CN116869538B - 体模装置、脑磁系统以及校验方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及体模装置、脑磁系统以及校验方法。体模装置包括：基座部分；固定结构，所述固定结构用于将所述基座部分可拆卸地附接到所述脑磁头盔上并且被构造为适配不同大小的脑磁头盔；线圈骨架，所述线圈骨架固定在所述基座部分上，并且限定多个安装槽以及多对安装孔；多对电极，所述多对电极中的每对电极固定在所述多对安装孔中相应的一对安装孔中；多个线圈，所述多个线圈中的每个线圈安装在所述多个安装槽中相应的一个安装槽中；以及罩体部分，所述罩体部分覆盖在所述基座部分上，以与所述基座部分围合成封闭空间，其中，所述封闭空间用于容纳所述线圈骨架，并且在所述封闭空间中填充有可导电溶液。

Description

体模装置、脑磁系统以及校验方法

技术领域

本公开涉及一种医疗器械领域，特别是涉及一种体模装置、脑磁系统以及校验方法。

背景技术

脑磁图（MEG，Magnetoencephalography）是一种无创伤性地探测大脑电活动产生的磁场信号的脑功能检测技术，具有毫秒级的时间分辨率和毫米级时间分辨率，且信号不受组织导电率和颅骨厚度等影响，可以用于对大脑皮层中电活动的精准定位，即脑磁溯源定位。脑磁溯源定位在物理本质上是基于大脑电生理活动产生脑磁信号的传播模型，使用脑磁多个传感器采集到的脑磁信号进行逆向求解，确定大脑皮层中电生理活动的源头位置和强度。

脑磁系统是用于实施脑磁图技术的非常复杂且精密的系统，其包括多个传感器、供电系统、数据采集传输系统、计算机系统、脑磁数据处理算法和软件等多个部分。在实际使用过程中，需要确保脑磁系统中的每个部分均处于正常状态，才能使得脑磁系统的检查结果真实有效。相关技术中，通常通过体模装置对脑磁系统进行校验。如何设计一个有效的体模装置是目前脑磁图技术的重点问题。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于脑磁系统的体模装置，所述脑磁系统包括脑磁头盔，并且所述体模装置包括：基座部分；固定结构，所述固定结构用于将所述基座部分可拆卸地附接到所述脑磁头盔上并且被构造为适配不同的脑磁头盔；线圈骨架，所述线圈骨架固定在所述基座部分上，并且限定多个安装槽以及多对安装孔；多对电极，所述多对电极中的每对电极固定在所述多对安装孔中相应的一对安装孔中；多个线圈，所述多个线圈中的每个线圈安装在所述多个安装槽中相应的一个安装槽中；以及罩体部分，所述罩体部分覆盖在所述基座部分上，以与所述基座部分围合成封闭空间，其中，所述封闭空间用于容纳所述线圈骨架，并且在所述封闭空间中填充有可导电溶液。

根据本公开的另一方面，提供了一种脑磁系统，所述脑磁系统包括：脑磁头盔；固定在所述脑磁头盔上的多个传感器；根据本公开的体模装置，所述体模装置可拆卸地附接到所述脑磁头盔上。

根据本公开的又一方面，提供了一种用于根据本公开的脑磁系统的校验方法，包括：向所述多个线圈和所述多对电极中的一者提供电流信号，以使得所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生磁场，其中，所述体模装置附接到所述脑磁头盔上；获取所述多个传感器针对所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生的磁场所输出的感测信号；基于所述感测信号，确定所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者所产生的磁场的实际偶极子位置信息；获取所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的参考偶极子位置信息；以及基于所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息，确定所述脑磁系统是否处于正常状态。

在本公开中，通过在同一个体模装置中集成线圈和电极，以使得体模装置可以使用线圈或电极中的任一者来产生磁场，以便较为全面且准确地模拟人脑产生的磁场信号。此外，本公开的体模装置还可以实现体模装置和脑磁头盔可拆卸连接并且适配于不同大小的脑磁头盔，尤其是适合于可穿戴式脑磁头盔。

