行,购置和运行成本高昂,而且探头位置固定并距头皮较远,适应性差,大大妨碍了该技术的普及。基于原子磁力计的脑磁图是近年来新出现的技术,可以在常温下工作,探头可紧贴头皮,因此具备低建设/运行成本、高灵敏度和高适应性(可做成可穿戴式系统)的优势,是一种颠覆性脑磁图新技术,有希望使脑磁图普及率成数量级提高并拓展到更多的研究和临床领域。 

  生物物理所已成功搭建一套12通道的原子磁力计脑磁图原型机,其中包含了96通道3D打印个性化定制,可兼容多种探测器可调型脑磁图头盔等创新技术,并已成功获得高质量脑磁成像信号。与传统SQUID脑磁图初步比较,该原型机信噪比局部提高一倍以上,在某些应用上,通过调整探测器布置,可以使用比传统SQUID脑磁图少得多的探头就能达到相同或更高的定位精度。该原型机可有效探测海马、小脑等传统脑磁无法有效探测的脑深部区域,还可有效应用于传统脑磁图难以应用的低龄儿童、帕金森患者等群体,在发育心理学和脑疾病诊断等领域有着潜在的应用前景。 

  这项工作由中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室完成。该实验室已装备国内首台科研专用3T、7T人类磁共振成像系统和传统脑磁图系统,成为国际上屈指可数的脑成像特色平台。原子磁力计脑磁图原型机的研制成功不仅将进一步提升该平台的国际学术竞争力和影响力,而且有希望为我国重大科研仪器和医学影像设备的自主研发和产业化提供一个新的突破口。该实验室将与中国科学院兄弟单位合作,争取短时间内实现多通道原子磁力计脑磁图系统的全链条自主研发。 

  原子磁力计脑磁图原型机

 

责任编辑:黄巧