Высокочувствительный квантовый датчик магнитного поля для систем бимодального структурно-функционального нейрокартирования, объединяющих методы магнитно-резонансной томографии и магнитоэнцефалографии

Проект направлен на решение методами оптической квантовой магнитометрии при использовании вычислительной нейробиологии и нейромоделирования актуальной задачи медицинской диагностики, а именно - создания комплексных систем бимодального структурно-функционального нейрокартирования, объединяющих активно разрабатываемые в настоящее время методы магнитно-резонансной томографии (МРТ) сверх-слабого поля (ССП) и магнитоэнцефалографии (МЭГ). В рамках данного проекта будет разработан и экспериментально апробирован комплексный оптический датчик модуля и компонент вектора магнитного поля для МРТ ССП/МЭГ систем, обеспечивающий как измерение сигналов МЭГ в диапазоне постоянных полей от сотен нТл до десятков мкТл, так и регистрацию сигнала магнитного резонанса МРТ ССП в магнитных полях до сотен мкТл. В отличие от используемых в настоящее время в МРТ ССП и МЭГ сверхпроводящих квантовых интероферометрических датчиков (СКВИД), оптический датчик без потери работоспособности сможет подвергаться воздействию пре-поляризационных импульсных полей МРТ ССП до единиц Тл. Ожидаемая чувствительность датчика - на уровне единиц фТл; требования к параметрам датчика, включая его позиционирование в массиве сенсоров, будут уточнены методами нейромоделирования. Использование оптических датчиков в МРТ ССП системах структурного картирования позволит преодолеть ограничения на величину магнитного поля и его вариаций, свойственные СКВИД, а в перспективе - решить задачу объединения систем МРТ ССП и МЭГ при максимально эффективном детектировании сигнала массивом оптических сенсоров, исключить систематические ошибки локализации нейронных источников, и тем самым обеспечить принципиально новый уровень нейродиагностики. Исключение из диагностической системы МРТ/МЭГ датчиков СКВИД многократно сократит стоимость системы и ее обслуживания и повысит пространственное разрешение за счет использования адаптивных конфигураций массива сенсоров.