根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。

附图说明

在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：

图1示出了根据本公开示例性实施例的脑磁系统的示意图；

图2示出了图1中的脑磁系统的分解图；

图3示出了图1中的脑磁系统的体模装置的示意图；

图4示出了图3中的体模装置的罩体部分的示意图；

图5示出了图3中的体模装置的线圈骨架和基座部分的示意图；

图6示出了图5中的线圈骨架和基座部分的主视图；

图7示出了图6中的线圈骨架的区域A的示意图；

图8示出了图6中的线圈骨架的区域B的示意图；

图9示出了根据一些示例性实施例的图5中的线圈骨架的布线示意图；

图10示出了根据另一些示例性实施例的图5中的线圈骨架的布线示意图；

图11示出了图1中的体模装置的固定结构的示意图；

图12示出了根据本公开示例性实施例的用于脑磁系统的校验方法的流程图；

图13示出了根据本公开示例性实施例的包括校验装置的脑磁系统的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

脑磁系统是用于实施脑磁图技术的非常复杂且精密的系统，其包括多个传感器、供电系统、数据采集传输系统、计算机系统、脑磁数据处理算法和软件等多个部分。在实际使用过程中，需要确保脑磁系统中的每个部分均处于正常状态，才能使得脑磁系统的检查结果真实有效。通常通过体模装置来实现脑磁系统的校验。

相关技术中，体模装置通常分为干模型和湿模型两种结构，即使用封闭的线圈或溶液中的电极来生成磁场。干模型和湿模型两种体模装置仅能分别模拟人脑产生的部分类型的磁场信号。因而，相关技术中的体模装置无法较为完整地模拟人脑产生的磁场信号。此外，可穿戴式脑磁系统包括轻量化的头盔，用于覆盖在受试者或患者头部。头盔通常根据受试者的头部尺寸和传感器型号尺寸进行灵活设计。这要求体模装置适配于不同尺寸的头盔。然而，相关技术中的体模装置主要为固定式脑磁系统（例如，超导量子干涉仪脑磁系统）设计，通常无法实现与脑磁系统的刚性连接，因而无法实现可穿戴式脑磁图设备的校验要求。

本公开提出了一种集成干湿模式并且适配不同脑磁头盔的体模装置。本公开通过在同一个体模装置中集成线圈和电极，以使得体模装置可以使用线圈或电极中的任一者来产生磁场，以便较为全面且准确地模拟人脑产生的磁场信号。此外，本公开的体模装置还可以实现体模装置和脑磁头盔可拆卸连接并且适配于不同大小的脑磁头盔，尤其是适合于可穿戴式脑磁头盔。

下面结合附图详细描述本公开的实施例。

图1示出了根据本公开示例性实施例的脑磁系统1000的示意图；图2示出了图1中的脑磁系统1000的分解图。如图1至图2所示，脑磁系统1000可包括脑磁头盔110和固定在脑磁头盔110上的多个传感器（如图13所示的多个传感器140）。

在一些实施例中，脑磁头盔110上可设置多个传感器安装支架111，用于安装多个传感器和插接结构130（如下将详细描述）中的至少一者。

为了对脑磁系统1000中的多个传感器进行校准，脑磁系统1000可包括或附接有用于对传感器进行校验的可拆卸地附接到脑磁头盔110上的体模装置200。

下面结合图2至图11详细描述根据本公开的体模装置200。

如图3至图5所示，体模装置200可包括基座部分210、固定结构230、线圈骨架240、多对电极（未示出）、多个线圈（未示出）以及罩体部分220。

固定结构230用于将基座部分210可拆卸地附接到脑磁头盔110上并且被构造为适配不同的脑磁头盔。其中，不同的脑磁头盔包括具有不同的尺寸、结构、形状以及传感器支架中的至少一者的脑磁头盔。线圈骨架240固定在基座部分210上，并且限定多个安装槽241以及多对安装孔242（如图7和图8所示）。多对电极中的每对电极固定在多对安装孔242中相应的一对安装孔中。多个线圈中的每个线圈安装在多个安装槽241中相应的一个安装槽中。罩体部分220覆盖在基座部分210上，以与基座部分210围合成封闭空间，其中，封闭空间用于容纳线圈骨架240，并且在封闭空间中填充有可导电溶液。

