Matlab基于小波变换的脑功能连接的相干性分析(5)
由于大脑皮层的椎体细胞尖树突平行排列，当有同步电活动时可以形成等电流偶极，从而在头皮外产生可测量的信号。
2.1.2 检测设备组成框图
图 2-4 检测设备组成框图（Neuromag提供）
2.1.3 框图中各部分的功能及作用
MEG所测量的磁场主要来源于大脑皮质锥状细胞树突产生的突触后电位。单位面积脑皮质中，数千个椎体细胞同时产生神经冲动，从而产生集合电流，产生与电流方向正切的脑磁场。由于脑神经元产生的磁场极其为荣，最大的神经磁信号如癫痫棘波只有数pT（1pT=10-12 T）.Tesla为磁场强度单位，简称T。地区磁场和环境噪音比癫痫棘波高106~108倍。因此要测量脑神经兴奋产生的磁场必须具有可靠地磁场屏蔽室构成，大多数屏蔽室由一至多层mu金属合金组成。Mu金属磁导率极高，因此外部磁场无法穿入磁屏蔽室内，从而屏蔽室内放置的传感器系统不受外部磁场干扰。脑磁场测量装置主要由超导量子干（superconducting quantum interference device .SQUID）组成。将SQUID置入一个大的杜瓦氏桶内，桶内放入液氦，使其成超导状态。杜瓦氏桶底部有检测磁束的接收线圈，与SQUID相连，被检测者头部伸入杜瓦氏桶底部，以测量脑磁场的变化。由于MEG记录的是根据神经元的突触后电位所产生的电流形成的相关脑磁场信号。当动作电位沿细胞膜这到突触时，囊泡中的神经递质释放到突触间隙中，产生触后电位。突触后电位的时空跨距明显大于动作电位，在单位面积（数平方厘米）脑皮层的数千个锥体细胞几乎同步发放的神经冲动能够形成集合电流，并产生与电流方向呈正切的脑磁场。将头颅作为球形导体在颅外与之呈正切方向均能检测到脑磁场信号。目前MEG的传感器允许同时记录306个脑磁图通道。将MEG获得的神经生理学资料通过计算机与MRI提供的解剖学结构相结合，形成磁源性影像（magnetic source imaging，MSI）进行脑解剖功能定位。
第一部分：检测部分
由于单个的神经元活动时产生的磁场很微弱，在单位面积脑皮质中数干个锥体细胞几乎同时产生神经冲动，从而产生集合电流，产生与电流方向正切的脑磁场，当10^5个细胞同步活动时产生的电流强度约为10nAm,磁场强废约为100fT，(1fT=10^（-15）T). 脑磁图主要的探测设备为超导量子干涉仪(SQUID)．从物理学角度讲，SQUID的原理及测量涉及许多高等数学及电子学公式，比较复杂，在这里只简单介绍其原理：
超导量子干涉仪是唯一具有测量生物磁场敏感度的探测器。它能将微弱的磁信号转化为电信号。 SQUID磁力计的基本结构如图所示，外部磁场信号(如脑磁场)并不是由SQUID直接测量．而是经过与磁通转换器耦合实现的。转换器包括两个线圈：采集线圈——采集外界磁通的受化量；信号线周——与SQUID耦合。
图 2-5 SQUID超导环（Neuromag提供）
SQUID是个用超导材料制成的环，中间被两个或一个“弱连接”
整体检测装置如图：
图 2-6 SQUID电路图（Neuromag提供）
第二部分：整体结构
磁屏蔽系统
磁屏蔽系统的作用是确保人脑磁信号不被外界磁场干扰。屏蔽的方法有多种，如铁磁屏蔽法，涡流屏蔽法和近年来发明的高温超导屏蔽法，用的最普遍的屏蔽方法为铁磁屏蔽法和涡流法，其原理是磁屏蔽室。
磁场探测装置
探测装置主要由SQUID组成。具体见第一部分。
图 2-7 探测装置（Neuromag提供）
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