一年7篇！昆迈医疗获批全球首证后已支撑7篇研究成果见刊！
2024年5月24日，是昆迈医疗自主研发的无液氦脑磁图在全球范围内首个获得NMPA的日子，昆迈医疗脑磁图的获证即将迎来一周年。在此期间，昆迈医疗携手合作单位在国际顶刊接连发表高影响因子文章，以国产创新推动脑科学进步，在学术研究上，也迎来了获证后基于OPM-MEG的第七篇学术成果的见刊！
图1：我国首个NMPA临床准入无液氦脑磁图系统PyraMag Epoch
01
国产最高采样密度（点）OPM - MEG联合7T MRI与超导脑磁图对比
论文题目及发表期刊：Facilitating cognitive neuroscience research with 80-sensor optically pumped magnetometer magnetoencephalography (OPM-MEG)，2025，NeuroImage
研究成果：采样密度（点）指头皮外OPM传感器的数量，采样密度与大脑磁场信号的检测全面程度的直接相关，甚至可以说是最重要的影响因素。在以往的 OPM-MEG 研究中，因OPM传感器数量有限，采样密度不足，致使OPM-MEG与SQUID-MEG仅能在有限任务和分析层面比较，难以生成可供对比的地形图。
本研究采用昆迈医疗自研的高密度全脑OPM-MEG系统（单轴双光路，多通道同时工作无串扰），联合7T MRI，在多种经典认知任务中，从传感器到源级分析，全面与SQUID-MEG的性能进行了对比。结果显示：
视觉/听觉诱发场：OPM-MEG与SQUID-MEG高度一致；
稳态视觉诱发场&手指敲击诱发β振荡：OPM-MEG准确定位于相应脑区，激活中心与SQUID-MEG吻合；
静息态分析：两种模式在功率分布、功能连接和微状态聚类上表现相似。
图2：视觉和听觉诱发场的传感器和源级分析
综上，具有高密度的OPM-MEG在时空分辨率上比肩传统SQUID-MEG，验证了高密度OPM-MEG的有效性，并表明具有密集采样能力的OPM-MEG可作为SQUID-MEG的可靠替代方案，有助于进一步探索人类认知。
02
无磁场调制 SERF 磁力计的带宽增强研究
论文题目及发表期刊：Bandwidth enhancement for magnetic-field-modulation-free SERF magnetometers，2025，IEEE Sensors Journal
研究成果：目前大多数OPM-MEG系统采用SERF-OPM，但由于其带宽较窄，限制了传感器对于宽频带信号探测的准确性，影响了脑磁图成像的准确性。现有的SERF-OPM响应带宽扩展方法面应用于脑磁设备时面临多重挑战，例如引入传感器间额外的干扰、难以兼容小型化设备以及对高光学深度气室带宽理论解释欠缺等。
图3：增强型MFMF SERF OPM的频率响应
本研究构建了高精度无磁场调制SERF OPM的理论带宽模型，该模型获取简单，准确度高，能够用来提升紧凑型独立SERF OPM的响应带宽。该方法能可靠地将OPM输出信号的3 dB带宽增强至数kHz，且通道间全频段响应的一致性大幅提升，具备开发高密度检测阵列的潜力，能够在宽频率范围内实现更准确、更可靠的生物磁成像，并提供卓越的空间分辨率。
03
原子磁强计与头皮的距离对脑磁信号质量的影响机制研究
论文题目及发表期刊：可移动脑磁图阵列对平原健康人群初级听觉诱发响应信号的有效性和鲁棒性研究，2024，四川大学学报（医学版）
研究成果：OPM是一种新兴的MEG技术，探测器到头皮距离对信号探测质量的影响尚未得到系统研究，而这一因素可能直接影响OPM对神经信号的探测能力。本研究通过调整OPM探测器到头皮的距离，分析不同距离下颞叶听觉诱发响应信号的强度、噪声、SNR和潜伏期的变化，进而证明OPM信号采集的有效性。
图4：同一名受试者在不同距离下采集到的脑磁信号溯源结果
研究发现，探测器和头皮的距离在5 mm时，信噪比值最高，能够达到高灵敏度和高信号强度。即使探测距离达到15 mm，OPM-MEG信噪比依然高于16 dB，能够满足临床的信号采集需求；进一步，溯源定位结果也基本一致，距离变化并不会影响溯源结果的可用性，证实了该设备的信号采集有效性和鲁棒性。
04
脑磁图记录中OPM的实时定位系统