上述实施方式可以使得体模装置可以使用线圈或电极中的任一者来产生磁场，以同时支持两种生成磁场的方式，从而较为全面且准确地模拟人脑产生的磁场信号。基于传感器感测体模装置产生的磁场而输出的感测信号可以进行溯源定位确定线圈阵列的实际偶极子位置信息，即模拟整个脑磁检查和溯源定位的过程，以便基于溯源定位确定的实际偶极子位置以及初始确定的参考偶极子位置确定脑磁系统的工作状态。此外，上述实施方式使得体模装置可以实现与脑磁头盔的可拆卸连接并且具备适配不同脑磁头盔、尤其是可穿戴式脑磁头盔的能力。另外，可拆卸地附接到脑磁头盔上的体模装置可以在对传感器进行校准后从脑磁头盔上取下，而不影响脑磁头盔的正常使用。

在一些实施例中，可导电溶液可以是电解质溶液等，其中，溶液的电导率等物理特征根据人体组织和体液进行设置。

在一些实施例中，线圈可以使用例如铜线绕制在线圈骨架上。又例如，绕制后的线圈可以形成具有预设直径的闭合圆形（或三角形等其他闭合形状），且形成该闭合圆形的导线可以处于一个平面上。

在一些实施例中，电极可以由惰性金属制成。

在一些实施例中，线圈骨架和基座部分和罩体部分中的至少一者可以使用高耐热材料制成。其中，高耐热材料可包括聚醚醚酮PEEK、聚苯硫醚PPS塑料等。上述实施方式可以确保体模装置在高温下不变形，从而确保线圈位置参数的准确性。

在一些实施例中，罩体部分可设置为半球形等，以模拟人脑的形状。

在一些实施例中，可以在罩体部分的靠近基座部分的内周缘上且沿着内周缘设置密封件，以增加固定在一起的罩体部分和基座部分的密封性。附加或替代地，可以在基座部分的与罩体部分的凸缘相对的位置设置另一密封件，以增加固定在一起的罩体部分和基座部分的密封性。

在一些实施例中，多个线圈上可设置有防水结构，以避免浸在溶液中的线圈受到可导电溶液的影响。

在一些实施例中，如图5所示，线圈骨架240可包括彼此相交的多个骨架板243，多个骨架板243中的每个骨架板243为弧形结构并且垂直于基座部分布置。其中，弧形结构是指具有由两条直线以及连接两条直线的弧线形成的形状的结构，例如，扇形、环形的部分等。如图5所示，线圈骨架240可包括4个骨架板243，它们相交在一起，以形成具有类似半球形的空间，从而模拟人脑的形状。在此应理解，线圈骨架240可以包括2个、3个、5个或者更多个骨架板243，并且本公开不限于此。

在一些实施例中，如图5所示，多个安装槽241在多个骨架板243的整个径向方向上（例如，等间距或不等间距）布置并在多个骨架板243的整个弧度方向上（例如，等间距或不等间距）布置。附加或替代地，多对安装孔242在多个骨架板243的整个径向方向上（例如，等间距或不等间距）布置并在多个骨架板243的整个弧度方向上（例如，等间距或不等间距）布置。也就是说，多个安装槽241在相应的骨架板243的整个径向方向上布满整个骨架板243（即在径向上分布在不同的深度），并且在整个弧度方向上布满整个骨架板243（或者确切地说，在切向方向上布满整个骨架板243的表面）。同样地，多对安装孔242在相应的骨架板243的整个径向方向上布满整个骨架板243（即在径向上分布在不同的深度），并且在整个弧度方向上布满整个骨架板243（或者确切地说，在切向上布满整个骨架板243的表面）。上述实施方式可以实现多点定位，以便较为全面且准确地模拟人脑的不同部位发出的磁场信号，从而使得使用该体模装置对脑磁系统的校验更加准确。替代地，多个安装槽和/或多对安装孔也可以根据需要以其他方式布置在骨架板上，例如，在骨架板的部分区域等间距或不等距分布等。

此外，对于脑磁测量而言，关键信号主要来自于大脑皮层。在对脑磁系统进行校验时通常使用在与大脑皮层相对的传感器附近的线圈或电极，这有利于确保体模校验的有效性。对于不同尺寸的头盔，上述分布在不同径向和切向方向的多个安装槽241和/或安装孔242可以在进行体模校验时选择适合的位置的线圈或电极。如对于尺寸较大的脑磁头盔，可以选择径向上靠外的线圈或电极。

