Медицина

Российские ученые улучшили квантовый магнитометр для сверхточной энцефалографии

27 ноября 2024, 17:12 — Общественная служба новостей — ОСН

Специалисты из СПбПУ создали новую цифровую модель квантово-оптического магнитометра. По их мнению, эта работа представляет собой значимый этап на пути улучшения методов, которые широко используются в медицинских исследованиях, таких как энцефалография и кардиография.

Исследователи усовершенствуют чувствительность датчиков к слабым магнитным полям, что позволит улучшить качество информации в магнитной энцефалографии и сделать процесс более удобным как для врачей, так и для пациентов. Для этого применяются магнитные особенности атомов в системе оптического квантового магнитометра.

Исследователям удалось разработать цифровую модель, которая помогает уменьшить размеры магнитных сенсоров. Это необходимо для повышения их численности и плотности размещения на голове человека при снятии энцефалограммы, а также минимизации их взаимного влияния.

Константин Баранцев, доцент из Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ, пояснил, что один атом слишком мал, чтобы его сигнал можно было надежно зафиксировать устройствами, и поэтому в датчике присутствует множество атомов, находящихся в специальной стеклянной ячейке.

«В одной такой ячейке содержится около 100 миллиардов атомов щелочных металлов в газообразном состоянии на кубический сантиметр. Если их направить в одно направление, сигнал от их вращения проще обнаружить. Для управления квантовыми характеристиками и снятия сигнала задействуются несколько лазеров», — добавил он.

Комплексный подход

Константин Баранцев подчеркнул, что основной отличительной чертой их исследования является комплексный подход: в цифровой модели учтено влияние как магнитных полей, так и световой «накачки» атомов, влияние стенок ячейки и обменных эффектов во время столкновений атомов.

Во время расчетов ученые выявили, как взаимодействие атомов с внутренней поверхностью газовой ячейки влияет на точность магнитометра и как минимизировать это влияние.

По оценкам исследователей, результаты обладают значительной практической ценностью на фоне стремительного развития магнитной энцефалографии (МЭГ) — метода, который позволяет через регистрацию магнитных полей мозга изучать его активность, обнаруживать патологические очаги болезней, таких как эпилепсия, болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. Магнитные сенсоры также находят применение в МРТ низких полей, гироскопии, навигации, геологии и космической физике.

Данные обрабатывали с помощью суперкомпьютера Политехнического» центра.

Поделиться
Лия Мурадьян

Работаю с интернет-новостями с самого начала трудового пути. Это тот уровень профдеформации, когда мыслишь заголовками и текстами. Есть опыт работы в региональных и федеральных СМИ — от печати до телевидения. А еще я немножко трудоголик, но не графоман. Редактор Общественной службы новостей с 2024 года. Люблю бегать и слушать симфонический метал.

Последние статьи

В США учительницу уволили после обнаружения её страницы на сайте для взрослых

В американском городе Боллуин, штат Миссури, 42-летняя Шина Ситтнер потеряла место преподавателя в сентябре. Поводом для увольнения послужило то, что её коллеги узнали о странице на платформе с видео 18+,…

% дней назад

Дубль Свечникова помог «Каролине» справиться с «Вашингтоном» Овечкина

В регулярном чемпионате Национальной хоккейной лиги состоялся матч, в котором «Каролина» принимала «Вашингтон». Поединок, проходивший на площадке «Леново Центр» в Роли, завершился победой хозяев льда со счетом 4:2. Ключевой фигурой…

% дней назад

Три доплаты к пенсии, которые россияне теряют: кому они точно положены

Бывает, что человек, который много лет проработал на селе, содержит студента или имеет статус ветерана труда. По закону ему положена надбавка, но деньги не поступают. Причина заключается в том, что…

% дней назад

Миронов назвал чрезмерным пятилетний запрет на поступление в вуз

Председатель партии «Справедливая Россия» Сергей Миронов в разговоре с ТАСС назвал чрезмерным запрет для студентов, отчисленных за дисциплинарные нарушения, в течение пяти лет снова поступать в тот же вуз. Согласно…

% дней назад

Молодежь Москвы чаще старшего поколения обращается за духовной помощью

РИА Новости ознакомилось с результатами совместного исследования учёных факультета социальных наук НИУ ВШЭ и Центра социального проектирования «Платформа», согласно которым большинство жителей столицы причисляют себя к православным христианам. Данные показывают:…

% дней назад

ВШЭ: 66% жителей Москвы относят себя к православным христианам

Согласно результатам совместного исследования ученых факультета социальных наук НИУ ВШЭ и Центра социального проектирования «Платформа», две трети жителей столицы — 66% — причисляют себя к православным христианам. Атеистами назвали себя…

% дней назад