用多极展开探索MEG空间分辨率的极限
摘要：头皮磁致电图（MEG）的出现基于光泵浦磁强计（OPM）可能标志着人类电生理学领域的突破。与基于超导量子干涉器的低温MEG相比，头皮MEG承诺具有更高的空间分辨率成像，但它也带来了许多关于如何最佳设计OPM阵列的挑战。在这种背景下，我们试图系统地描述MEG空间分辨率如何随传感器数量、传感器到大脑的距离、传感器类型和信噪比而变化。为此，我们提出了一个基于MEG多极展开的分析理论，一旦加入实验输入和模拟，就可以定量评估MEG空间分辨率在两种定性不同的情况下的限制。在渐进高密度MEG的范围内，我们提供了一个数学严格的描述，解释了磁场平滑约束如何使空间分辨率缓慢、对数级地发散。在低密度MEG的相反情况下，传感器密度限制了空间分辨率，其按照平方根法则以更快的速度增加。这两种情况之间的转变控制着当传感器靠近神经活动源时MEG空间分辨率的饱和程度。这种MEG空间分辨率的两种情况模型整合了已知观察结果（例如，通过增加传感器密度来改善空间分辨率的困难、将传感器移动到头皮上带来的收益以及多分量传感器的有用性），并将它们聚集在一个统一的理论框架下，突出了潜在的物理原理并揭示了模拟无法触及的属性。我们建议，这种框架可能在未来基于OPM的头皮MEG系统设计的基准应用中发挥作用。
作者：Vincent Wens
论文ID：2210.02863
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-03-07