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人类一向致力在破解年夜脑功能的奥秘，而人脑由数百亿神经元彼此毗连组成，神经通路扑朔迷离，生命和认知科学研究面对庞大挑战。最近几年来，脑磁图（Magnetoencephalography，MEG）在脑科学范畴利用取得延续存眷。

MEG具有哪些特点？可以用在哪些范畴？本文将从手艺成长、利用价值、行业玩家等维度睁开阐发，解密这类反演脑功能的尖端手艺。

1、脑磁手艺年夜有可为，将成为辅助诊断脑科疾病的精兵利器

01 脑成像手艺多维成长，鞭策脑功能研究深切

年夜脑勾当纪律的研究依靠在各类不雅察年夜脑的仪器和成像手艺。今朝，首要的脑成像手艺可以分为布局像手艺和功能像手艺两类。

布局像手艺：指直接对年夜脑布局进行可视化、反应年夜脑剖解布局的成像手艺。首要的布局像手艺包罗电子计较机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）江南体育等。

功能像手艺：经由过程丈量年夜脑的脑电/脑磁、血流、氧耗、神经递质等信息来间接不雅测年夜脑功能的手艺。功能像手艺包罗脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、正电子发射成像（PET）、光子发射型计较机断层成像（SPET）、功能磁共振成像（fMRI）、功能性近红外光谱成像（fNIRS）等。

02 脑成像手艺各有所长，临床利用各有偏重

分歧脑成像手艺各具特点，CT、MRI等布局像手艺多用在诊断肿瘤、脑血管病变等年夜脑布局产生改变的疾病；功能像手艺如EEG在癫痫等神经疾病范畴具有主要感化，PET可灵敏辨认未占位的恶性肿瘤，fMRI和fNIRS多被利用在年夜脑功能定位和认贴心理学等范畴。

MEG作为一种功能像手艺，经由过程在颅外检测脑部磁场旌旗灯号，可辨认定位年夜脑的视觉、听觉、躯体感受和活动皮质区域，判定年夜脑各脑区功能毗连的强弱和模式。MEG兼具高时候分辩率（0.001s）和空间分辩率（2-5mm），并对人体无创、无辐射，是现阶段脑成像范畴最尖真个手艺之一。

图：分歧脑成像手艺特点概览

资料来历：公然信息，沙利文阐发

2、脑磁图在神经、精力等疾病范畴有怪异利用优势，临床和科研利用范畴广漠，市场潜力不成小觑

01 脑磁图与其他脑成像手艺互补，晋升疾病诊断精准性

MEG作为一种新兴的脑成像手艺，首要临床利用范畴为神经系统疾病、精力疾病等场景。MEG凭仗其优异的时候分辩率和空间分辩率，在这些临床利用场景中具有不成替换的怪异优势，更可与其他脑成像手艺共同利用，进一步晋升诊疗的精准性。

1）MEG在神经系统疾病范畴的利用

MEG凭仗其成像特点，在癫痫、脑肿瘤、脑卒中等神经系统疾病范畴具有主要利用价值，特别在致痫灶定位上有主要感化。《癫痫外科术前评估中国专家共鸣（2022版）》指出我国癫痫得病率约为0.7%，癫痫患者群体重大，约有900万，此中约200-300万为药物难治性癫痫。今朝，药物难治性癫痫的医治手段包罗外科手术、生酮饮食、神经调控等，5%-10%的药物难治性癫痫患者可经由过程外科手术到达癫痫减缓乃至终止爆发的疗效。

颅内脑电图（iEEG）是今朝高效定位致痫区和评估致痫区与功能区关系的有用手段，但具有侵入性的局限。MEG可精准检测和定位癫痫病灶而且无创，在癫痫外科手术医治前定位、神经调控靶点肯定中具有主要意义。Velmurugan[1]等在Brain杂志颁发研究指出MEG在高频振荡源（80-200Hz）与假定的致痫区、切除皮层的合适率别离为75.0%和78.8%，优在其他频段和尺度偶极子拟合方式。Cao[2]等在Nature Communications上颁发论文指出利用MEG连系新奇的动态收集模子，可重建出临床普遍接管的虚拟颅内电极旌旗灯号，将来有望削减乃至代替颅内有创电极植入对致痫灶进行评估。

