CN113967019B - 脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法 - Google Patents

脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法，涉及医学成像技术领域。该脑磁图系统包括：具有插槽的柔性脑磁帽；与插槽适配的限位卡套，限位卡套包括固定部件，固定部件设置于限位卡套与插槽相邻的表面，限位卡套用于将原子磁强计固定到插槽中。本发明提供的脑磁图系统，借助具有插槽的柔性脑磁帽、与插槽适配的限位卡套、限位卡套与插槽相邻表面的固定部件之间的联动配合实现了便携式探测受试者的脑磁信号的目的。本发明提供的柔性脑磁帽可在一定范围内适应不同尺寸的头部轮廓，提高了脑磁图检测的便携性，穿戴体验大大提升。

Description

脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法
技术领域
本发明涉及医学成像技术领域，具体涉及一种脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法。
背景技术
脑磁图是一种探测神经电信号所产生微弱磁场的功能性脑成像技术，在临床和科研都有广泛应用，包括癫痫等神经系统疾病的诊断定位、精神疾病的生物标记研究、术前脑功能区定位、脑认知神经科学研究等。
但是，目前基于超导器件的脑磁图系统需要将探测器置于装有液氦的杜瓦罐中，导致系统庞大且笨重，以致于成本以及维护费用高昂。基于光抽运效应的原子磁强计也可应用于探测脑磁信号，目前国内外所研究的便携式脑磁图检测装置存在很多缺点，比如必须固定在扫描床上，穿戴体验差。因此，如何更好地辅助医生诊断神经系统疾病，提高脑磁图检测的便携性成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明致力于提供一种脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法，以解决如何更好地辅助医生诊断神经系统疾病的问题。
第一方面，本发明一实施例提供一种脑磁图系统，包括：具有插槽的柔性脑磁帽；与插槽适配的限位卡套，限位卡套包括固定部件，固定部件设置于限位卡套与插槽相邻的表面，限位卡套用于将原子磁强计固定到插槽中。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组，其中，磁屏蔽舱体用于屏蔽容纳空间对应的外界磁场，第一补偿线圈组用于降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场，第二补偿线圈组用于降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，以抑制受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一补偿线圈组包括位于磁屏蔽舱体的墙体的三组正交方向的巴克线圈，第二补偿线圈组包括位于磁屏蔽舱体内的多组线圈面板，多组线圈面板分别位于原子磁强计对应的不同方向。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括PID反馈组件，PID反馈组件用于降低低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰，其中，PID反馈组件以原子磁强计的输出电压作为输入信息，以第二补偿线圈组的输入电流作为输出信息。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括光学追踪组件，光学追踪组件用于确定受试者佩戴柔性脑磁帽后的头部运动信息，以基于头部运动信息消除原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学追踪组件包括光学定位模块和待定位模块，其中，待定位模块位于柔性脑磁帽上，光学定位模块用于识别待定位模块的位置信息，进而识别受试者佩戴柔性脑磁帽后的头部运动信息。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学追踪组件还用于确定受试者的头部相对于柔性脑磁帽的位置移动信息，以评估监测数据的质量信息。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学追踪组件包括图像拍摄模块和图像处理模块，其中，图像拍摄模块用于拍摄至少两次头部和柔性脑磁帽的三维图像，图像处理模块用于确定图像拍摄模块拍摄的三维图像对应的配准信息，进而基于配准信息确定位置移动信息，以评估监测数据的质量信息。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括刺激及反馈组件，其中，刺激及反馈组件包括：刺激呈现模块，用于呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作；刺激记录模块，用于记录反馈动作。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，原子磁强计套接在限位卡套内，并且，固定部件包括环绕限位卡套的凸起部。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该系统还包括具有阻热层的原子磁强计，阻热层位于原子磁强计与受试者头部相邻的表面，阻热层用于降低柔性脑磁帽内的温度。
