Удобный для пациента сканер мозга получает зеленый свет к первому прототипу
Возможно, это не начало модной тенденции, но Sandia National Laboratories разрабатывает носимый имиджер для мозга.
Национальный институт здравоохранения выделил Сандии 6 миллионов долларов на создание прототипа медицинского устройства, которое сделало бы магнитоэнцефалографию (МЭГ) — тип неинвазивного сканирования мозга — более комфортным, более доступным и потенциально более точным.
«Это будущее MEG», — сказал ученый из Sandia MEG Амир Борна, ведущий автор статьи, описывающей предложенную систему недавно в журнале. PLOS ONE,
Врачи используют МЭГ для выявления источников эпилепсии, а исследователи — для изучения развития мозга, болезни Альцгеймера и инсульта. Но процедура требует, чтобы человек долго стоял неподвижно под жестким куполообразным куполом, что может быть затруднительно для детей, людей с хронической болью и людей с двигательными расстройствами, такими как болезнь Паркинсона.
«Цель состоит в том, чтобы расширить число клинических показаний, по которым MEG может информировать клиническую помощь», — сказала Джулия Стивен, директор основной лаборатории MEG в исследовательской сети Mind Research, базирующейся в Альбукерке, подразделения биомедицинского научно-исследовательского института Lovelace и консультант. на проекте.
По словам Стивена, который также является профессором трансляционной нейробиологии, носимое устройство предоставило бы пациентам свободу расслабляться и перемещаться в удобные положения во время процедуры, позволяя тестировать больше людей и устраняя различия в данных между группами пациентов. Поскольку сигнал, измеряемый от мозга, уменьшается с расстоянием, и новая система будет подходить ближе, чем универсальный шлем, измерения, как ожидается, будут более точными для детей.
Питер Швиндт из Sandia, главный исследователь проекта, сказал, что этому препятствовало то, что в прошлом использовались сверхпроводящие датчики, требующие контейнеры с жидким гелием. Криогенное оборудование заставляет разработчиков этих систем устанавливать датчики на место.
Но Sandia использует альтернативную сенсорную технологию, которая работает при комнатной температуре, устраняя жидкий гелий и жесткие требования к конструкции, которые она предъявляет.
Квантовые датчики так же точны, как и коммерческие технологии
В недавней статье команда Sandia показала свою систему, основанную на своего рода квантовом датчике, называемом магнитометром с оптической накачкой, или OPM, точно определяющим сигналы мозга с той же точностью, что и коммерческая машина на основе сверхпроводника. Измерения, сделанные каждой системой, были менее чем на сантиметр друг от друга. Это исследование также финансировалось NIH.
«Мы продемонстрировали функциональную систему визуализации мозга с использованием наших квантовых датчиков, которая является такой же надежной, как и коммерческая система на основе сверхпроводников», — сказал Борна.
Borna доверяет междисциплинарным ресурсам национальной лаборатории для достижения высокой точности датчика. Команда Sandia спроектировала, построила и откалибровала свои датчики на месте, а не купила коммерческие.
Информация распространяется через мозг электрическими токами. Датчик Сандии использует лазер, чтобы превратить газообразный рубидий в крошечное облако атомных магнитов, которые в магнитном поле вращаются, как вершины. В нынешнем аппарате Сандиа патч этих датчиков помещается прямо в голову человека внутри трубки с магнитным экранированием, напоминающей МРТ. Затем второй лазер измеряет изменения в каждом облаке, чтобы вывести естественное, но едва заметное магнитное поле непосредственно вне головы человека, созданное электрическими токами в мозге. Наконец, карта магнитного поля инвертируется, чтобы определить местоположение мозговой активности.
В будущем, носимая версия, более 20 датчиков будут отображать магнитное поле на части мозга, и массив будет размещаться внутри комнаты с магнитным экранированием вместо трубки, чтобы позволить предмету двигаться.
«Мы работаем над тем, чтобы модернизировать наши датчики, а затем увеличить их с шести датчиков до 27 датчиков, чтобы создать 108 каналов OPM вокруг головы, — сказал Швиндт. «Мы по существу переделаем всю систему».
