前言
人的大脑被称为“生命禁区”，科学家们从未停止对它的探索。脑磁图(MEG)是目前最先进的磁源成像技术。脑磁图通过测量脑内神经电活动在颅外产生的极其微弱磁场信号，以无创的方式，实时探测脑内神经活动过程，是癫痫和脑肿瘤患者术前评估的重要步骤。据美国国家生物技术信息中心（NCBI）在2017年6月发布的数据，超过30％的接受神经外科治疗的癫痫患者需要无创性脑成像，例如磁脑电图（MEG）。根据Coherent Market Insights发布的最新数据，2018年全球脑磁图设备市场规模为2.533亿美元，预计将以4.5％的复合年增长率增长。由于精神疾病发生率的上升，到2026年，全球脑磁图设备市场将超过3.595亿美元。
一、脑磁图是什么？
人的大脑周围也存在着磁场，这种磁场被称为“脑磁场”。脑磁场强度非常微弱，需要在电磁屏蔽室中用特殊的仪器，如超导量子探测器（SQUID）来测量，将获得的电磁信号转换成等磁线图，并与MRI解剖影像信息叠加整合，就形成了具有功能信息的解剖学定位图像。
脑磁图是一种对人体完全无创性、无放射性的脑功能图像探测技术。脑磁图为研究大脑的工作原理提供了更丰富的信息，并且使其成为脑机接口和人工智能研究领域最有潜力的技术手段，在未来的脑机融合领域有着巨大的发展空间。
二、脑磁图的发展
传统脑磁图设备看起来十分庞大，这是因为传统脑磁图机的核心是超导量子探测器（SQUID）。SQUID 脑磁图设备的运行需要消耗大量的液氦，成本极高，这在很大程度上限制了脑磁图的普及应用。此外，SQUID 对外界的震动、电磁脉冲（EMP）等非常敏感且容易损坏，需要严格屏蔽的工作环境和定期的升温维护，并更换损坏的探测器，设备维护成本也很高。由于 SQUID 的敏感性和对超低温的要求，传统脑磁图需要将探测器固定地布置在巨大的液氦杜瓦中，这使得脑磁图只能在静止状态下工作且无法有效适配不同大小的头部，尤其是儿童和青少年的使用受到很大限制，这进一步制约了脑磁图的应用范围。
传统脑磁图机
近年来，随着技术的发展，人们开始探究可在室温下工作、体积较小、重量较轻、可大批量生产的脑磁图设备。2017年英国诺丁汉大学 Sir Peter Mansfield 影像中心（2003年诺贝尔生理与医学奖，磁共振成像诞生地）设计了一款基于OPM（光泵磁强计）传感器的3D打印可穿戴式脑磁图机。该设备可以像头盔一样佩戴，人们在扫描过程中还能自由移动。未来，如果脑磁图机的价格下降，则可能有助于脑磁图在神经科学领域获得更大的应用。
基于OPM传感器的3D打印可穿戴式脑磁图机
三、脑磁图的临床应用
MEG目前在美国有两种批准的适应症，一种用于术前脑图绘制，另一种用于癫痫手术。对于患有脑瘤或其他病变的患者，MEG可能能够绘制出病变附近正常功能区域的确切位置，可以计划手术切除肿瘤，以减轻术后无力或脑功能丧失。在过去接受过脑外科手术的患者中，脑电图测量的电场可能会因头皮和大脑解剖结构的变化而失真。如果需要进一步手术，MEG可以无需进行侵入性脑电图研究即可提供必要的信息。在癫痫的外科手术治疗中，最关键的信息是癫痫病灶的位置，而MEG可以大大促进这种定位。MEG主要用作一种非侵入性设备，可通过使用适当的源定位技术来检测诸如尖峰之类的发作性癫痫放电，以确定癫痫灶。在进行癫痫发作的所有自发MEG记录中，EEG和MEG数据均可用于分析。临床研究表明，MEG还可以用于其他神经外科应用，包括头部外伤，帕金森氏病和其他疾病。结合MEG，EEG，fMRI和新的连接方法，也正在评估用于临床应用。这些研究将继续改变MEG在神经外科评估中的应用方式。
MEGG用于癫痫检测
四、脑磁图主要厂商
1、Compumedics Neuroscan
Compumedics Neuroscan成立于1985年，是神经生理学、神经影像学和神经诊断系统研究软件的全球领先开发商，主要经营EEG、电磁源定位、多模式神经成像以及fMRI增强技术.
Orion LifeSpan™MEG
Orion LifeSpan™MEG使用获得专利的双张弛振荡超导量子干涉仪（DROS SQUID）传感器，其信噪比高于传统SQUID传感器。它们与优化的第二代轴向梯度仪耦合，对环境的杂散电感具有更大的抵抗力。这种组合可实现比以往更高的大脑信号敏感性和更低的干扰噪声。设备的模块化可在需要时提供快速，便捷的服务。此外，独特的双头盔杜瓦瓶能对成人和儿童人群进行最佳的大脑信号检测。低温设备配备了无振动的真空冷却系统，可实现连续24/7全天候的虚拟100％冷却液再循环。
Orion LifeSpan™MEG single Dewar system于2月19日获得FDA批准上市。
2、RICOH USA
RICOH USA成立于1962年，总部位于美国宾夕法尼亚州埃克斯顿，是总部位于东京的理光公司在北美和南美的分公司。
RICOH MEG
RICOH的MEG脑部扫描仪具有以下特点：测量大脑深处的能力，以便可以检测并记录直至海马和下丘脑水平的大脑活动。此外，传感器的数量及其强大的灵敏性让医生能获得更多的信息；头盔中的160个超导传感器可检测并放大神经元产生的磁场；同轴梯度计传感器减少了电磁干扰，先进的算法滤除了噪声，因此可以轻松识别感兴趣的信号。
3、Croton Healthcare
Croton Healthcare旗下的子公司，总部位于芬兰赫尔辛基的MEGIN在30多年来一直是全球领先的MEG技术提供商。MEGIN的MEG扫描仪是一种非侵入性，功能性的大脑定位解决方案，用于诊断检查，治疗策略和神经系统疾病的干预。
TRIUX™neo
TRIUX™neo能够扫描先前由于磁化材料（例如植入的刺激器，牙齿填充物或牙套）而被排除在外的患者；采用人机工程学设计，对患者和操作员更友好；能为医生提供更多有价值的信息。
结语
未来，随着可穿戴式脑磁图设备的发展，脑磁图设备功能的进一步完善，脑磁图设备价格的降低，人们对大脑的认知将更精准，神经科学领域将取得更多的成就。
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作者 杨柳荣 | 编辑 谢安然 | 排版 Elsa
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