第二方面，本发明一实施例提供一种脑磁图系统的操作方法，应用于包括具有插槽的柔性脑磁帽以及与插槽适配的限位卡套的脑磁图系统，限位卡套包括固定部件，固定部件设置于限位卡套与插槽相邻的表面，限位卡套用于将原子磁强计固定到插槽中，其中，该方法包括：基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽；将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该脑磁图系统还包括具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组，磁屏蔽舱体用于屏蔽容纳空间对应的外界磁场，第一补偿线圈组用于降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场，第二补偿线圈组用于降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，以抑制受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号，其中，该方法还包括：驱动第一补偿线圈组，以降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场，控制剩余磁场在原子磁强计能够正常工作的磁场范围内；驱动第二补偿线圈组，以降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，抑制受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该脑磁图系统还包括PID反馈组件，该方法还包括：基于原子磁强计的输出电压确定PID反馈组件的输入信息；基于第二补偿线圈组的输入电流确定PID反馈组件的输出信息；基于输入信息和输出信息启动PID反馈组件，以利用PID反馈组件降低低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该脑磁图系统还包括光学追踪组件，该方法还包括：启动光学追踪组件，以利用光学追踪组件确定受试者佩戴柔性脑磁帽后的头部运动信息，基于头部运动信息消除原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号；和/或，以利用光学追踪组件确定受试者的头部相对于柔性脑磁帽的位置移动信息，评估监测数据的质量信息。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该脑磁图系统还包括刺激及反馈组件，刺激及反馈组件包括刺激呈现模块和刺激记录模块，其中，该方法还包括：利用刺激呈现模块呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作；利用刺激记录模块记录反馈动作。
第三方面，本发明一实施例提供一种脑磁图处理装置，该装置包括：第一模块，用于基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽；第二模块，用于将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽。
第四方面，本发明一实施例还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一实施例所提及的脑磁图系统的操作方法。
第五方面，本发明一实施例还提供一种脑磁图处理装置，该装置包括处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其中，所述处理器，用于执行上述任一实施例所提及的脑磁图系统的操作方法。
本发明实施例提供的脑磁图系统，借助具有插槽的柔性脑磁帽、与插槽适配的限位卡套、限位卡套与插槽相邻表面的固定部件之间的联动配合实现了便携式探测受试者的脑磁信号的目的，进而为基于脑磁信号辅助医生诊断神经系统疾病提供了前提条件。如前所述，目前国内外所研究的便携式脑磁图检测装置采用刚性可穿戴支架固定原子磁强计，必须固定在扫描床上，并不是真正的便携式脑磁图检测装置，穿戴体验差，而本发明实施例通过设置具有插槽的柔性脑磁帽、与插槽适配的限位卡套、限位卡套与插槽相邻表面的固定部件的脑磁图系统的方式，将原子磁强计便捷地固定到与受试者的检测位置对应的插槽中，进而实现了便携式检测脑磁信号以辅助医生诊断神经系统疾病的目的。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的柔性脑磁帽的结构示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的脑磁图系统的结构示意图。
图3所示为本发明一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图4所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图5所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图6所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图7所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图8所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。