《癫痫外科术前评估中国专家共鸣（2022版）》指出MEG具有优良的时候和空间分辩率，可经由过程逆运算并求解出点勾当来历的位置、强度和标的目的，对说话、活动、感受、视觉和听觉等功能进行定位，可与MRI融会构成磁源性成像，作为复杂致痫区定位查抄手艺的一项成心义的弥补。

2）MEG在精力疾病范畴的利用

MEG也可利用在抑郁症、精力割裂症、自闭症谱系障碍等精力性疾病的辅助诊断。在MEG帮忙下，可经由过程辨认患者额叶前区、边沿网格区的旌旗灯号转变来判定抑郁症的严重水平，Nugent[3]等人已利用MEG来检测重症抑郁症患者在利用氯胺酮前、后静息状况环境，以评估医治抑郁症的结果。另外，MEG可经由过程辨认精力割裂症患者的神经收集和区域的异常旌旗灯号，辅助精力割裂症诊断；MEG可揭露异常听觉、视觉和感情产生时的年夜脑勾当，用在自闭症诊断和分类。

02 解密脑功能，脑磁图助力脑科学研究成长

1）MEG在认知科学研究中的利用

MEG的时候分辩率为毫秒级，可以追踪快速神经勾当，是说话、感知等认知神经科学研究的主要东西。北京年夜学高家红传授团队[4]基在以往对脑神经勾当研究根本，将MEG与怪异的说话刺激范式连系来辨别脑皮质处置单词、短语和句子的位点与组合，发现颞上回介入了三种说话程度的处置，其它脑区则经由过程分歧组合情势介入每一个说话程度编码，此中右边活动皮层的神经勾当只追随有清楚声学鸿沟的单音节词的节拍，而左边前颞叶和左边额下回则选择性地介入短语或句子的加工。该研究借助MEG成功构建了说话布局加工图谱，为人类进一步研究年夜脑认知功能供给主要东西。

2）MEG在脑机接口范畴的利用

MEG具有优良的信噪比和溯源定位能力。北京年夜学[5]应用脑磁旌旗灯号的可解码性，追踪人的视觉加工，仅经由过程对看到图片前半秒的脑磁数据进行解码，发现分歧类型的图片在年夜脑中的表征显现出年夜规模分手的较着趋向，证实了MEG对构建高机能脑机接口的意义。新一代原子磁强计脑磁图（OPM-MEG）手艺的机能接近植入式脑机接口，有望成为将来脑机接口的首要撑持手艺。

03 脑磁图的市场需求广漠，新一代脑磁图引领新潮

今朝，MEG已在临床和科研范畴有了初步摸索利用，但临床利用仍以癫痫辅助诊断为主。MEG可普遍利用在脑血管疾病、创伤后脑功能评估、精力疾病和心理障碍等临床范畴，对认知科学也有主要价值。OPM手艺呈现后，MEG的探测机能晋升，安装利用加倍矫捷，本钱也年夜幅下降，将在更多的医疗、科研等机构推行利用，为更多类型的神经、精力系统疾病患者供给诊断撑持，为更深条理的认知学研究、脑机接口等前沿范畴供给手艺撑持，利用前景广漠。

3、打开脑功能黑匣子，原子磁强计脑磁图将成明日之星

01 脑磁手艺迭代成长，OPM手艺炙手可热

年夜脑神经电流的传布会发生磁场，分歧脑组织的磁导率几近不异，脑磁成为探测脑功能的抱负旌旗灯号。可是，脑磁场在颅外的强度仅在10-100fT量级，约为地球磁场的亿分之一，难以探测。1968年，美国物理学家Cohen操纵多匝感应线圈在非凡建造的磁屏障室里初次探测到人脑α波旌旗灯号。1972年，约瑟夫森节超导量子干与仪（SQUID）手艺降生并可高效探测脑磁旌旗灯号，开启了MEG贸易化之路。2002年，普林斯顿年夜学Romalis团队初次实现原子的无自旋互换弛豫（SERF）态，并在2003年建造了可进行fT级别活络度丈量的原子磁强计（OPM）系统，常温脑磁探测成为实际。