在一些实施例中，如图7和图8所示，多个安装槽241中的每个安装槽与多对安装孔242中相应的一对安装孔相邻布置，从而便于充分利用骨架板上的空间，并且使得布置在其上的线圈和电极都能较为准确有效的模拟人脑不同部位产生的信号。在一些示例中，如图7所示，一对安装孔242（即，两个对应的安装孔242，分别用于安装正负电极）可以设置在安装槽241内，并且位于安装槽241的两端。附加或替代地，如图8所示，一对安装孔242可以设置在安装槽241外且靠近安装槽241的两端设置。

在一些实施例中，多个安装槽241中的相邻的两个安装槽241的间距根据脑磁系统的空间分辨率设定。即，体模装置中的相邻的安装槽241/安装孔242（或者说，线圈/电极）的间距满足脑磁系统的空间分辨率的校验的要求。

如果线圈/电极的间距过大，则无法实现对脑磁系统的空间分辨率性能进行验证。如果线圈/电极的间距过小，一方面脑磁系统无法感测，另一方面也难以进行加工，从而影响装置的可靠性。脑磁系统的空间分辨率的理论值通常在2mm左右，即可以分辨间距最小为2mm的两个偶极子源，因而可以将相邻的两个安装槽241/两对安装孔242的间距设置为2mm左右。此外，由于受环境干扰、噪声、伪影等因素的影响，脑磁系统的空间分辨率可能发生改变，因此考虑到上述影响因素可将相邻的两个安装槽241和/或相邻的两对安装孔242的间距设定为10mm左右。在一些示例中，多个安装槽241中的相邻的两个安装槽241的间距可设置为介于2mm到10mm之间，例如为5mm左右。替代地，多个安装槽241中的相邻的两个安装槽241/两对安装孔242的间距也可以设置为其他数值，例如大于10mm，例如12mm等。由于安装孔242与相应的安装槽241靠近设置，因此可以根据安装槽241位置确定安装孔242的位置。

在一些实施例中，如图9和图10所示，线圈骨架240上还设置有多个柱体244，每个柱体设置在相应的一个径向方向上的安装槽241和安装孔242的下方。在同一径向方向上的连接线圈或电极的导线246可以汇聚在一起并绕该柱体244形成双绞线247，以便从体模装置退出，如图9所示。替代地，线圈骨架240上还可以设置多个导线孔245（如图7和图8所示），每个导线孔靠近相应地安装槽241或安装孔242设置。连接每个线圈或电极的导线可以从各自的导线孔245离开对应的安装槽241或安装孔242，在同一径向方向上的从各个导线孔离开的导线246汇聚到一起并且绕过柱体244形成双绞线247，以便从体模装置退出，如图10所示。

在一些实施例中，基座部分210和罩体部分220可绕其周向分别设置有多个孔口211、221，以将基座部分和罩体部分通过螺栓等连接件固定在一起。替代地，基座部分和罩体部分也可以通过焊接等连接在一起。

在一些实施例中，如图3和图5所示，用于将体模装置可拆卸地固定在脑磁头盔上的固定结构230包括由基座部分210限定的多个第一孔位231，多个第一孔位231靠近基座部分210的周缘设置并且到基座部分210的周缘的距离不同。其中，第一孔位到基座部分的周缘的距离可以指第一孔位（例如，中心点）到基座部分的周缘的最小距离（即，垂直距离）。通过设置距基座部分的周缘的距离不同的多个第一孔位可以实现体模装置适配不同大小的脑磁头盔的能力，例如，在脑磁头盔上对应的附接结构的尺寸不变的情况下选择适合位置的第一孔位与附接结构固定在一起。

相应地，固定结构230还可包括限定第二孔位131的插接结构130，用于可拆卸地插设在脑磁头盔内，以便将第二孔位选择性地与多个第一孔位中的一个第一孔位（例如通过螺栓等连接件，如图11所示的连接件232）固定在一起，如图2和图11所示。插接结构130可以插设在脑磁头盔的传感器安装支架111内，以使得第二孔位131突出到脑磁头盔内部。因而，插接结构的形状可以与传感器安装支架的形状相匹配。在一些示例中，插接结构130也可以使用高耐热材料制成，从而使其具备足够的强度和稳定性，以确保连接的牢固性和可靠性。其中，高耐热材料可包括聚醚醚酮PEEK、聚苯硫醚PPS塑料等。

