商业 SERF-OPM 多通道系统时序参数特征化
医学物理
2025-12-22 v1
摘要
自旋交换消除型光泵浦磁计 (SERF-OPM) 越来越多地用于多通道生物磁感测，但其时序性能仍不充分 characterize。本文首次对四个商业 SERF-OPM 系统（Neuro-1 和 QZFM Gen.2 (QuSpin Inc.), 以及 HEDscan 和 FLv2 (FieldLine Inc.)）的时延、群时延、信道间变异性和稳定时间进行跨平台研究。测量在磁屏蔽房 (BMSR-2.1, PTB, Berlin) 内进行，使用已引入的测试台。结果显示频率相关时延为 1-10 ms，信道间变异性可达 +-1 ms，群时延为 1-15 ms，稳定时间为 2-55 ms。不同制造商策略差异明显：QuSpin 通过数字时延均衡化最小化信道间变异性，而 FieldLine 采用 per-sensor 校准以优化带宽和相位匹配。在所有系统中，20-140 Hz 频段内各信道时延偏差均在亚毫秒范围内，这足以支持脑电图源定位。然而，某些平台的较长稳定时间限制了快速刺激协议的性能。本研究提供了商业 SERF-OPM 系统时序参数的首个制造商综合基准。它们揭示了带宽、时延和校准策略之间的权衡，强调确切时序特征化以确保波形忠实性的必要性。结果直接适用于刺激诱发反应、脑机接口和闭环神经调制等应用。
引用
@article{arxiv.2509.22198,
title = {Characterizing Timing Parameters in Commercial SERF-OPM Multichannel Systems for Biomagnetic Field Sensing},
author = {Eric Elzenheimer and Hartmut Matz and Jan Zerfowski and Paul Anders and Michael Höft and Robert Rieger and Surjo R. Soekadar and Stephen Robinson and Silvia Knappe-Grüneberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.22198},
year = {2025}
}
备注
Preprint: 22 pages, 7 figures, 2 tables