图9所示为本发明一实施例提供的脑磁图处理装置的结构示意图。
图10所示为本发明另一实施例提供的脑磁图处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
传统脑磁图采用超导量子干涉仪作为磁场探测器，该探测器需要保持在极低的温度下才能正常工作，因此需要被封装并固定在装有液氮的杜瓦罐中，并与外界间隔数厘米厚的真空隔热层，限制了探测器紧贴头皮获得更强的信号强度，且刚性杜瓦做成的头盔不具备便携性，也无法匹配不同受试者的头形轮廓，在实际应用过程中普适度差。此外，目前基于光抽运效应的脑磁图检测装置采用刚性可穿戴支架固定原子磁强计，此刚性支架体积大、质量重，必须固定在扫描床上，并不是真正的便携式脑磁图检测装置，穿戴体验差。
鉴于此，本发明提供了一种脑磁图系统，包括具有插槽的柔性脑磁帽；与插槽适配的限位卡套，限位卡套包括固定部件，固定部件设置于限位卡套与插槽相邻的表面，将原子磁强计便捷地固定到与受试者的检测位置对应的插槽中，进而实现了便携式检测脑磁信号以辅助医生诊断神经系统疾病的目的。
下面结合附图，对本发明实施例进行详细描述。
图1所示为本发明一实施例提供的柔性脑磁帽的结构示意图。如图1所示，该柔性脑磁帽1为柔性材料(如硅胶)做成的可伸缩性佩戴的橡胶帽，可在一定范围内适应不同尺寸的头部轮廓。该柔性脑磁帽1具有与受试者(如人体)的头部轮廓相适配的形状，使得受试者的头部可以进入该柔性脑磁帽1。
柔性脑磁帽1上设置有若干个均匀排列(又可称为阵列排布)的插槽2，插槽2贯穿柔性脑磁帽1的内外表面，并凸出于柔性脑磁帽1的外表面，插槽2的内壁为平面，该插槽2的截面为矩形，也可为其他形状的结构(比如正方形，可依据原子磁强计形状配置)，本发明实施例对此不进行统一限定。
每个该插槽2的内部均设置有与之适配的限位卡套3，该限位卡套3为柔性材料(如硅胶)做成的可伸缩的橡胶套。该限位卡套3为中空的长方体结构，截面为矩形，也可为其他形状的结构(比如正方形，可依据原子磁强计形状配置)，原子磁强计4套接在限位卡套3内。另外，该限位卡套3的内壁为平面，与原子磁强计4的外壁贴合，不易松动。在该限位卡套3的外壁上分布有环绕该限位卡套3的凸起部(如凸起的方环)，该方环为一封闭的条形环，方环的形状与限位卡套3的外壁的形状相适配，使得方环可以插进插槽2中。另外，方环外壁的周长大于插槽2内壁的周长，以保证方环提供足够的摩擦力又足以将原子磁强计4固定在插槽2中，不会因柔性脑磁帽1倾斜而使得原子磁强计4松动。
需要说明的是，在受试过程中，原子磁强计4的探测端面均位于柔性脑磁帽1的内侧曲面以下，与受试者的头部接触。
原子磁强计4为基于量子操控技术的磁场灵敏器件，由碱金属气室、光源、加热片、光学元件、光电传感器、调制线圈和法拉第旋光器组成，其特点是体积小，便于佩戴，可在室温环境下正常工作。在本发明一实施例中，该原子磁强计4具有阻热层，该阻热层位于原子磁强计4与受试者的头部相邻的表面，用于降低柔性脑磁帽1内的温度。具体地，在每个原子磁强计4的表面喷涂低导热系数的陶瓷涂料(如氧化锆，硅酸铝)，以形成阻热层，进而防止因原子磁强计4的密集排布造成柔性脑磁帽1内温度过高造成的受试体验差。
本发明实施例提供的柔性脑磁帽为柔性材料做成的可伸缩性佩戴的橡胶帽，可在一定范围内适应不同尺寸的头部轮廓，只需设计几个不同尺寸的柔性脑磁帽即可达到在多数人中适用的目的。柔性脑磁帽上设置有插槽和位于插槽内部与之适配的限位卡套，限位卡套用于将原子磁强计固定到插槽中。限位卡套外壁上分布的方环能够提供足够的摩擦力将原子磁强计固定在插槽中，原子磁强计表面的阻热层降低了柔性脑磁帽内的温度，真正做到了便携式脑磁图检测装置，穿戴体验大大提升，便捷地检测到脑磁信号以辅助医生诊断神经系统疾病。
图2所示为本发明一实施例提供的脑磁图系统的结构示意图。如图2所示，该脑磁图系统包括具有容纳空间的磁屏蔽舱体5，该磁屏蔽舱体5为封闭的长方体结构(也可为其他形状的立方体结构，如正方体，本发明实施例对此不进行统一限定)，在该磁屏蔽舱体5的其中一个面设置有可以打开该封闭结构的部件(比如门)，该容纳空间使得磁屏蔽舱体5可容纳受试者的头部。
在本发明一实施例中，磁屏蔽舱体5由多层坡莫合金和铝合金制成，坡莫合金具有很高的磁导率，能将地磁场吸引至坡莫合金内，屏蔽容纳空间对应的外界磁场，从而在磁屏蔽舱体5内形成一个接近零磁的环境。为了隔绝电磁干扰，在磁屏蔽舱体5的最内层添加一层铝合金，具体地，坡莫合金层以及铝合金层的边角处，采用搭接工艺，以提高磁屏蔽舱体5的磁屏蔽性能。
现代社会布满了各种电子设备，环境中遍布较强的磁场干扰，为了进一步降低磁屏蔽舱体5内的剩余磁场，在本发明一实施例中，该脑磁图系统包括补偿线圈组6，具体地，该补偿线圈组6包括位于磁屏蔽舱体5内的第一补偿线圈组61。该第一补偿线圈组61包括位于磁屏蔽舱体5的墙体的三组正交方向的巴克线圈，该巴克线圈相比于传统的亥姆霍兹线圈，产生的磁场均匀区更大，用于产生与磁屏蔽舱体5内剩余磁场方向相反的磁场，以进一步降低磁屏蔽舱体5内的剩余磁场。