图：脑磁手艺成长要害事务

资料来历：文献检索[6-10]，沙利文阐发

02 超导量子干与仪SQUID已成功贸易化，但普和受限

超导量子干与仪SQUID以超导约瑟夫森结效应和磁通量子化为手艺根本，是一种可将磁通转化为电压的高活络度磁通探测器。在尝试室抱负前提下，SQUID-MEG的活络度可达可达1fT/√Hz，商用SQUID-MEG活络度多在2-3fT/√Hz。今朝，SQUID-MEG在临床和科研范畴已有利用，多被医疗机构用在癫痫诊断。但国内SQUID-MEG依靠进口，数目约20台，均在国内高校、科研机构或三甲病院，渗入率较低。这是因为今朝SQUID-MEG产物存在价钱昂贵（约3,000万/台），体积重大，需液氦保持超导状况、利用本钱高，屏障室造价昂贵且占地面积年夜，矫捷性差等问题。

图：SQUID-MEG推行挑战

资料来历：文献检索[6]，沙利文阐发

03 新一代脑磁图优势显著，将加速MEG普和

OPM-MEG是一种操纵光与原子的彼此感化来探测磁场的手艺。基在SERF理论，当一束圆偏振泵浦光照耀碱金属原子时，碱金属原子产生能级跃迁，发生自旋极化；在外界弱磁场感化下，碱金属原子做拉莫尔进动而发生一个进动偏角，其巨细在必然规模内与磁场强度成正比；当别的一束偏振探测光垂直在泵浦光照耀进来，碱金属原子的偏振标的目的会产生细小偏转，经由过程探测偏振角的转变可以直接反映磁场的巨细。理论计较，无自旋互换弛豫原子磁强计装配活络度可达0.01fT/√Hz乃至更低；尝试室中，已获得0.16fT/√Hz的活络度，是人类今朝把握的最活络的磁探测物理手艺。

图：SQUID与OPM手艺比力

来历：文献检索[6]，沙利文阐发

在SERF理论撑持下，OPM-MEG手艺快速成长。2010年，Johnson等利用基在Rb碱金属原子的SERF磁力计探测年夜脑磁场，并与基在SQUID商用脑磁系统进行对照，证实了OPM-MEG的有用性。2017年，英国诺丁汉年夜学Sir Peter Mansfield影象中间初次利用常温原子磁强计成功记实脑磁旌旗灯号和空间溯源定位。跟着对OPM-MEG的研究延续深切，科学家们经由过程缩小原子蒸气室体积、采取微电机手艺、元件装配集成等体例，多维度研发体积更小的探测器，今朝OPM-MEG探测器横截面积已缩小至硬币巨细。探测器体积的缩小进一步鞭策多通道集成OPM-MEG研发，今朝已开辟出过百通道的OPM-MEG产物，但今朝全球还没有基在OPM手艺的临床用脑磁图上市。国内已有心磁图临床用产物获批上市，这是因为心脏磁场强度为1,000-10,000fT量级，探测难度小在脑磁场。

图：OPM-MEG优势阐发

来历：公然信息，沙利文阐发

OPM-MEG研究延续升温，国外的普林斯顿年夜学、诺丁汉年夜学等，国内的北京年夜学、中国科学院、北京航空航天年夜学等高校和科研机构纷纭投身该范畴。OPM-MEG不但探测用具有高手艺壁垒，磁屏障装配、磁反演等相干手艺也是开辟OPM-MEG产物进程中必需降服的挑战。同时，因为产物研发分歧在尝试室研究，财产化瓶颈高，兼具探测器、磁屏障装配、磁反演手艺的研究团队在产物贸易化历程中更具优势。

