A feasibility study on novel MEG and NMFD-fMRI with optically pumped atomic magnetometers

新型 MEG 和 NMFD-fMRI 光泵原子磁力计的可行性研究

• 批准号: 24650221
• 负责人: KOBAYASHI TETSUO
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24650221/
• 关键词: 原子磁気センサ; MEG; fMRI

Optically pumped atomic magnetometers (OPAMs) have the intrinsic advantage of not requiring cryogenic cooling. Therefore, OPAMs are currently expected to overtake SQUIDs. In this study, we tackle to develop novel MEG and fMRI using the OPAM. First, we tried to improve the sensitivities of the OPAM and could make it possible to reach its sensitivity capable for measure measuring biomagnetic fields. Subsequently, we demonstrated to measure not only magnetocardiograms (MCGs) but also magnetoencephalograms (MEGs). Meanwhile, we also carried out theoretical and experimental studies on a MRI with spin-lock sequence, which has potential to detect neural magnetic field dependent (NMFD) changes in MR signal intensities as fMRI. In this study, we could observe the secondary magnetic resonance occurring between the spin-lock pulses and oscillating magnetic fields with a loop coil phantom. In addition, we figured out that magnetic fields of approximately 200 pT could be detected.

光泵原子磁强计(OPAM)具有不需要低温冷却的固有优势。因此，目前预计OPAM将超过SQUID。在这项研究中，我们致力于利用OPAM开发新型的脑磁图和功能磁共振成像。首先，我们试图提高OPAM的灵敏度，使其能够达到测量生物磁场的灵敏度。随后，我们演示了不仅要测量心磁图(MCGs)，还要测量脑磁图(MEGS)。同时，我们还开展了具有自旋锁定序列的磁共振成像的理论和实验研究，该序列有可能像功能磁共振成像一样检测神经磁场依赖(NMFD)的MR信号强度的变化。在这项研究中，我们可以观察到发生在自旋锁定脉冲和振荡磁场之间的二次磁共振。此外，我们计算出大约200pT的磁场可以被探测到。

项目成果

K-Rbハイブリッドセルを用いた光ポンピング原子磁気センサの基礎的検討

K-Rb混合电池光泵原子磁传感器的基础研究

• 发表时间: 2012
• 作者: 伊藤陽介;大西宏征;鎌田啓吾;小林哲生
• 通讯作者: 小林哲生

生体磁気計測に向けた光ポンピングK-Rbハイブリッド原子磁気センサのスピン偏極空間均一性の理論的検討

用于生物磁测量的光泵K-Rb混合原子磁传感器自旋极化空间均匀性的理论研究

• 发表时间: 2013
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告
• 作者: 佐藤 大地;鎌田 啓吾;伊藤 陽介;小林 哲生
• 通讯作者: 小林 哲生

Akira Terao, Kazuhiro Ban, Sunao Ichihara, Natsuhiko Mizutani and Tetsuo Kobayashi

寺尾晃、坂一弘、市原须直、水谷夏彦、小林哲夫

• DOI: 10.1103/physreva.88.063413
• 发表时间: 2013
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Akira Terao;Kazuhiro Ban;Sunao Ichihara;Natsuhiko Mizutani and Tetsuo Kobayashi
• 通讯作者: Natsuhiko Mizutani and Tetsuo Kobayashi

A phantom study toward MEG measurements by a newly developed compact module of atomic magnetometer

通过新开发的紧凑型原子磁力计模块进行 MEG 测量的模型研究

• 发表时间: 2013
• 作者: Keigo Kamada;Daichi Sato;Yosuke Ito;Kazuhisa Okano;Natsuhiko Mizutani and Tetsuo Kobayashi
• 通讯作者: Natsuhiko Mizutani and Tetsuo Kobayashi

光ポンピング原子磁気センサ：その基礎と生体磁気・MR信号計測への応用

光泵原子磁传感器：其基础知识及其在生物磁和磁共振信号测量中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: Tetsuo Kobayashi;Takenori Oida;Hirokazu Natsukawa;Kazuhiro Okano and Natsuhiko Mizutani;Kenji Tanaka;小林哲生
• 通讯作者: 小林哲生