在本发明一实施例中，为进一步降低磁屏蔽舱体5内的剩余磁场并减小磁场梯度，该补偿线圈组6包括位于磁屏蔽舱体5内的第二补偿线圈组62。该第二补偿线圈组62包括位于磁屏蔽舱体5内的多组线圈面板，多组线圈面板分别位于原子磁强计4对应的不同方向(如原子磁强计4的上下左右四个方向)。
需要说明的是，将原子磁强计4可能的活动范围设置为目标区域，该第二补偿线圈组62中的线圈有多个电流输入I＝{i1,i2,i3...in}，该线圈产生的磁场在目标区域叠加出的磁场分布B＝MI，其中M为传导矩阵。在已知目标区域内的剩余磁场分布B0的情况下，设计特定的电流输入I＝M-1(-B0)，产生一个与B0反向的磁场，则可以进一步降低磁屏蔽舱体5内目标区域的磁场大小且减小目标区域内的磁场梯度，从而抑制受试者佩戴脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。
在本发明一实施例中，该系统包括PID反馈组件，该PID反馈组件以原子磁强计4的输出电压V作为输入信息，以第二补偿线圈组62的输入电流I作为输出信息，以降低低频磁场漂移对原子磁强计4的工作状态的干扰。具体地，该PID反馈组件包含三个参数Kp,Ki,Kd，则有I(t)＝Kp*V(t)+Ki*∫V(t)dt+Kd*(dV(t)/dt)，该式中，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分系数。该PID反馈组件将原子磁强计4的输出电压稳定在设定值附近，即通过第二补偿线圈组62产生的磁场抵消低频磁场漂移，从而控制目标区域内整体磁场波动较小，保证原子磁强计4长时间保持高灵敏度的工作状态。
如图2所示，该系统包括光学追踪组件7，用于确定受试者佩戴柔性脑磁帽1后的头部运动信息，以基于头部运动信息消除原子磁强计4在磁屏蔽舱体5内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号。
在本发明一实施例中，该光学追踪组件7包括光学定位模块和待定位模块，其中，待定位模块(如反光球)位于柔性脑磁帽1上，光学定位模块(如高速红外扫描仪)用于识别待定位模块的位置信息，进而识别受试者佩戴柔性脑磁帽1后的头部运动信息。具体地，高速红外扫描仪能实时识别并定位到反光球的相对位置，基于反光球的运动轨迹可记录受试者佩戴柔性脑磁帽1后的头部运动情况。具体处理方式为，该头部运动情况可以作为参考用来消除原子磁强计4在磁屏蔽舱体5内的梯度磁场中运动产生的干扰信号。进一步地，基于广义线性模型拟合头部运动情况与采集信号之间的相关系数，从而将受试者的头部运动引入的干扰信号从原始信号中减去，就实现了去噪处理。
在本发明一实施例中，该光学追踪组件7包括图像拍摄模块(如高速结构光扫描仪)和图像处理模块，其中，图像拍摄模块用于拍摄至少两次头部和柔性脑磁帽1的三维图像，图像处理模块用于确定图像拍摄模块拍摄的三维图像对应的配准信息，进而基于配准信息确定位置移动信息，以评估监测数据的质量信息。具体地，高速结构光扫描仪能快速获取受试者的头部和柔性脑磁帽1的三维图像，将前后两次扫描得到的受试者的头部的三维图像进行配准，再比较前后两次扫描得到的柔性脑磁帽1的三维图像位置，可以得到受试者的头部相对于柔性脑磁帽1的运动情况。该运动情况可用来监测数据质量，若受试者的头部相对于柔性脑磁帽1的位置改变过大，则受试过程中采集的数据质量较差。
如图2所示，该系统包括刺激及反馈组件和信号采集及存储组件8，该刺激及反馈组件包括刺激呈现模块和刺激记录模块，其中，该刺激呈现模块用于呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作，该刺激记录模块，用于记录反馈动作。
在本发明一实施例中，该信号采集及存储组件包括信号转换器、信号采集器和信号存储器，其中，该信号转换器用于将原子磁强计4探测的脑磁信号转换为电压信号；该信号采集器用于采集该电压信号，并将该电压信号以文本形式输出；该信号存储器用于将该文本转换为二进制文件，并存储该二进制文件。
在本发明实施例中，该脑磁图系统包括磁屏蔽舱体，屏蔽了容纳空间对应的外界磁场，第一补偿线圈组降低了磁屏蔽舱体内的剩余磁场，第二补偿线圈组降低了磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小了磁场梯度，抑制了受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。该系统包括PID反馈组件，降低了低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰。该系统包括光学追踪组件，消除了原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号，并且可用于评估监测数据的质量信息，加强了受试过程的数据质量控制。该系统包括刺激及反馈组件，用于呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，指导了受试者完成反馈动作并记录该反馈动作。该系统包括信号采集及存储组件，将原子磁强计探测的脑磁信号转换为电压信号以文本形式输出，并将该文本转换为二进制文件，存储在硬盘中。
图3所示为本发明一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。如图3所示，本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法包括如下步骤。
