2017年11月24日

脳磁場を簡便に低コストで計測する高感度センサを開発 ~心磁場測定の高速化も同時に実現 - 革新的な医用計測技術~

 東北大学大学院工学研究科応用物理学専攻の安藤康夫教授のグループは、同大学院医学系研究科の中里信和教授のグループおよびコニカミノルタ株式会社のグループとの共同研究で、室温で簡便に動作する、高感度かつ高分解能のトンネル磁気抵抗(TMR)素子生体磁気センサ(以下、TMR磁気センサ)を開発し、脳活動の一つであるα波の検出に成功しました。液体ヘリウムを使用しない室温で簡便に動作可能な素子で脳磁信号を検出したのは世界で初めてのことです。脳磁は脳波と比較して脳活動の情報を遙かに多く提供するため、簡便に室温で脳磁測定が可能になったことで、診療からヘルスケアに至るまで、幅広く脳磁測定技術が普及すると考えられます。
 また、心磁場の検出に関しては信号を積算することなく、リアルタイムで波形を観測することに成功しました。これまでは液体ヘリウムを使用するSQUID素子を用いた装置でしか測定できず、診療所レベルへの普及に対し、大きな妨げとなっていました。室温で簡便に測定でき、かつ安価に提供できる、本トンネル磁気抵抗素子を用いた心磁のリアルタイム測定により、虚血性心疾患や不整脈等の心疾患の診断に応用されれば、その診断精度が大幅に向上することが期待されます。
 さらには、特殊なシールドルームが不要でかつ被験者が動きながらの測定も原理的には可能であるため、リラックスした環境で、脳や心臓をモニタできます。将来的には、ウェアラブルな素子で、運動時や車載などの環境においても、被験者が無意識のうちに測定が可能になると考えられます。ウェアラブル化により、TMR磁気センサの応用範囲は格段に広がることが期待され、計測医療分野に大きな変革をもたらすと考えられます。
 本研究の成果は、平成29年11月27日に、公益社団法人日本磁気学会第5回岩崎コンファレンス「社会基盤の向上につながる磁気センサとその活用」において基調講演として発表されます。

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