中国生物磁探测原创突破！北航冯丽爽教授团队首次利用原子磁力计实现胃慢波磁场测量

近日，北京航空航天大学冯丽爽教授团队首次使用原子磁力计（未磁科技零场原子磁力计AtomicMag⁴）测量到人体胃慢波（Gastric slow waves）产生的极弱低频胃部磁场，为功能性胃肠病（Functional gastrointestinal disorders，FGIDs）的基础研究和临床诊断提供了全新思路和工具[1]。此突破性成果发表在Biocybernetics and Biomedical Engineering期刊（IF=6.4）上。

原子磁力计胃磁图仪示意图及可穿戴8通道原子磁力计阵列[1]

全球有超过40%的人群受到功能性胃肠道疾病的影响，学术界普遍认为是由于神经肌肉活动受损而引起。胃部的功能紊乱通常造成胃节律紊乱、功能性消化不良、慢性恶心呕吐等症状，临床上通常使用内窥镜等手段进行诊断，但是由于这些技术属于结构影像手段，无法评估胃部肌肉的功能状态，造成诊断功能性肠胃病困难。

此次冯丽爽教授团队使用未磁科技的商用零场原子磁力计阵列构建了全球首个原子磁力计胃磁测量系统，并实现了可穿戴式测量。基于原子磁力计15fT量级的优良灵敏度，创新的提出了自适应滤波和非静态信号分解方法，实现了每分钟2-4个循环的超低频胃磁测量。通过4位健康志愿者的胃磁检测，得到了与传统SQUID方式非常相似的超低频磁场特征，初步验证了原子磁力计可穿戴胃磁图设备的可行性，为生物磁场测量领域做出了中国原创的突破性成果，也为胃磁图在科研与临床的应用迈出了重要一步。

未磁科技的零场原子磁力计及优良的全频段灵敏度曲线[1]

胃慢波是控制胃部蠕动的重要信号。自1990年起，研究领域和医学界开始使用包括侵入手段在内的多种手段测量胃慢波。胃电图（Electrogastrography，EEG）与心电图类似，通过测量人体表面的胃部电信号来判断功能性胃肠病，虽然方便易用，但空间分辨率较低并且容易受到人体组织的衰减。胃磁图（Magnetogastrography，MGG）利用超高灵敏度的磁场探测器，可以在体表探测到高信噪比的胃慢波，可以达到较高的空间分辨率且不会被人体衰减，是效果更优的胃慢波评估手段。由于胃部磁场微弱，以往只能使用超导量子干涉仪（Superconducting Quantum Interference Devices）测量胃慢波磁场，但其昂贵的价格及庞大的屏蔽室限制了科研及临床推广。

[1] Shuang Liang, Kexin Gao, Junhuai He, Yikang Jia, Hongchen Jiao, Lishuan Feng, System and approach to detecting of gastric slow wave and environmental noise suppression based on optically pumped magnetometer, Biocybernetics and Biomedical Engineering, Volume 44, Issue 1, 2024, Pages 1-8