步骤10，基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽。
步骤20，将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽。
需要说明的是，图3所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤10和步骤20，该脑磁图系统包括具有插槽的柔性脑磁帽以及与插槽适配的限位卡套，该限位卡套包括固定部件，固定部件设置于限位卡套与插槽相邻的表面，限位卡套用于将原子磁强计固定到插槽中。
在实际应用过程中，首先基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽，然后将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽，然后将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽的方式，实现了真正的便携式可穿戴脑磁图系统的操作，该柔性脑磁帽可在一定范围内适应不同尺寸的头部轮廓，只需设计几个不同尺寸的柔性脑磁帽即可达到在多数人中适用的目的。限位卡套将原子磁强计固定到与检测位置对应的插槽中，穿戴体验大大提升，便捷地检测到脑磁信号以辅助医生诊断神经系统疾病。
图4所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。在本发明图3所示实施例的基础上延伸出本发明图4所示实施例，下面着重叙述图4所示实施例与图3所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图4所示，在本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法中，还包括如下步骤。
步骤30，驱动第一补偿线圈组，以降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场，控制剩余磁场在原子磁强计能够正常工作的磁场范围内。
步骤40，驱动第二补偿线圈组，以降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，抑制受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。
需要说明的是，图4所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤30和步骤40，该脑磁图系统包括具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组。
在实际应用过程中，上述步骤的执行顺序不是固定的，比如可以先执行步骤30(驱动第一补偿线圈组，以降低磁屏蔽舱体内的剩余磁场，控制剩余磁场在原子磁强计能够正常工作的磁场范围内)，再执行步骤10(基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽)，另外，可以先执行步骤40，再执行步骤30。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过驱动第一补偿线圈组，降低了磁屏蔽舱体内的剩余磁场，控制剩余磁场在原子磁强计能够正常工作的磁场范围内；通过驱动第二补偿线圈组，降低了磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小了磁场梯度，抑制了受试者佩戴柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号。
图5所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。在本发明图4所示实施例的基础上延伸出本发明图5所示实施例，下面着重叙述图5所示实施例与图4所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图5所示，在本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法中，还包括如下步骤。
步骤50，基于原子磁强计的输出电压确定PID反馈组件的输入信息。
步骤60，基于第二补偿线圈组的输入电流确定PID反馈组件的输出信息。
步骤70，基于输入信息和输出信息启动PID反馈组件，以利用PID反馈组件降低低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰。
需要说明的是，图5所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤50至步骤70，该脑磁图系统包括PID反馈组件。
在实际应用过程中，首先基于原子磁强计的输出电压确定PID反馈组件的输入信息，继而基于第二补偿线圈组的输入电流确定PID反馈组件的输出信息，然后基于输入信息和输出信息启动PID反馈组件，以利用PID反馈组件降低低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰。需要说明的是，步骤50至步骤70必须在步骤30和/或步骤40之后执行。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过启动PID反馈组件，降低了低频磁场漂移对原子磁强计的工作状态的干扰。
