[发明专利]基于原子磁力计的MEG系统及方法

权利要求书

1.基于原子磁力计的MEG系统，包括：

脑磁帽，设有用于搭载原子磁力计的接口；

原子磁力计，包括：蒸汽小腔，双线绕线柱，调制线圈，陀螺仪，光纤和反射镜，所述蒸汽小腔中包含碱金属气体，所述双线绕线柱用于通过电流对所述蒸汽小腔进行加热，所述陀螺仪用于获得原子磁力计的方向信息，所述调制线圈用于测量三维磁场，所述原子磁力计中包含的光路为激发光路和测量光路，所述测量光路为经由光纤的入射光路、经反射镜改变方向后穿过蒸汽小腔的光路和再次经反光镜改变方向后的出射光路；每个原子磁力计上均单独设有保温装置；

法拉第旋光设备，位于入射到原子磁力计的入射光路上，用于调制探测光；

分光处理设备，位于从原子磁力计出射的出射光路上，用于对来自原子磁力计的出射光进行处理；

所述原子磁力计，法拉第旋光设备和分光处理设备之间通过光纤相连接；

后续数据处理设备，用于根据获得的三维矢量或者标量磁场的信息对脑磁发生源进行溯源和定位。

2.如权利要求1所述的基于原子磁力计的MEG系统，其特征在于，所述脑磁帽以不会产生电磁干扰的弹性材料制成，能够包住被试头部，并且借助下颌处的弹性带与被试头部固定。

3.如权利要求1所述的基于原子磁力计的MEG系统，其特征在于，采用基准点定位方法确定脑磁帽上搭载有磁力计的接口位置。

4.如权利要求1所述的基于原子磁力计的MEG系统，其特征在于，还包括磁场隔离层，所述磁场隔离层由高磁导率材料制成。

5.如权利要求1所述的基于原子磁力计的MEG系统，其特征在于，所述分光处理设备包括：光纤，分光棱镜，光电二极管和锁频放大器，所述光纤用于传导光信号，所述分光棱镜用于对照射到分光棱镜上的光信号进行分光，所述光电二极管用于将光信号转化为电信号，所述锁频放大器用于提取调制信号。

6.如权利要求1所述的基于原子磁力计的MEG系统，其特征在于，相邻的原子磁力计使用不同频率的调制磁场。

7.采用权利要求1-6任一所述的MEG系统获得脑磁图的方法，包括以下步骤：

1)将脑磁帽戴到被试头部，并根据实际测量需要选择测量时使用的原子磁力计的位置，数量和密度，将原子磁力计插入相应的接口；

2)通过陀螺仪获得各原子磁力计的方向信息，将这些方向信息作为参数，输入后续数据处理设备中；

3)使用之前先对双线绕线柱通电流将蒸汽小腔加热到工作温度；

4)切断加热电流，利用保温装置将各原子磁力计保持在工作温度，并在激发光路中加入激发用的激光，使得蒸汽小腔中的碱金属原子激发而极化；

5)将经过法拉第旋光设备调制的探测光通过光纤分多路传导，分别加载到各原子磁力计的入射光路上进行测量，并利用分光处理设备对来自各原子磁力计的出射光进行处理；

6)通过后续数据处理设备计算得到磁场的信息，并进行脑磁源的定位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，使用基准点法获得各个原子磁力计的位置，具体方法为：首先预设大脑的特征点以作为基准点，将标记着脑磁帽原点的相应的接口调整到预设的大脑的特征点的交点上，并同时调整另外几个事先选定好的头颅特征位置与脑磁帽的接口的位置符合，然后根据上述基准点的信息推算出别的磁力计接口的位置。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤5)中利用分光处理设备对来自各原子磁力计的出射光进行处理的过程包括：将原子磁力计各光纤中的所有出射光按照一定编号照射到一个分光棱镜上形成一个阵列，将分光之后的光信号分别再通过光纤传导，照射到光电二极管上，将光信号转化为电压信号，再通过锁频放大器提取出感兴趣的经过了调制的信号。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：在使用原子磁力计前，在绕线柱及调制线圈的电流通路中通电，测试电流信号是否正常；在激发光路和测量光路中通光，测量是否能够接收到返回的光的信号。