在一些实施例中，如图5所示，可以在基座部分210的两端分别设置一组第一孔位，以使得基座部分的两端可以分别与脑磁头盔上对应的两个插接结构固定在一起。

在一些其他实施例中，在基座部分的两端可以仅分别设置一个第一孔位。此时，可在插接结构的不同位置处设置多个第二孔位，以实现体模装置适配不同大小的脑磁头盔的能力。替代地，插接结构可包括固定部分和活动部分，固定部分用于插设在传感器安装支架内，活动部分与固定部分可转动连接并且突出到脑磁头盔内，以实现体模装置适配不同大小的脑磁头盔的能力。

通过上述固定结构，体模装置可以刚性地固定于脑磁头盔内，可以使得线圈骨架与线圈随着脑磁头盔的移动而不发生任何相对平动或转动，从而保持线圈骨架与线圈和脑磁头盔上的多个传感器相对位置始终一致。由此可以使得利用该体模装置对多个传感器进行的校准操作更加准确。上述刚性连接的信息可以从脑磁头盔、连接件和体模装置的三维模型获取，进而确定相应的机械配合关系。

在一些实施例中，体模装置被配置为在干模式和湿模式之间进行切换，在干模式下，多个线圈中的至少部分线圈通电以产生磁场，并且在湿模式下，多对电极中的至少部分电极通电以产生磁场。上述实施方式可以实现体模装置在两种工作模式下工作，并且选择任意位置的线圈/电极产生磁场，从而更好地模拟人脑产生的磁场。

图12示出了根据本公开示例性实施例的用于脑磁系统1000的校验方法2000的流程图。其中，校验方法2000可以用于例如图1至图2中所示的脑磁系统1000，其作为待校验的脑磁系统。如图12所示，校验方法2000可包括：步骤S201、向多个线圈和多对电极中的一者提供电流信号，以使得多个线圈和多对电极中的一者产生磁场，其中，线圈骨架附接到在脑磁头盔上；步骤S202、获取多个传感器针对多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场所输出的感测信号；步骤S203、基于感测信号，确定多个线圈和多对电极中的一者所产生的磁场的实际偶极子位置信息；步骤S204、获取多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息；以及步骤S205、基于多个线圈和多对电极中的一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息，确定脑磁系统是否处于正常状态。

上述实施方式通过传感器感测固定在脑磁头盔上的多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场而输出的感测信号，并且基于多个传感器的感测信号确定多个线圈和多对电极中的一者的实际偶极子位置信息，其与多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息一起确定脑磁系统是否正常工作。由此可以准确且高效的验证脑磁系统的性能和工作状态是否正常。

在步骤S501中，向多个线圈和多对电极中的一者提供的电流信号可以包括例如正弦波形或余弦波形等的交变电流。其中，电流信号的频率例如约为20Hz。在一些示例中，可以例如使用多通道高精度电流源对多个线圈和多对电极中的一者输入电流信号。在一些示例中，电流信号被设定为具有合适的大小，以使得在该电流信号的作用下线圈所产生的磁场强度不超过传感器的响应范围，例如不超过3nT。

在步骤S502中，在固定在脑磁头盔上的多个线圈和多对电极中的一者产生磁场的情况下，同样固定在脑磁头盔上的多个传感器将感测产生的磁场，从而输出对应的感测信号。可以例如使用多通道数据采集装置采集多个传感器输出的感测信号。

在步骤S503中，基于感测信号，根据溯源定位的方法确定多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场的实际偶极子位置信息。偶极子位置信息可以是偶极子坐标（例如，x、y、z）。溯源定位的方法可以采用现有技术中的脑磁溯源定位的方法。例如，其中一种脑磁溯源定位的方法如下：根据多个传感器的位置构建单球体边界体积引导空间模型（即，正向传播模型），其中，多个线圈和多对电极中的所有中心点均处于该模型的边界内部；依据规则空间网格划分该模型的内部空间，以构建覆盖整个模型内部空间的网格源场点，并且解算出在多个传感器分布的情况下每个源场点的引导场矩阵；根据引导场矩阵和多个传感器感测到的磁场数据矩阵（即，感测信号），对每个源场点进行偶极子拟合，以得到逆解算的精确的偶极子位置信息（即，偶极子坐标），例如，依据偶极子的拟合程度指标（GOF，Goodness ofFitting）查找到在网格源场点上空间电流最可能出现的位置，并在该网格源场点附近进行非线性拟合，从而得到偶极子坐标。