图6所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。在本发明图4所示实施例的基础上延伸出本发明图6所示实施例，下面着重叙述图6所示实施例与图4所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图6所示，在本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法中，还包括如下步骤。
步骤80，启动光学追踪组件，以利用光学追踪组件确定受试者佩戴柔性脑磁帽后的头部运动信息，基于头部运动信息消除原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号。
可选地，在步骤80之后，还包括步骤90。
步骤90，以利用光学追踪组件确定受试者的头部相对于柔性脑磁帽的位置移动信息，评估监测数据的质量信息。
需要说明的是，图6所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤80和步骤90，该脑磁图系统包括光学追踪组件。
在实际应用过程中，上述步骤的执行顺序不是固定的，比如可以先执行步骤90(以利用光学追踪组件确定受试者的头部相对于柔性脑磁帽的位置移动信息，评估监测数据的质量信息)，再执行步骤80(启动光学追踪组件，以利用光学追踪组件确定受试者佩戴柔性脑磁帽后的头部运动信息，基于头部运动信息消除原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号)。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过启动光学追踪组件，消除了原子磁强计在磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号，并且可用于评估监测数据的质量信息，加强了受试过程的数据质量控制。
图7所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。在本发明图3所示实施例的基础上延伸出本发明图7所示实施例，下面着重叙述图7所示实施例与图3所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图7所示，在本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法中，还包括如下步骤。
步骤100，利用刺激呈现模块呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作。
步骤110，利用刺激记录模块记录反馈动作。
需要说明的是，图7所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤100和步骤110，该脑磁图系统包括刺激及反馈组件，该刺激及反馈组件包括刺激呈现模块和刺激记录模块。
在实际应用过程中，首先利用刺激呈现模块呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作，然后利用刺激记录模块记录反馈动作。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过启动刺激及反馈组件，指导了受试者完成反馈动作并记录了该反馈动作。
图8所示为本发明另一实施例提供的脑磁图系统的操作方法的流程示意图。在本发明图3所示实施例的基础上延伸出本发明图8所示实施例，下面着重叙述图8所示实施例与图3所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图8所示，在本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法中，还包括如下步骤。
步骤120，利用信号转换器将原子磁强计探测的脑磁信号转换为电压信号。
步骤130，利用信号采集器采集该电压信号，并将该电压信号以文本形式输出。
步骤140，利用信号存储器将该文本转换为二进制文件，并存储该二进制文件。
需要说明的是，图8所示实施例提供的脑磁图系统的操作方法可以应用于上述实施例所提及的脑磁图系统。具体地，步骤120至步骤140，该脑磁图系统包括信号采集及存储组件，该信号采集及存储组件包括信号转换器、信号采集器和信号存储器。
在实际应用过程中，首先利用信号转换器将原子磁强计探测的脑磁信号转换为电压信号，继而利用信号采集器采集该电压信号，并将该电压信号以文本形式输出，然后利用信号存储器将该文本转换为二进制文件，并存储该二进制文件。
本发明实施例提供的脑磁图系统的操作方法，通过启动信号采集及存储组件，将原子磁强计探测的脑磁信号转换为电压信号以文本形式输出，并将该文本转换为二进制文件，存储在硬盘中。
上文结合图3至图8，详细描述了本发明的方法实施例，下面结合图9，详细描述本发明的装置实施例。应当理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，装置实施例中未详细描述的部分可以参见上述方法实施例。
