شماره ركورد كنفرانس :
5332
عنوان مقاله :
بهبود دقت اندازه‌گيري ميدان‌هاي بيومغناطيسي قلب با استفاده از گراديومترهاي اتمي
عنوان به زبان ديگر :
Improving the Accuracy of Heart Biomagnetic Fields Measurement Using Atomic Gradiometers
پديدآورندگان :
سديان رضا r.sedeyan@mail.sbu.ac.ir پژوهشكده ليزر و پلاسما، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران، ايران , رنجبران مليحه m.ranjbaran@iauctb.ac.ir گروه فيزيك، واحد تهران مركزي، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران , زماني امين aminzamani.org@gmail.com پژوهشكده ليزر و پلاسما، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران، ايران , طهرانچي محمد مهدي Teranchi@sbu.ac.ir گروه فيزيك و پژوهشكده ليزر و پلاسما، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران، ايران , خلخالي سيد محمدحسين m_khalkhali@khu.ac.ir گروه فيزيك، دانشگاه خوارزمي، تهران، ايران , حميدي سيده مهري m_hamidi@sbu.ac.ir پژوهشكده ليزر و پلاسما، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران، ايران
كليدواژه :
آشكارسازي شكافتگي زيمان , بيومغناطيس , گراديومتر , مگنتومتر اتمي , نوفه
عنوان كنفرانس :
اولين رويداد و همايش ملي علوم و فناوري هاي همگرا و فناوري هاي كوانتومي
چكيده فارسي :
ميدان مغناطيسي ناشي از فعاليت قلب، داده‌هاي با ارزشي در راستاي تشخيص و درمان بيماري‌هاي قلبي و نارسايي‌هاي آن ارائه مي‌دهند. مگنتومترهاي اتمي با توجه به حساسيت قابل مقايسه با دستگاه‌هاي تداخل كوانتومي ابررسانا، هزينه ساخت كمتر و عدم نياز به دماهاي پايين، بهترين انتخاب به منظور اندازه‌گيري ميدان‌هاي بيومغناطيس محسوب مي‌شوند.مگنتومترهاي اتمي، ميدان مغناطيسي ناشي از فعاليت قلب را بر اساس آشكارسازي ميزان شكافتگي انرژي زيمان و از طريق ثبت ميزان تغييرات شدت نور ليزر هنگام عبور از سلول بخار فلز قليايي اندازه‌گيري مي‌كنند. به منظور بهبود حساسيت اندازه گيري، در اين مطالعه، طرح يك گراديومتر متشكل از دو مگنتومتر اتمي براي حدف نوفه هاي‌مغناطيسي محيطي ارائه شده است. در ساختار اين گراديومتر با استفاده از روش تفاضلي، نوفه‌هاي همگن و يكسان موجود در دو كانال آن، حذف مي‌شوند. بنابراين اين گراديومتر قادر به تشخيص ميدان توليد شده از قلب قورباغه با حساسيت (860 fT)⁄√Hz در فضاي بدون حفاظ مغناطيسي و در حضور ميدان زمين است. اين گراديومتر قابليت گسترش در چند كانال به منظور ثبت نقشه ميدان مغناطيسي قلب انسان را دارا است.
چكيده لاتين :
The measurement of the magnetic field generated by heart activity is crucial for the diagnosis and treatment of heart diseases and failures. Atomic magnetometers are an excellent choice for detecting biomagnetic fields due to their comparable sensitivity to superconducting quantum interference devices, lower manufacturing costs, and lack of requirement for low temperatures. These magnetometers detect the magnetic field resulting from heart activity by measuring the Zeeman energy splitting and changes in laser light intensity as it passes through an alkali metal vapor cell. To improve the sensitivity of the measurements, this study presents a gradiometer design that utilizes two atomic magnetometers to eliminate environmental magnetic noise. By using a derivative technique, the homogeneous noises in both magnetometer channels are effectively eliminated. The gradiometer is capable of detecting the magnetic field produced by a frog s heart with a sensitivity of 860 fT/√Hz even without magnetic shielding and in the presence of the Earth s field. This gradiometer design can be expanded to include multiple channels for mapping the heart s magnetic field.