在步骤S504中，可以将线圈的几何中心作为线圈的参考偶极子位置。也就是说，多个线圈的参考偶极子位置信息可包括多个线圈中的每个线圈的几何中心的位置信息。附加或替代地，多对电极的参考偶极子位置信息包括多对电极中的每对电极的位置信息。此时，多个线圈和多对电极的参考偶极子位置信息可以使用线圈骨架和多个线圈和多对电极的三维模型确定。具体地，可以使用例如CT扫描的方式获得体模装置的机械结构三维模型（例如，CAD）模型，然后从该三维模型上读取各个线圈的几何中心和各个电极的坐标以作为各个线圈和各个电极的参考偶极子位置信息。替代地，也可以将用于待校验的脑磁系统1000的体模装置附接到另一经过良好校准且正常工作的脑磁系统（具体地，脑磁头盔）上，然后使用与步骤S501-S503中类似的溯源定位的方法确定该体模装置的多个线圈和多对电极中的一者的偶极子位置信息，以作为该体模装置的多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息。

在步骤S505中，可以将多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息与实际偶极子位置信息进行比较（例如，计算两者之间的差值或者比值），如果两者相差在预设范围内，则可以认为该脑磁系统1000处于正常状态。

在一些实施例中，步骤S501、向多个线圈和多对电极中的一者提供电流信号，以使得多个线圈和多对电极中的一者产生磁场可包括：针对多个线圈中的每个线圈，向线圈提供电流信号，以使得线圈产生对应的磁场。此时，步骤S502、获取多个传感器针对多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场所输出的感测信号包括：针对多个传感器中的每个传感器，在每个线圈或每对电极产生对应的磁场的情况下，获取该传感器针对与该线圈或该对电极对应的磁场所输出的感测信号。也就是说，对多个线圈轮流输入电流信号，多个传感器中的每个传感器对在电流信号作用下的每个线圈产生的磁场进行感测。具体地，例如，向多个线圈中的第i个线圈输入电流信号，以使得该第i个线圈产生对应的磁场。第j个传感器将感测到与该第i线圈产生的磁场相比具有相同的频率和波形的磁场，以输出对应的感测信号pi。按照上述方式轮流对多个线圈中的其他线圈输入电流信号，并获取每个传感器输出的对应感测信号。上述实施方式可以便于通过传感器的输出特征解算出多个线圈和多对电极中的一者的偶极子位置信息。

在一些实施例中，步骤S503、基于感测信号，确定多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场的实际偶极子位置信息可包括：针对多个线圈中的每个线圈或多对电极中的每对电极，基于多个传感器中的每个传感器针对该线圈或该电极所输出的感测信号，确定该线圈或该电极所产生的磁场的实际偶极子位置信息。也就是说，对于确定第i个线圈的实际偶极子位置信息，可以使用多个传感器中的每个传感器感测第i个线圈产生的磁场而输出的感测信号，根据前述脑磁溯源定位的方法，共同确定该第i个线圈的实际偶极子位置信息。上述实施方式可以确保所确定的实际偶极子位置信息的准确性。

在一些实施例中，可以基于另一经过良好校准且正常工作的脑磁系统使用与步骤S501-S503中类似的溯源定位的方法确定体模装置的多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息。具体地，假设前述脑磁系统1000为第一脑磁系统，前述脑磁头盔110为第一脑磁头盔，前述电流信号为第一电流信号，前述感测信号为第一感测信号，前述多个传感器为多个第一传感器，第二脑磁系统为另一经过良好校准且正常工作的脑磁系统，即预先校准的脑磁系统，其可包括第二脑磁头盔以及多个第二传感器（第二脑磁系统的脑磁头盔和多个传感器的特征与脑磁系统1000的脑磁头盔和多个传感器的特征可以相同，也可以不相同）。此时，步骤S504、获取多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息可包括：向多个线圈和多对电极中的一者提供第二电流信号，以使得多个线圈和多对电极中的一者产生磁场，其中，线圈骨架从第一脑磁头盔拆卸下并附接到在第二脑磁头盔上；获取多个第二传感器针对多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场所输出的第二感测信号；以及基于第二感测信号，确定多个线圈和多对电极中的一者所产生的磁场的偶极子位置信息，以作为多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息。