图9所示为本发明一实施例提供的脑磁图处理装置的结构示意图。具体地，本发明实施例提供的脑磁图处理装置可应用于上述实施例提及的脑磁图系统。
如图9所示，本发明实施例提供的脑磁图处理装置900包括：
第一模块910，用于基于具有插槽的柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与检测位置对应的插槽；
第二模块920，用于将套有限位卡套的原子磁强计插接到与检测位置对应的插槽。
图10所示为本发明另一实施例提供的脑磁图处理装置的结构示意图。如图10所示，脑磁图处理装置1000包括一个或多个处理器1001和存储器1002。
处理器1001可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制脑磁图处理装置1000中的其他组件以执行期望的功能。
存储器1002可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器1001可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的各个实施例的脑磁图系统的操作方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如脑磁信号等各种内容。
在一个示例中，脑磁图处理装置1000还可以包括：输入装置1003和输出装置1004，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
该输入装置1003可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置1004可以向外部输出各种信息，包括检测到的脑磁图等。该输出装置1004可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图10中仅示出了该脑磁图处理装置1000中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，脑磁图处理装置1000还可以包括任何其他适当的组件。
除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述描述的根据本发明各种实施例的脑磁图系统的操作方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述描述的根据本发明各种实施例的脑磁图系统的操作方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。
本发明中涉及的器件、装置、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本发明的脑磁图系统和脑磁图系统的操作方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (11)

1.一种脑磁图系统，其特征在于，包括：
具有插槽的柔性脑磁帽；
与所述插槽适配的限位卡套，所述限位卡套包括固定部件，所述固定部件设置于所述限位卡套与所述插槽相邻的表面，所述限位卡套用于将原子磁强计固定到所述插槽中；
具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于所述磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组，其中，所述磁屏蔽舱体用于屏蔽所述容纳空间对应的外界磁场，所述第一补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场，所述第二补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，以抑制受试者佩戴所述柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号；
PID反馈组件，所述PID反馈组件用于降低低频磁场漂移对所述原子磁强计的工作状态的干扰，从而降低目标区域内整体磁场波动，其中，所述PID反馈组件以所述原子磁强计的输出电压作为输入信息，以所述第二补偿线圈组的输入电流作为输出信息；所述目标区域为所述原子磁强计的活动范围；其中，所述PID反馈组件将所述原子磁强计的输出电压稳定在设定值附近，通过所述第二补偿线圈组产生的磁场抵消低频磁场漂移；
所述第一补偿线圈组包括位于所述磁屏蔽舱体的墙体的三组正交方向的巴克线圈，所述第二补偿线圈组包括位于所述磁屏蔽舱体内的多组线圈面板，所述多组线圈面板分别位于所述原子磁强计对应的不同方向。
2.根据权利要求1所述的脑磁图系统，其特征在于，还包括光学追踪组件，所述光学追踪组件用于确定受试者佩戴所述柔性脑磁帽后的头部运动信息，以基于所述头部运动信息消除所述原子磁强计在所述磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号。
3.根据权利要求2所述的脑磁图系统，其特征在于，所述光学追踪组件包括光学定位模块和待定位模块，其中，所述待定位模块位于所述柔性脑磁帽上，所述光学定位模块用于识别所述待定位模块的位置信息，进而识别所述受试者佩戴所述柔性脑磁帽后的所述头部运动信息。
4.根据权利要求2所述的脑磁图系统，其特征在于，所述光学追踪组件还用于确定所述受试者的头部相对于所述柔性脑磁帽的位置移动信息，以评估监测数据的质量信息。