4、脑磁手艺在国度政策鞭策下，将来产物进级、渗入率进一步晋升

01 国度将脑磁手艺列入重点成长范畴，鼓动勉励成立影象中间

MEG作为脑功能研究的主要东西，取得了国度的高度正视。由工信部牵头，国度十部分结合发布的《“十四五”医疗设备财产成长计划》将脑磁丈量列入重点成长范畴，并将高精度磁场传感器作为财产根本攻关步履的攻关焦点元器件；《“十四五”医药工业成长计划》提出要鼎力鞭策立异产物研发，在医疗器械范畴重点成长新型医学影象、可穿着监测等范畴的医疗器械；国务院办公厅印发了《“十四五”国平易近健康计划》指导增进医学影象中间自力设置机构规范成长。在政策利好的情况下，脑磁手艺将取得高速成长，临床用脑磁图的研发和市场准入加速，并在医学影象中间规范成长鞭策下拓展利用场景，提高市场渗入率。

02 脑磁图进级换代，将来新型脑磁图机能更优

公然信息显示，全球约有150～200台MEG。我国在2000年后陆续引进多台MEG，但国内的MEG存在利用时候太长、产物老旧的环境，如广东三九脑科病院的MEG利用已超20年，南京脑科病院的MEG装备利用时候也已近20年，而一般建议年夜型医疗装备服役10年后应换新。今朝，国内涵役的MEG首要为SQUID-MEG，但最近几年我国已有自立研发的OPM-MEG科研机上市。将来，跟着OPM-MEG手艺进一步成熟，MEG将向着小型化、个别化、穿着化、场地矫捷化成长，安装和保护本钱将延续下降；OPM-MEG将实现更高的活络度，供给更高质量的数据。新一代脑磁图凭仗其优势，将斥地脑磁丈量新时期。

5、国表里企业争相结构脑磁图，新一代医用脑磁图指日可待

01 SQUID-MEG竞争款式

SQUID-MEG手艺成熟，已有306通道产物问世，可实现全脑笼盖。结构SQUID-MEG的国外公司首要包罗MEGIN、Compumedics、CTF MEG等，其产物各有特点。

图：首要SQUID-MEG产物阐发

资料来历：公司官网，沙利文阐发

MEGIN：MEGIN在脑磁探测手艺范畴具有丰硕的经验。公司对准癫痫市场，其产物TRIUX™ neo可无创定位年夜脑内癫痫勾当区域，与其他脑成像手艺共同可用在神经外科。公司产物Elekta Neuromag TRIUX是国内独一获NMPA注册证的脑磁产物（注册证编号：国械注进20162210041）。MEGIN曾被Elekta收购，又在2018年被拆分出售给Croton Healthcare。

TRIUX™ neo

Compumedics：Compumedics成立在1985年，是全球领先的电磁源定位、多模态神经成像、高密度EEG和fMRI手艺供给商。公司SQUID-MEG产物Orion LifeSpan™ MEG的焦点专利手艺为双弛豫振荡超导量子干与探测器（DROS SQUID），信噪比优在传统SQUID探测器，已获FDA、KFDA核准用在临床。

Orion LifeSpan™ MEG

CTF MEG：CTF MEG公司在1970年成立，2009年CTF MEG收购4D Neuroimaging公司，2014年研发出275通道的SQUID-MEG产物cMEG，并在2019年推出临床友爱型cMEG。cMEG运行不变，探测器密度高，电子元件高带宽、高转换速度、高采样率，数据贮存速度快。

cMEG

02 OPM-MEG竞争款式

按照公然信息，多家国表里公司已结构OPM-MEG赛道，包罗Cerca、FieldLine、昆迈医疗、磁波智能、中科知影等。同时，美国QuSpin公司作为OPM探测器研发企业，其新一代OPM手艺探测器产物QZFM Gen-3机能优胜，活络度7-10fT/√Hz，巨细约2cm²，被Cerca、磁波智能等OPM-MEG研发公司所利用。OPM作为一种尖端磁场探测手艺，可用在军事、航空等敏感范畴，过度依靠国外研发的探测器存在被制裁的隐患。今朝，我国已有企业采取自研OPM探测器进行MEG研发，全装备自研模式自立可控，可有用规避风险。