在一些实施例中，步骤S505、基于多个线圈和多对电极中的一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息，确定脑磁系统是否处于正常状态可包括：确定多个线圈和多对电极中的一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息之间的差值；响应于差值小于或等于误差阈值，确定脑磁系统处于正常状态；以及响应于差值大于误差阈值，确定脑磁系统未处于正常状态。其中，误差阈值可以根据需要进行设定，例如，设定为10mm等。上述实施方式可以高效且准确地确定脑磁系统的性能和工作状态是否准确，且与原始性能和状态一致。

图13示出了根据本公开示例性实施例的包括校准装置300的脑磁系统3000的示意性框图。如图13所示，校准装置300可包括提供模块301、第一获取模块302、第一确定模块303、第二获取模块304以及第二确定模块305。提供模块301被配置为向多个线圈和多对电极中的一者提供电流信号，以使得多个线圈和多对电极中的一者产生磁场，其中，线圈骨架附接到在脑磁头盔上。第一获取模块302被配置为获取多个传感器针对多个线圈和多对电极中的一者产生的磁场所输出的感测信号。第一确定模块303被配置为基于感测信号，确定多个线圈和多对电极中的一者所产生的磁场的实际偶极子位置信息。第二获取模块304被配置为获取多个线圈和多对电极中的一者的参考偶极子位置信息。第二确定模块305被配置为基于多个线圈和多对电极中的一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息，确定脑磁系统是否处于正常状态。

应当理解，图13中所示装置300的各个模块可以与参考图12描述的方法2000中的各个步骤相对应。由此，上面针对方法2000描述的操作、特征和优点同样适用于装置300及其包括的模块。为了简洁起见，某些操作、特征和优点在此不再赘述。

根据本公开又一方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序，其中，处理器被配置为执行计算机程序以实现上述文描述的方法2000。

根据本公开的又一方面，如图7所示，提供了一种脑磁系统3000，脑磁系统3000可包括：脑磁头盔110；固定在脑磁头盔110上的多个传感器140；体模装置200，其包括：可拆卸地附接到脑磁头盔110上的线圈骨架240；以及固定在线圈骨架240上的多个线圈和多对电极；以及校准装置300或上述电子设备。上述脑磁系统3000中的脑磁头盔、多个传感器、线圈骨架以及线圈阵列的特征与图1至2中描述的脑磁系统1000的脑磁头盔、多个传感器、线圈骨架以及线圈阵列的特征相同，在此不再详述。

在一些实施例中，脑磁系统1000还可包括电流源，例如，多通道高精度电流源。其可以在提供模块301的控制下向多个线圈和多个电极提供电流信号。

在一些实施例中，第一获取模块302可例如为多通道数据采集装置，以获取多个传感器的感测信号。

在一些实施例中，第一确定模块303和/或第二确定模块305可例如为数据采集分析装置，以对感测信号进行处理。数据采集分析装置可被配置为向提供模块301发送控制信号，以控制提供模块向线圈阵列提供的电流信号。

根据本公开的又一方面，提供了一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机程序在被处理器执行时实现上述文描述的方法2000。

根据本公开的又一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上文描述的方法2000。

虽然在附图和和前面的描述中已经详细地说明和描述了本公开，但是这样的说明和描述应当被认为是说明性的和示意性的，而非限制性的；本公开不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附的权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的主题时，能够理解和实现对于所公开的实施例的变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除未列出的其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个，并且术语“多个”是指两个或两个以上。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的仅有事实并不表明这些措施的组合不能用来获益。

Claims (13)

