『大开眼界』“脑磁图”能订制？——可穿戴脑扫描仪面世，重量不足2斤！

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                    <section><section><p><p><img src="image/20201014/86b79d371e9862b01189f0252a03b2cd_1.png" /></p></p></section><section><section><span><strong></strong></span></section><p><span>医疗器械第一新媒体</span></p><p><span>分享最专业的医疗器械知识</span></p></section><section><section><section>关注</section></section></section></section><section><section powered-by="gulangu"><section><section></section></section></section></section><h3><p><br  /></p><p><span>在脑肿瘤、癫痫、精神分裂症等复杂的疾病中，医生通常需要借助观察患者脑部活动来诊断病情。近年来，<strong>脑磁图（MEG）已成为一种检测脑部活动的新型技术，能将神经网络绘制成图，并且对人体无创伤。</strong></span></p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><span></span></p><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section></section><section><p><span>#什么是脑磁图</span><span>#</span></p></section><section></section></section><section></section></section></section><section powered-by="gulangu"><section><section><p><img src="image/20201014/d6f6041e31f34f877a060059cd714223_2.jpg" /></p></section></section></section><section powered-by="gulangu"><section><section></section></section></section><section powered-by="gulangu"><section><section><p>人的颅脑周围也存在着磁场，这种磁场称为脑磁场。但这种磁场强度很微弱，要用特殊的设备才能测知并记录下来．需建立一个严密的电磁场屏蔽室，在这个屏蔽室中，将受检者的头部置于特别敏感的超冷电磁测定器中，通过特殊的仪器可测出颅脑的极微弱的脑磁波，再用记录装置把这种脑磁波记录下来，形成图形，这种图形便称作脑磁图。</p></section></section></section></section></section></section></section><p><br  /></p><p><span>不过，来自英国诺丁汉大学彼得</span><span>·</span>曼斯菲尔德爵士成像中心的 Matthew Brookes 博士等人认为，MEG 仍然存在这诸多不足，近年来一直致力于改进 MEG 系统，最近这项研究有了突破性进展：</p><p><br  /></p><p>北京时间3月22日凌晨，顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表了Brookes为通讯作者的最新成果：一个可穿戴脑扫描仪原型。</p><p><br  /></p><p>论文中提到，传统的脑磁图在冷却这一环节中，其传感器必须封装在一个真空的液氮杜瓦瓶中，并且和头皮保持距离。这导致MEG系统非常笨重，传感器的位置也是固定在一个不能移动的通用头盔中。一旦头部相对于传感器的位置稍有变动，得到的数据质量就会显著下降，即使5毫米也动不得。</p><p><br  /></p><p><span>据了解，</span><strong>传统的275通道脑磁图设备，大约有900斤重，设备是固定、笨重的，被测试者相对于固定好的传感器阵列必须保持静止。</strong></p><p><strong><br  /></strong></p></h3><h3><p><img src="image/20201014/5cb12cc2495aed6e7e83130f8e07ecde_3.png" /></p><p><span><span>正在进行脑磁图测试的病人</span></span></p><p><span><br  /></span></p><p>如图中这般，脑袋上顶这么个“庞然大物”，还不能随意移动，内心也是蛮奔溃的吧！</p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/3c254bc14813b4431ab09bb8878b54fc_4.jpg" /></p></p><p><br  /></p></h3><p>另外，在现实情况中，并不是所有的测试者头部和传感器的距离都是固定的，这也给测量带来障碍。<span>成人的这个距离一般是3厘米，但如果被测人员的头比较小，比如婴儿等群里，那这个距离就会增加，磁场就会相应减小，导致可获得的信号变少。</span></p><p><br  /></p><p>因此，Brookes等人认为，MEG系统的这些特征使得该技术在包括婴儿在内的很多群体中使用都受限，使用环境要求也是极高。</p><p><br  /></p><p>如何让所有群体都适用，并且不受场合限制，这成为Brookes及其同事开发新系统原型的核心方向。</p><p><br  /></p><p>最终，研究团队开发了一种被称为OPM-MEG系统的头盔。<span>该头盔由3D打印而成，重量仅905克，不到2斤，并且能“私人订制”，以此保证传感器（在该原型设计中仅覆盖了右感觉皮层）和每个测试者的头皮表面直接接触。被测试者戴上该头盔后，依然可以自由地进行头部活动。</span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/f5b401c13db2d6ad790455dbe868c0e3_5.jpg" /></p></p><p><span>3D打印头盔</span></p><p><br  /></p><p>论文提到，<span>OPM-MEG系统的核心是光泵磁力仪（OPMs），这是一个依赖于碱金属原子特性的磁场传感器，灵敏度极高，可达±0.01 nT。每个传感器有一个玻璃比色槽，里面含有87Rb（铷），加热至150℃的时候会产生87Rb蒸汽。</span></p><p><br  /></p><p>尽管内部温度会加热升高，但传感器仍旧可以安置在头皮表面，因为它们的外部表面温度接近体温。</p><p><br  /></p><p>在第一次演示中，研究团队对测试者右感觉皮层的电生理活动进行了测试。OPM-MEG实验组中，测试者要进行12次试验，6次尽量保持静止，其余6次做一些自然的头部运动，包括点头、摇头、伸头和喝水，一台相机会负责追踪头部运动。研究团队同时还用传统的MEG技术测试了一组静态的对照实验。</p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/af13f8891077f7b2b522849d5a14e776_6.jpg" /></p></p><p><br  /></p><p>在OPM-MEG实验组中，保持尽量静止时的移动范围在±1厘米之间，而头部可以运动时，范围会扩大到±10厘米。实验最终显示，即使在头部大幅度运动的情况下，这套可穿戴系统依然可以收集到高保真数据。</p><p><br  /></p><p>研究人员认为，<strong>该新系统将首次使得婴儿、儿童和有运动障碍的人群都可以直接测试其脑部活动。并且，测试者未来还可以穿戴该头盔进行社交活动等，不会受到任何影响。</strong></p><p><br  /></p><p><span>来源：澎湃新闻</span></p><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><p><span><strong>相关阅读</strong></span></p></section><p><p><img src="image/20201014/ec237188ae1e9c03eb4d9814f31b18ab_7.gif" /></p></p><p><span>『大开眼界』全球最“袖珍”的MRI系统问世，新生儿专用</span></p><p><br  /></p><p><span>『大开眼界』现代医疗设备的“雏儿”</span></p><p><br  /></p><p><span>『大开眼界』美丽测量器，二战前后那些奇葩美容器械</span></p><p><br  /></p><p><span>『大开眼界』“贴在额头上”的血氧仪</span></p></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/ddc723b50bcaa3c373cb35a0033daacd_8.jpg" /></p></p>