Cerca：Cerca由诺丁汉年夜学孵化，为诺奖尝试室Peter Mansfield影象中间的转化公司。Cerca利用QuSpin公司的探测器开辟了全球首个基在OPM手艺的贸易化、全集成、头戴式MEG科研用机。该装备可丈量头皮四周50个位置的磁场，实现年夜脑全笼盖，并可在受试者移动时探测，可供成人和儿童佩带利用，但该装备仍需在1.3m*1.3m的磁屏障室利用。

Cerca OPM-MEG

FieldLine：FieldLine上市产物HEDscan™系统是一种基在OPM探测器手艺、非侵入式、可穿着的MEG装备。该装备借助放置在头部的自研小型量子探测器（活络度15fT/√Hz，横截面约2cm²），可高保真记实和映照神经勾当；仅需借助磁屏障筒便可在任何医疗机构的任何房间利用；头盔轻质、穿着性强，合适所丰年龄段和头部尺寸的人群。

HEDscan™

昆迈医疗：昆迈医疗是一家以量子操控与探测手艺为焦点，致力在开辟生物功能磁成像装备的医疗科技企业。公司介入了多项国度重年夜科技根本举措措施与项目共建，并已完成国内首例科研装机，取得“国产高端装备科研示范利用”称号。自立研发的焦点产物OPM-MEG冲破了高活络度磁传感（12-15fT/√Hz）、开放式磁屏障、高精度磁反演等一系列手艺，探测器横截面积约3cm²。昆迈医疗为国内首家也是今朝独一一家经由过程立异医疗器械审查的OPM-MEG研发企业，临床用机处在医疗器械注册审批中，有望成为全球首款上市的临床用OPM-MEG。

昆迈医疗OPM-MEG*

*：右图为昆迈医疗介入共建的北京怀柔多模态跨标准生物医学成像举措措施

磁波智能：磁波智能是一家专注研发磁波诊疗手艺的科技公司，团队成员在量子传感、人体弱旌旗灯号检测等方面有着丰硕经验。公司利用自研超活络磁传感器MagneticWave或QuSpin探测器产物，搭配高机能磁屏障筒，可供给科研定礼服务。同时，公司代销QuSpin、FieldLine、Twinleaf的磁传感器。

磁波智能自研磁屏障装备

中科知影：中科知影成立在2019年，由中国科学院生物物理研究所孵化。中科知影致力在进行新型脑磁图等生物弱磁检测装备的研发、出产和办事。公司在脑磁图和零场弱磁检测手艺范畴获批多项国表里发现专利，并设立了北美手艺研发中间。

中科知影OPM-MEG

03 国内脑磁图采购环境

曩昔，我国MEG高度依靠进口，按照中国当局采购网和中国国际招标网数据，2014年以来我国高校、科研机构和医疗机构共采购了18台MEG，12台为SQUID-MEG，6台为OPM-MEG，此中3台来自在昆迈医疗，而OPM-MEG采购价钱远低在SQUID-MEG。不难发现，今朝我国脑磁图市场首要被SQUID-MEG占有，而我国OPM-MEG贸易化历程加快，据今朝公然信息，昆迈医疗、磁波智能等已有科研机产物，昆迈医疗临床用机正在注册中，估计不久将会有OPM-MEG产物获批上市。

图：国内脑磁图采购环境阐发（2014-2023）

资料来历：当局官网，沙利文阐发

将来，跟着OPM-MEG科研用机贸易化进一步加深和临床用机上市，OPM-MEG将为更多的医疗机构和脑科学研究机构利用，为神经、精力疾病患者带来诊断更佳和价钱更优的选择，加快人类对年夜脑的认知。OPM-MEG将凭仗其手艺和利用优势，在脑成像市场中占有主要地位。

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[5]https://www.bilibili.com/video/BV13q4y1B7M2/?buvid=ZF4A22F46CF56F9F43E5B6F7F0AFE9038D14&is_story_h5=false&mid=JBhKqjab2Ff2JLB1lqHNsH8FTQ%2FSZMtL1rElX6M3iMo%3D&p=1&plat_id=114&share_from=ugc&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_session_id=EADC4DC5-A883-4484-A3BD-7D4AC521186C&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i×tamp=1689911868&unique_k=m0bhs4d&up_id=650922239

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注：文中MEG产物图片来历在公司官网、公然信息