什麼是腦磁力共振(MEG)？

腦磁力共振（Magnetoencephalography，簡稱MEG）是一種非侵入性的腦部成像技術，主要用於測量大腦神經元活動產生的微弱磁場。MEG的基本原理是基於生物磁學，當大腦神經元放電時，會產生電流，進而產生磁場。MEG通過超導量子干涉儀（SQUID）來偵測這些微弱的磁場變化，從而提供大腦活動的即時資訊。

與其他腦部掃描技術相比，MEG具有獨特的優勢。例如，腦電圖（EEG）雖然也能測量大腦活動，但EEG的訊號容易受到頭皮和頭骨的干擾，導致空間解析度較低。而功能性磁共振成像（fMRI）則依賴於血氧水平依賴效應（BOLD），雖然空間解析度高，但時間解析度較差。MEG則結合了高時間解析度（毫秒級）和中等空間解析度，使其在腦部研究中具有不可替代的地位。

在香港，MEG技術主要應用於學術研究和臨床診斷。根據香港大學腦神經科學中心的數據，MEG在癲癇診斷中的準確率高達90%，遠高於傳統的EEG技術。此外，MEG還被廣泛用於認知功能研究和神經精神疾病的診斷。

MEG如何偵測大腦活動

MEG的偵測過程需要患者在一個磁屏蔽室內進行，以減少外部磁場的干擾。患者頭部會被放置在一個裝有多個SQUID感測器的頭盔中，這些感測器能夠捕捉到大腦神經元活動產生的磁場變化。這些訊號會被即時傳輸到電腦系統，並通過複雜的算法進行分析，最終生成大腦活動的圖像。

MEG與其他腦部掃描技術的比較

• EEG：時間解析度高，但空間解析度低，易受干擾。
• fMRI：空間解析度高，但時間解析度低，且需要患者長時間保持靜止。
• MEG：兼具高時間解析度和中等空間解析度，但設備成本高。

MEG的主要應用領域

MEG在臨床和研究領域有多種應用，其中最常見的是癲癇診斷與定位。癲癇患者的大腦會出現異常放電，MEG能夠精確定位這些放電的源頭，從而幫助醫生制定治療方案。根據香港中文大學的研究，MEG在癲癇手術規劃中的成功率超過85%，遠高於傳統的診斷方法。

此外，MEG還被用於腦部手術規劃。在進行腦部手術前，醫生需要精確定位大腦的功能區，以避免手術中損傷重要區域。MEG能夠提供即時的大腦活動圖像，幫助醫生在手術前制定詳細的計劃。

在認知功能研究方面，MEG被廣泛用於研究語言、記憶和注意力等大腦功能。例如，香港科技大學的一項研究利用MEG技術，發現了自閉症患者在語言處理上的異常活動模式。這為自閉症的早期診斷和治療提供了新的方向。

神經精神疾病研究

MEG在神經精神疾病研究中也扮演著重要角色。例如，精神分裂症患者的大腦活動模式與正常人有所不同，MEG能夠捕捉到這些細微的差異，從而幫助研究人員更好地理解疾病的機制。香港大學的一項研究發現，精神分裂症患者的大腦網絡連接存在異常，這可能與疾病的症狀有關。

腦磁力共振掃描的時間考量

MEG掃描的時間通常分為三個階段：掃描前準備、掃描實際進行和結果分析。掃描前準備包括填寫問卷和移除金屬物品，這通常需要10至15分鐘。掃描實際進行時間約為30分鐘至1小時，具體時間取決於掃描的目的和患者的配合度。結果分析與報告時間則可能需要數小時至數天，這取決於數據的複雜程度和分析的深度。

在香港的臨床實踐中，MEG掃描的總時間通常控制在1.5至2小時內，以確保患者不會感到過度疲勞。根據香港瑪麗醫院的數據，90%的患者能夠在預定的時間內完成掃描，且滿意度較高。

掃描前準備時間

掃描前準備是確保掃描順利進行的關鍵步驟。患者需要填寫一份詳細的健康問卷，以排除任何可能影響掃描結果的因素。此外，患者還需要移除所有金屬物品，包括首飾、眼鏡和帶有金屬的衣物，以避免干擾MEG的訊號。

掃描實際進行時間

掃描實際進行時間取決於掃描的目的。例如，癲癇診斷通常需要較長時間，因為醫生需要捕捉到患者的異常放電。而認知功能研究則可能需要多次短時間的掃描，以獲取不同任務下的腦部活動數據。

影響掃描時間的因素

患者配合度是影響掃描時間的主要因素之一。如果患者能夠保持靜止並遵循醫生的指示，掃描時間會大大縮短。反之，如果患者移動過多或無法配合，掃描時間可能會延長，甚至需要重新進行。

研究或臨床目的也會影響掃描時間。例如，臨床診斷通常需要較短的掃描時間，以盡快提供結果。而學術研究則可能需要更長的掃描時間，以獲取更詳細的數據。

使用的掃描協議也是影響掃描時間的重要因素。不同的掃描協議需要不同的時間，例如，高解析度的掃描協議通常需要更長的時間。

患者配合度

患者的配合度直接影響掃描的質量和時間。為了提高配合度，醫生通常會在掃描前向患者詳細解釋掃描的過程和注意事項。此外，一些醫院還會提供模擬掃描，幫助患者熟悉掃描環境。

如何縮短MEG掃描時間

優化掃描協議是縮短MEG掃描時間的有效方法之一。通過改進掃描流程和減少不必要的步驟，可以顯著提高掃描效率。例如，香港中文大學的研究團隊開發了一種新的掃描協議，將掃描時間縮短了20%，同時保持了數據的質量。

使用先進的訊號處理技術也能縮短掃描時間。例如，機器學習算法可以快速分析MEG數據，從而減少結果分析的時間。香港科技大學的一項研究顯示，使用深度學習算法可以將分析時間從數小時縮短至數分鐘。

患者訓練與配合也是縮短掃描時間的關鍵。通過提前訓練患者，使其熟悉掃描過程，可以減少掃描中的不必要延遲。例如，香港瑪麗醫院為患者提供了虛擬實境訓練，幫助他們在掃描中保持靜止。

優化掃描協議

優化掃描協議需要多學科團隊的合作，包括醫生、工程師和數據科學家。通過不斷改進掃描流程和技術，可以進一步提高MEG掃描的效率和準確性。

MEG掃描的優缺點

MEG掃描的主要優點是非侵入性和高時間解析度。與fMRI不同，MEG不需要注射造影劑或暴露於強磁場中，因此對患者的安全性較高。此外，MEG的時間解析度高達毫秒級，能夠捕捉到大腦活動的即時變化。

然而，MEG也有一些缺點。例如，其空間解析度較低，無法像fMRI那樣提供詳細的解剖圖像。此外，MEG的訊號容易受到外部磁場的干擾，因此需要在磁屏蔽室中進行。

優點

• 非侵入性，安全性高
• 高時間解析度，能夠捕捉即時大腦活動
• 適用於多種臨床和研究應用

缺點

• 空間解析度較低
• 設備成本高，維護複雜
• 易受外部磁場干擾

結論：MEG在腦部研究與臨床應用中的重要性

MEG作為一種先進的腦部成像技術，在癲癇診斷、腦部手術規劃和認知功能研究中發揮著重要作用。儘管存在一些缺點，但其高時間解析度和非侵入性的特點使其在腦部研究中具有不可替代的地位。隨著技術的不斷進步，MEG的應用範圍將進一步擴大，為腦部疾病的診斷和治療提供更多可能性。

在香港，MEG技術已經被廣泛應用於臨床和研究領域，並取得了顯著的成果。未來，隨著更多先進技術的引入，MEG將在腦部研究中扮演更加重要的角色。