1.一种用于脑磁系统的体模装置，所述脑磁系统包括脑磁头盔，并且所述体模装置包括：

基座部分；

固定结构，所述固定结构用于将所述基座部分可拆卸地附接到所述脑磁头盔上并且被构造为适配不同的脑磁头盔；

线圈骨架，所述线圈骨架固定在所述基座部分上，并且限定多个安装槽以及多对安装孔；

多对电极，所述多对电极中的每对电极固定在所述多对安装孔中相应的一对安装孔中；

多个线圈，所述多个线圈中的每个线圈安装在所述多个安装槽中相应的一个安装槽中；以及

罩体部分，所述罩体部分覆盖在所述基座部分上，以与所述基座部分围合成封闭空间，

其中，所述封闭空间用于容纳所述线圈骨架，并且在所述封闭空间中填充有可导电溶液，

其中，所述固定结构包括由所述基座部分限定的多个第一孔位，所述多个第一孔位靠近所述基座部分的周缘设置并且到所述基座部分的周缘的距离不同，

其中，所述固定结构还包括限定第二孔位的插接结构，用于可拆卸地插设在所述脑磁头盔内，以便将所述第二孔位选择性地与所述多个第一孔位中的一个第一孔位固定在一起，并且

其中，所述体模装置被配置为在干模式和湿模式之间进行切换，在所述干模式下，所述多个线圈中的至少部分线圈通电以产生磁场，并且在所述湿模式下，所述多对电极中的至少部分电极通电以产生磁场。

2.根据权利要求1所述的体模装置，其中，所述线圈骨架包括彼此相交的多个骨架板，所述多个骨架板中的每个骨架板为弧形结构并且垂直于所述基座部分布置。

3.根据权利要求2所述的体模装置，其中，

所述多个安装槽在所述多个骨架板的整个径向方向上布置并在所述多个骨架板的整个弧度方向上布置，和/或

所述多对安装孔在所述多个骨架板的整个径向方向上布置并在所述多个骨架板的整个弧度方向上布置。

4.根据权利要求3所述的体模装置，其中，所述多个安装槽中的每个安装槽与所述多对安装孔中相应的一对安装孔相邻布置。

5.根据权利要求4所述的体模装置，其中，所述多个安装槽中的相邻的两个安装槽的间距根据所述脑磁系统的空间分辨率设定。

6.根据权利要求5所述的体模装置，其中，所述多个安装槽中的相邻的两个安装槽的间距介于2mm到10mm之间并且包括2mm和10mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的体模装置，其中，所述多个线圈上设置有防水结构。

8.一种脑磁系统，所述脑磁系统包括：

脑磁头盔；

固定在所述脑磁头盔上的多个传感器；

根据权利要求1至7中任一项所述的体模装置，所述体模装置可拆卸地附接到所述脑磁头盔上。

9.根据权利要求8所述的脑磁系统，其中，所述固定结构的插接结构用于插设在所述脑磁头盔内，所述脑磁头盔上设置有多个传感器安装支架，用于附接所述多个传感器和所述插接结构中的至少一者。

10.一种用于权利要求8或9的脑磁系统的校验方法，包括：

向所述多个线圈和所述多对电极中的一者提供电流信号，以使得所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生磁场，其中，所述体模装置附接到所述脑磁头盔上；

获取所述多个传感器针对所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生的磁场所输出的感测信号；

基于所述感测信号，确定所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者所产生的磁场的实际偶极子位置信息；

获取所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的参考偶极子位置信息；以及

基于所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的实际偶极子位置信息和参考偶极子位置信息，确定所述脑磁系统是否处于正常状态。

11.根据权利要求10所述的校验方法，其中，所述多个线圈的参考偶极子位置信息包括所述多个线圈中的每个线圈的几何中心的位置信息，所述多对电极的参考偶极子位置信息包括所述多对电极中的每对电极的位置信息。

12.根据权利要求10或11所述的校验方法，其中，所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的参考偶极子位置信息是使用所述体模装置的三维模型确定的。

13.根据权利要求10或11所述的校验方法，其中，所述脑磁系统为第一脑磁系统，所述脑磁头盔为第一脑磁头盔，所述电流信号为第一电流信号，所述感测信号为第一感测信号，所述多个传感器为多个第一传感器，第二脑磁系统为预先校准的脑磁系统并且包括第二脑磁头盔以及多个第二传感器，并且其中，获取所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的参考偶极子位置信息包括：

向所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者提供第二电流信号，以使得所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生磁场，其中，所述线圈骨架从所述第一脑磁头盔拆卸下并附接到在所述第二脑磁头盔上；

获取所述多个第二传感器针对所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者产生的磁场所输出的第二感测信号；以及

基于所述第二感测信号，确定所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者所产生的磁场的偶极子位置信息，以作为所述多个线圈和所述多对电极中的所述一者的参考偶极子位置信息。