一项将 4He OPM 与 SQUIDS 进行比较的新研究取得了新结果

脑磁图 (MEG) 是一种非侵入性功能成像技术，可在毫秒时间尺度上直接测量神经元活动。传统的 MEG 系统使用超导量子干涉装置 (SQUID)，需要通过液氦实现非常低的温度。这导致高成本、环境影响和实验限制。新一代 MEG 传感器、光泵磁力计 (OPM) 正在出现。首先开发了基于碱的 OPM，具有良好的灵敏度和增加神经磁活动记录的信号功率的潜力。然而，它们需要加热、带宽有限且动态范围小，并且需要优化的屏蔽室。近日，MAG4Health开发了 4 He OPM-MEG系统，该系统在室温下运行，无明显散热，共振线宽大，动态范围大，频率带宽大。 MAG 4 Health 在灵敏度方面取得了长足进步， 4 He-OPM 现在在三个轴中的两个轴上达到了优于 45 fT/√Hz 的水平。

一项新研究使用体感和视觉刺激范例比较了传统的低温 SQUID-MEG 和新开发的可穿戴室温 4 He-OPM 传感器的性能。经典的 SQUID-MEG 记录是使用基于 275 SQUID 的轴向梯度仪 MEG 系统进行的。相比之下， 4 He-OPMs 传感器用于沿三个轴测量大脑磁场，动态范围为 ±250 nT。受试者坐在一个舒适的头戴式耳机中，该头戴式耳机为 4 He-OPM 传感器提供了 96 个可能的位置。对于体感实验，剩余的4个 4 He-OPM传感器位于体感区域周围的LC11、LC13、LC 31和LC33位置，而对于视觉实验，剩余的4个4He-OPM传感器位于LO11、主要视觉区域周围的 LO31、RO11 和 RO31 位置。信号以 11 kHz 采样。

结果表明，与 SQUID-MEG 相比， 4 He-OPM 传感器在获得的时间过程中表现出高度相似性，并且在整个人类振荡神经范围内拾取振荡大脑动力学的变化。然而，与 SQUID-MEG 相比，4He-OPM 传感器相对于基线的信号变化百分比较低，尤其是在较高的振荡（伽马）范围内，这可能是由于传感器布线引起的肌肉活动。该研究得出结论， 4 He-Opm 通过利用与大脑的较短距离，尽管灵敏度较低，但显示出与 SQUID-MEG 系统非常相似的结果。

Gutteling, T.P. et al. (2023) “A new generation of OPM for high dynamic and large bandwidth Meg: The 4He OPMs—first applications in healthy volunteers,” Sensors, 23(5), p. 2801. Available at: https://doi.org/10.3390/s23052801.

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