Новые исследователи во всем мире разрабатывают новые технологии, которые могут заменить дорогостоящее и сложное медицинское оборудование, облегчая администрирование простых диагностических тестов. Магнитно-резонансная томография (МРТ) является одной из последних из этих медицинских процедур, которые будут решаться учеными с этой целью. Команда из Университета Аризоны в Тусоне разработала оптические датчики, которые используют световую технику для измерения очень слабых магнитных полей, таких как те, которые генерируются при пожаре нейронов в мозге.

Новые датчики, разработанные исследователями из Университета Аризоны, могут предложить недорогую и компактную альтернативу системам магнитно-резонансной томографии (МРТ), которые в настоящее время используются для отображения активности мозга. Здесь показан рендеринг изображения одного датчика. (Источник изображения: Бабак Амирсолаймани, Университет Аризоны, Тусон)

Эти датчики могут использоваться вместо МРТ-машин для проведения аналогичной визуализации, исключая необходимость дорогого охлаждения или электромагнитного экранирования, которое в настоящее время используется, когда пациенты имеют МРТ-сканирование, сказал Бабак Амирсоламани, проект исследователь и аспирант университета. Они также могут быть полезны при диагностировании черепно-мозговой травмы быстро в ситуациях, когда медицинское оборудование не доступно сразу, сказал он в пресс-релизе, опубликованном The Optical Society.

«Портативная недорогая система визуализации головного мозга, которая может работать при комнатной температуре в неэкранированных средах, позволила бы отображать активность мозга в реальном времени после потенциальных сотрясений на спортивной площадке и в зонах конфликтов, где воздействие взрывчатых веществ на мозг может быть катастрофическим », — сказал Амирсолаймани в выпуске.

В частности, исследователи разработали миниатюрный оптический магнитометр с использованием композитного материала из наночастиц в полимере. Система может обнаруживать слабые магнитные поля, подобные тем, которые производятся сердечно-мозговой деятельностью, что означает, что они не только потенциально могут заменить МРТ-системы, но и электрокардиографию (ЭКГ), которая контролирует сердечную деятельность, сказал Амирсолаймани

наноматериалы

Исследователи объединили полимер, который содержит наночастицы из магниточувствительного магнетита и кобальта с интерферометром. Датчик может оптически обнаруживать магнитное поле, измеряя, как поле вращает поляризованный свет.

Миниатюрный оптический магнитометр состоит из пленки полимера наночастиц толщиной 500 мкм, зажатой между четвертьволновой пластиной (QWP) и серебряным покрытием, которое все связано с компактным волоконно-оптическим интерферометром, говорят исследователи , QWP создает две ортогональные поляризации в правом и левом круговом поляризованном свете, происходящие от лазерного пучка 1310 нанометров. Серебряное покрытие действует как зеркало, а интерферометр измеряет вращение поляризованного света, что характерно для силы окружающего магнитного поля.

«Всеоптическая конструкция датчика означает, что он может быть изготовлен недорого на чипе кремниевой фотоники, что позволяет создать систему, которая почти такая же, как у оптического волокна диаметром 10 микрон», — сказал Амирсолаймани , «Несколько датчиков можно было бы использовать вместе для обеспечения картирования мозга с высоким пространственным разрешением»

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

  • Натрий-датчик, призванный помогать регулировать состояние здоровья

  • Смарт-браслет может измерять окружающую среду и кровь для испытания

Магнитные поля

Помимо оказания помощи в диагностике в полевых условиях, датчики также могут использоваться, чтобы помочь ученым лучше понять активность головного мозга и заболеваний головного мозга, таких как деменция и болезнь Альцгеймера, а также другие немедицинские применения, говорят исследователи. Последние включают измерение магнитных полей, используемых для прогнозирования извержений вулканов и землетрясений, определение нефти и минералов для раскопок и обнаружение военных подводных лодок. Исследователи опубликовали статью о своей работе в журнале Optics Letters .

Используя прототип датчика, исследователи уже смогли обнаружить относительно слабый магнитный сигнал от человеческого биения, демонстрируя потенциал технологии как простой замены ЭКГ, говорят исследователи. Хотя они еще не протестировали его, они также сказали, что он может обнаружить магнитное поле, создаваемое стрельбой из нейрона в мозге.

Следующим шагом команды является изучение долгосрочной стабильности датчиков и того, насколько хорошо они выдерживают изменения окружающей среды, сказал Амирсолаймани. Они также хотят изготовить несколько сотен датчиков для создания сетевой системы для измерения более сложной активности мозга, чтобы потенциально оценить и отобразить все магнитное поле человеческого мозга.

Элизабет Монталбано — независимый писатель, который писал о технологии и культуре уже 20 лет. Она жила и работала профессиональным журналистом в Фениксе, Сан-Франциско и Нью-Йорке. В свободное время она любит заниматься серфингом, путешествиями, музыкой, йогой и кулинарией. В настоящее время она проживает в деревне на юго-западном побережье Португалии.

 Тихоокеанский дизайн и производство "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/D%26M%20Pacific%20logo_0_1.png "стиль = "border: 0px; width: 200px; height: 87px; float: left; margin: 5px" /> SAVE DATE for PACIFIC DESIGN & MANUFACTURING 2019! <br /> Pacific Design & Manufacturing, ведущая конференция в Северной Америке, которая соединяет вас с тысячи профессионалов по передовому спектру дизайна и производства будут возвращены в конференц-центр Анахайма 5-7 февраля 2019 года. Не упустите свой шанс связаться и поделиться своим опытом с отраслевыми коллегами во время этого мероприятия can't-miss. Нажмите здесь, чтобы предварительно зарегистрироваться на мероприятие сегодня! </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</pre>

<span class=
Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link