Миниатюрный магнитный датчик для измерения активности человеческого мозга


В Национальном институте стандартов и технологий (США) создан миниатюрный датчик для измерения электрической активности человеческого мозга

Миниатюрная магнитный датчик, разработанный Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), был использован для измерения параметров альфа-волн, возникающих в человеческом мозге при открытии/закрытии век, различных движениях рук и пр.

Датчик может быть использован для биомедицинских приложений, например, для изучения различных процессов в человеческом мозге и распознования неврологических заболеваний.

Измеренные датчиком сигналы сравнивались с сигналами, записанными по технологии SQUID (сверхпроводящего квантового интерферометра) с помощью коммерчески доступных высокочувствительных магнитометров. Имеющиеся в настоящее время чуть менее чувствительные датчики NIST позволяют производить аналогичные исследования при сопоставимой производительности и преимуществах в размерах, портативности и стоимости.

Исследование показало, что мини-датчики могут быть полезны в магнитоэнцефалографии (МЭГ) — процедуре, при которой измеряются магнитные поля, продуцируемые электрической активностью головного мозга. МЭГ используется для исследований восприятия и распознавательных процессов у здоровых лиц, а также для скрининга зрительного восприятия у новорожденных, картирования активности мозга до операции по удалению опухоли и лечения эпилепсии.

При проведении МЭГ в настоящее время используется массив SQUID-датчиков, установленых в тяжелом шлема с колбами криогенных охлаждающих жидкостей. В отличие от SQUID-датчиков, NIST-датчик по размеру сопоставим с кусочком сахара и, кроме того, NIST-датчик может работать при комнатной температуре, поэтому при использовании последних в МЭГ можно применять легкий и гибкий шлем. Использование NIST-датчиков в массовом производстве позволит существенно уменьшить стоимость оборудования МЭГ по сравнению с изделиями, где применяются обычные атомарные SQUID-магнитометры.

«Мы фокусируемся на том, чтобы создать небольшие датчики, которые можно расположить в непосредственной близости к источнику сигнала. Конечно, необходимо. чтобы их производство было технологичным, а цена низкой, — сказал соавтор NIST-датчиков Свена Кнаппе (Svenja Knappe). — Если мы сможем создать недорогую систему, то впоследствии её можно будет использовать в каждой больнице для проверки травматических повреждений головного мозга и, например, иметь по одной системе для каждой футбольной команды».

Мини-датчик состоит из газового контейнера с примерно 100 млрд атомов рубидия, маломощного ИК-лазера и волоконной оптики для обнаружения световых сигналов: атомы рубидия регистрируют силу магнитного поля путем поглощения света.

При тестировании мини-датчика измеряются магнитные сигналы с уровнем около 1 пикотесла. Ученые предполагают повысить производительность датчика за счет увеличения выявленного светового потока. Расчеты показывают, система с NIST-датчиками вскоре может приблизиться по чувствительности системе со SQUID-датчиками.

Источник: New Electronics

Читайте также:
Фотоприемники на основе халькогенидов свинца для применения в тепловидении
«Живой» микроробот будет определять, чем болен человек
Плазменный «фонарик» убивает болезнетворные бактерии и вирусы

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *