เซ็นเซอร์แบบพกพาที่สามารถตรวจจับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพขนาดเล็กจากสมองและหัวใจ โดยไม่ต้องอาศัยแผ่นป้องกันแม่เหล็กราคาแพงซึ่งจำเป็นต้องใช้เทคนิคการตรวจคลื่นไฟฟ้าสมองในปัจจุบัน ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา การติดตั้งต้นทุนต่ำซึ่งมีขนาดเล็กพอที่จะใส่ในกระเป๋าเป้สะพายหลัง สามารถทำงานได้สำเร็จแม้ใกล้กับสายไฟและทางรถไฟ
และสามารถ
ประยุกต์ใช้ในการตรวจวัดภาคสนาม อินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักร และแม้แต่การนำทางด้วยแม่เหล็กที่แม่นยำ การวัดด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กในรูปแบบของแมกนีโตและอิเล็กโทรเอนฟาโลรากราฟี สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการทำงานของสมองและหัวใจของมนุษย์
ด้วยความละเอียดที่เหนือกว่าเทคนิคทางเลือกอื่นๆ เช่น เอ็มอาร์ไอเชิงฟังก์ชันและการตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) อย่างไรก็ตาม ระบบ MEG เชิงพาณิชย์นั้นมีราคาแพงในการใช้งานและมาพร้อมกับรอยเท้าขนาดใหญ่ ซึ่งต้องใช้ทั้งระบบป้องกันสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่และระบบระบายความร้อนด้วย
ความเย็น ซึ่งจำกัดกิจกรรมที่สามารถใช้ศึกษาได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาใหม่ของพวกเขา นักฟิสิกส์ จากและเพื่อนร่วมงานได้มุ่งเน้นไปที่เครื่องวัดสนามแม่เหล็กปรมาณูแบบปั๊มด้วยแสงเพื่อวัดสนามแม่เหล็กชีวภาพ สิ่งเหล่านี้ใช้เลเซอร์ในการทำให้อะตอมในไอโลหะอัลคาไลหมุนสอดคล้องกัน
และจากนั้นเพื่อวัดว่าพวกมันถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กอย่างไร โดยมีการดึงดูดแม่เหล็กจำนวนมากรอบสนามที่สนใจ ส่วนสำคัญของการทำให้เซ็นเซอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมน้อย อธิบาย อยู่ที่การวัดแบบฟรีพรีเซสชั่นนี้ “เซ็นเซอร์แม่เหล็กหลายตัวเป็นระบบเรโซแนนซ์
ไม่ว่าจะเป็นแบบออปติคัลทั้งหมดหรือต้องการการจัดการสนามแม่เหล็กบางอย่าง เช่น การใช้คลื่นความถี่วิทยุ” เขากล่าว “ระบบเรโซแนนซ์ใดๆ ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดังจะมีวงจรป้อนกลับที่ติดตามสนามแม่เหล็ก และมักจะจำกัดแบนด์วิธอย่างมาก”
ปัญหา
เกิดขึ้นเนื่องจากการป้อนกลับของสนามแม่เหล็กสามารถควบคุมได้ดีเท่านั้น หมายความว่าเทคนิคที่ในทางทฤษฎีควรทำงานได้ดีในสนามแม่เหล็กขนาดเท่าโลก ในทางปฏิบัติแล้ว ใช้งานได้จริงในสภาพแวดล้อมที่มีการป้องกันสนามแม่เหล็กที่มีการควบคุมสูงเท่านั้น “เราไม่จำเป็นต้องติดตามสนามแม่เหล็ก
หรือให้ข้อมูลป้อนกลับ เนื่องจากปมของการวัดของเราคือการเฝ้าดูอะตอมที่ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กทั้งหมดอย่างเฉยเมย” Limes อธิบาย ถึงกระนั้น เครื่องวัดค่าสนามแม่เหล็กของอะตอมก่อนหน้านี้ยังสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีการป้องกันเท่านั้น
ส่วนที่สองของการออกแบบใหม่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์สองตัวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างกราดิโอมิเตอร์แบบแม่เหล็ก “คุณสามารถมีแมกนีโตมิเตอร์ที่ดีจริงๆ ได้ แต่ในช่วงความถี่ที่สัญญาณของสมองและหัวใจอยู่ แมกนีโตมิเตอร์จะถูกกลบด้วยเสียงแม่เหล็กโดยรอบจากสายไฟ หม้อแปลง
หรือแม้แต่รางรถไฟท้องถิ่น” เขาเสริมว่า “การก้าวกระโดดที่น่าประทับใจ” ของงานปัจจุบันสู่การใช้งานจริง เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์ มาจากการให้เซ็นเซอร์สองตัวทำงานร่วมกัน เพื่อให้เซ็นเซอร์ “ปฏิเสธแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กโหมดทั่วไปที่อยู่ห่างไกลซึ่งทำหน้าที่เป็นเสียงรบกวนพื้นหลัง
ในขณะที่ยังคงรักษาความไวต่อ แหล่งแม่เหล็กชีวภาพในบริเวณใกล้เคียง”ในการทดสอบภาคสนาม อุปกรณ์ ต้นแบบสามารถจับการทำงานของสมองในคอร์เทกซ์เสียงของผู้เข้าร่วมการทดสอบเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เป็นเสียงแบบสุ่ม แม้ว่าการทดลองจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ
การวัด
สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพที่มาจากหัวใจหรือสมองของมนุษย์เป็นงานที่ลำบาก ซึ่งต้องใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กที่มีความไวเป็นพิเศษ” นาธาเนียล วิลสันนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแอดิเลดซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ให้ความเห็น เขากล่าวเสริมว่า “งานนี้ช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างการทดลอง
บนโต๊ะกับการใช้งานจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปูทางสู่อุปกรณ์พกพาที่มีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับใช้ในการตรวจวินิจฉัยในสถานพยาบาล” ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้กล่าวว่า “นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากเนื่องจากทำให้สนามแม่เหล็กระดับ ใช้งานได้จริง” “ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถหันความสนใจ
จากการพัฒนาเครื่องวัดสนามแม่เหล็กไปสู่การวิจัยเกี่ยวกับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง”
ที่ไม่มีการกำบัง ทั้งภายในระยะ 750 ม. จากทางรถไฟสายหลักและภายใน สายไฟเพียง 75 ม. สรุป “เซ็นเซอร์ของเราไม่เคยมีมาก่อนจริงๆ และเปิดระบบและการใช้งานใหม่บางอย่าง
รวมถึงเซ็นเซอร์แบบใช้มือถือหรือแบบสวมใส่ได้ที่เป็นด่าง” กล่าวสรุปเมื่อการศึกษาเบื้องต้นเสร็จสมบูรณ์แล้ว นักวิจัยกำลังมองหาที่จะปรับปรุงความแม่นยำและความไวของเซ็นเซอร์ เพื่อให้พวกเขาสามารถแข่งขันกับเครื่องตรวจจับ MEG ที่มีตัวนำยิ่งยวดตัวนำยิ่งยวด (SQUID)
และด้วยเหตุนี้กระแสในพลาสมา ทุกๆ พันล้านวินาที พวกเขาพบว่าเมื่อกระแสไฟฟ้ากระทบ “ม้วน” ของพลาสมาครั้งแรก กระแสจะไหลออกมาด้านนอกของตัวอย่าง ด้วยการวัดว่ากระแสทะลุผ่านพลาสมามากน้อยเพียงใด พวกเขาสามารถกำหนดความเร็วของอนุภาคภายในพลาสมาได้ ภายใต้อิทธิพล
ของสนามแม่เหล็กที่ใช้ อนุภาคบางชนิดมีความเร็วถึง 100 กิโลเมตรต่อวินาทีและอุปกรณ์ถ่ายภาพแบบสองโฟกัสเพื่อวัดตำแหน่งตามแนวแกนของอนุภาคจากวงแหวนเลี้ยวเบนที่ไม่ได้โฟกัสเครื่องตรวจจับ MEG หลังจากนั้นพวกเขาตั้งใจที่จะสร้าง อาร์เรย์ของเซ็นเซอร์เพื่อแสดงให้เห็นว่าระบบสามารถดำเนินการแปลแหล่งที่มาที่จำเป็นสำหรับการศึกษา
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