论文题目及发表期刊：Real-Time Localization of OPMs in a Flexible Array During MEG Recordings，2024，IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
研究成果：OPM赋予OPM-MEG系统阵列能够灵活排布以适应不同头型，能适配不同头型并缩短头皮与传感器的距离，显著提升信号强度。但现有系统因缺乏实时位置追踪，记录过程中的传感器位移会引入正演建模误差。
图5：使用OPM进行MEG记录的设置
本研究开发了一套基于电容式位移传感器（CDT）的实时OPM定位系统，能够在MEG记录过程中精确动态追踪OPM阵列的空间构型。该系统的位移测量精度达0.1毫米，且对OPM的磁场干扰可忽略不计，因此可实现OPM位置信息与MEG信号的同步采集。此外，我们提出了一套高效工作流程，可在10秒内自动完成OPM位置与头皮表面的匹配校准，为精准脑磁检测提供了可靠保障。
05
国内首个OPM-MEG超100大样本和多任务的性能验证
论文题目及发表期刊：Performance of optically pumped magnetometer magnetoencephalography: validation in large samples and multiple tasks，2024，Journal of Neural Engineering
研究成果：首次通过大规模样本验证了国产OPM-MEG系统的性能。结果表明，在听觉和视觉任务中，OPM-MEG成功诱发出与传统SQUID-MEG系统高度一致的神经活动模式，在磁场分布方面也呈现出相似的空间模式。值得注意的是，OPM-MEG的信号强度显著高于SQUID-MEG，这意味着OPM-MEG不仅在精度上满足研究要求，而且在捕捉神经信号的强度方面具有明显优势。
图6：OPM-MEG与SQUID-MEG任务诱发
这些结果证明，OPM-MEG在精度和信号捕捉能力上可以媲美传统的SQUID-MEG，甚至在信号强度上更具优势。这一成果为我国自主研发的OPM-MEG系统在神经科学、脑疾病诊断等领域的应用提供了坚实支持，为脑科学的发展带来新的可能性。
06
无线OPM-MEG系统的创新研发与性能验证
论文题目及发表期刊：Wireless optically pumped magnetometer MEG，2024，NeuroImage
研究成果：目前的MEG系统借助电缆实现控制与信号传输，并未完全实现可穿戴的潜力。本研究通过降低电子设备磁化程度、开发定制无线通信协议，创新性地研发并评估了无线OPM - MEG系统。
图7：OPM-MEG系统中无线通信的示意图
本研究已成功实现了单通道无线OPM - MEG测量，并通过α节律、听觉诱发场、稳态视觉诱发场这三个经典实验，证实了系统可靠性。这款无线OPM - MEG原型系统，不仅简化测量流程，更标志着可穿戴OPM - MEG在神经科学、临床研究领域的发展迈出关键一步。
07
OPM-MEG实现精准面部神经解码 助力无创脑机接口的未来
论文题目及发表期刊：Decoding the temporal structures and interactions of multiple face dimensions using optically pumped magnetometer magnetoencephalography (OPM-MEG)，2024，Journal of Neuroscience
研究成果：该研究采用了昆迈医疗自主开发的OPM-MEG作为主要成像技术，并利用基于机器学习的多变量模式分析（MVPA）方法，系统地解码了面孔的年龄、表情、性别和种族四个维度在时间上的动态加工过程，揭示了这些维度的时间泛化模式。
此外，通过重测和跨实验区组的交叉解码方法，研究发现基于 OPM-MEG 的面孔解码结果具有较高的重测信度，表现为对于图片和面孔四种维度跨实验区组的神经解码曲线具有高度的相似性。上述结果突显了该技术在未来用于探索高级认知神经基础研究中的巨大潜力。
图8： 面孔各维度的动态加工过程
图9：面孔各维度的时间泛化结构
作为国产脑磁图（MEG）技术的引领者，昆迈医疗正通过底层技术创新与临床深度协同的双轮驱动，重塑脑磁图技术的应用边界与产业格局，推动中国脑科学装备从“跟跑”向“领跑”跃迁。
END