5.根据权利要求4所述的脑磁图系统，其特征在于，所述光学追踪组件包括图像拍摄模块和图像处理模块，其中，所述图像拍摄模块用于拍摄至少两次所述头部和所述柔性脑磁帽的三维图像，所述图像处理模块用于确定所述图像拍摄模块拍摄的三维图像对应的配准信息，进而基于所述配准信息确定所述位置移动信息，以评估所述监测数据的质量信息。
6.根据权利要求1所述的脑磁图系统，其特征在于，还包括刺激及反馈组件，其中，所述刺激及反馈组件包括：
刺激呈现模块，用于呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导受试者完成反馈动作；
刺激记录模块，用于记录所述反馈动作。
7.根据权利要求1所述的脑磁图系统，其特征在于，所述原子磁强计套接在所述限位卡套内，并且，所述固定部件包括环绕所述限位卡套的凸起部。
8.根据权利要求1所述的脑磁图系统，其特征在于，还包括具有阻热层的所述原子磁强计，所述阻热层位于所述原子磁强计与受试者头部相邻的表面，所述阻热层用于降低所述柔性脑磁帽内的温度。
9.一种脑磁图系统的操作方法，其特征在于，应用于包括具有插槽的柔性脑磁帽、与所述插槽适配的限位卡套、具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于所述磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组，以及，PID反馈组件的脑磁图系统，所述限位卡套包括固定部件，所述固定部件设置于所述限位卡套与所述插槽相邻的表面，所述限位卡套用于将原子磁强计固定到所述插槽中，所述磁屏蔽舱体用于屏蔽所述容纳空间对应的外界磁场，所述第一补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场，所述第二补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，以抑制受试者佩戴所述柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号，所述PID反馈组件用于降低低频磁场漂移对所述原子磁强计的工作状态的干扰，从而降低目标区域内整体磁场波动，其中，所述PID反馈组件以所述原子磁强计的输出电压作为输入信息，以所述第二补偿线圈组的输入电流作为输出信息；所述目标区域为所述原子磁强计的活动范围；所述PID反馈组件将所述原子磁强计的输出电压稳定在设定值附近，通过所述第二补偿线圈组产生的磁场抵消低频磁场漂移；所述第一补偿线圈组包括位于所述磁屏蔽舱体的墙体的三组正交方向的巴克线圈，所述第二补偿线圈组包括位于所述磁屏蔽舱体内的多组线圈面板，所述多组线圈面板分别位于所述原子磁强计对应的不同方向；
其中，所述方法包括：
基于具有所述插槽的所述柔性脑磁帽，根据受试者的检测位置确定与所述检测位置对应的所述插槽；
将套有所述限位卡套的所述原子磁强计插接到与所述检测位置对应的所述插槽；
所述脑磁图系统还包括具有容纳空间的磁屏蔽舱体和位于所述磁屏蔽舱体内的第一补偿线圈组和第二补偿线圈组，所述磁屏蔽舱体用于屏蔽所述容纳空间对应的外界磁场，所述第一补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场，所述第二补偿线圈组用于降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，以抑制所述受试者佩戴所述柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号，
其中，所述方法还包括：
驱动所述第一补偿线圈组，以降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场，控制所述剩余磁场在所述原子磁强计能够正常工作的磁场范围内；
驱动所述第二补偿线圈组，以降低所述磁屏蔽舱体内的剩余磁场并减小磁场梯度，抑制所述受试者佩戴所述柔性脑磁帽时因头动而引入的干扰信号；
所述脑磁图系统还包括PID反馈组件，所述方法还包括：
基于所述原子磁强计的输出电压确定所述PID反馈组件的输入信息；
基于所述第二补偿线圈组的输入电流确定所述PID反馈组件的输出信息；
基于所述输入信息和所述输出信息启动所述PID反馈组件，以利用所述PID反馈组件降低低频磁场漂移对所述原子磁强计的工作状态的干扰。
10.根据权利要求9所述的脑磁图系统的操作方法，其特征在于，所述脑磁图系统还包括光学追踪组件，所述方法还包括：
启动所述光学追踪组件，以利用所述光学追踪组件确定所述受试者佩戴所述柔性脑磁帽后的头部运动信息，基于所述头部运动信息消除所述原子磁强计在所述磁屏蔽舱体内的梯度磁场中运动所产生的干扰信号；和/或，
以利用所述光学追踪组件确定所述受试者的头部相对于所述柔性脑磁帽的位置移动信息，评估监测数据的质量信息。
11.根据权利要求9或10所述的脑磁图系统的操作方法，其特征在于，所述脑磁图系统还包括刺激及反馈组件，所述刺激及反馈组件包括刺激呈现模块和刺激记录模块，其中，所述方法还包括：
利用所述刺激呈现模块呈现与脑磁信号兼容的视觉和/或听觉信息，以指导所述受试者完成反馈动作；
利用所述刺激记录模块记录所述反馈动作。
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