客觀日本

東工大等用量子感測器成功地高解析度測量心臟磁場

2022年10月14日 生物醫藥

東京工業大學工學院荒井慧悟副教授、西谷大佑研究生(博士後期課程)、岩崎孝之副教授、波多野睦子教授、東京大學研究生院工學系研究科桑波田晃弘特任助教(現任東北大學副教授)、關野正樹教授等人組成的研究團隊,利用金剛石氮-空艙(NV)發色中心量子感測器,成功地獲得了毫米級空間解析度的大鼠心磁圖。該成果已刊登於《Communications Physics》期刊上。

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圖1 大鼠心臟磁場的成像結果。(供圖:東京工業大學、圖片出自荒井慧悟等人在《Communications Physics》上發表的論文「Millimetre-scale magnetocardiography of living rats with thoracotomy」)
(a) 大鼠心臟的MRI影像。
(b) 使用金剛石量子感測器的毫米級心磁場影像。
(c) 從心磁場影像計算出的心臟電流密度。

用於心磁圖成像的SQUID等現有的感測器,因爲工作時需要超低溫等極限環境,感測器本身體積又較大,難以在心臟表面附近進行測量,所以其空間解析度一直停留在釐米級別上。

研究團隊利用具有可在室溫下工作且容易小型化優點的金剛石量子感測器,在距大鼠心臟表面只有1毫米的近距離處實施了心磁成像,成功地獲得了毫米級空間解析度。這種高空間解析度,有助於在毫米級下闡明心律不齊等的產生與隊形變換終極因數,因此這種感測器將成爲非常有用的工具。

金剛石量子感測器技術在未來還可以用於大腦和肌肉活動產生的磁場的視覺化,有望成爲在基於生物磁場測量的醫療領域成爲新的「慧眼」。

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
雜誌:Communications Physics
論文:Millimetre-scale magnetocardiography of living rats with thoracotomy
DOI: 10.1038/s42005-022-00978-0