Neue Veröffentlichung zum Design von Magnetfeldkompensationsspulen für die Magnetoenzephalographie


Derzeit erreichen optisch gepumpte Magnetometer (OPM) eine Empfindlichkeit, die mit der herkömmlicher Magnetoenzephalographie (MEG)-Sensoren vergleichbar ist. Die beiden Hauptvorteile von OPMs im Vergleich zu herkömmlichen MEG-Sensoren sind, dass OPMs näher zum Gehirn platziert werden können und dass OPMs am Kopf der Teilnehmer angebracht werden können. Die für die MEG verwendeten OPMs können jedoch nur in einer Umgebung mit einem absoluten Magnetfeld von nahezu Null arbeiten. Kleine Kopfbewegungen im Restmagnetfeld innerhalb eines magnetisch abgeschirmten Raums (MSR) können die OPMs bereits außer Betrieb setzen. Wir haben ein Spulendesign für die Kompensation des Restfelds in einem MSR entwickelt. In unserem Entwurf sind die Spulendrähte in Holzplatten an 5 Seiten eines Würfels mit einer Seitenlänge von 2 m angebracht. Unsere Spulen sind für den Betrieb in einem MSR optimiert und Abschirmungseffekte auf die Magnetfelder werden bei der Spulenoptimierung berücksichtigt. Im Vergleich zu früher gebauten bi-planaren Kompensationsspulen sind die in diesem Bericht vorgeschlagenen Spulen in ihrer Geometrie komplexer und erreichen kleinere Fehler für simulierte Kompensationsfelder. Die vorgeschlagenen Spulen werden in zukünftigen MEG-Experimenten größere Kopfbewegungen oder geringere Bewegungsartefakte im Vergleich zu bestehenden Spulen ermöglichen.

Kutschka, H., Doeller, C.F., Haueisen, J. et al.:

Magnetic field compensation coil design for magnetoencephalography. Sci Rep 11, 22650 (2021)

https://doi.org/10.1038/s41598-021-01894-z

Kontakt: Dr. Hermann Kutschka

(a) 3D-Ansicht der Drahtverläufe, die so optimiert wurden, dass sie ein homogenes Feld in z-Richtung und kein Feld in x- und y-Richtung erzeugen. In (b) ist eine 2D-Netzdarstellung der entsprechenden Spule abgebildet. Die Drahtverbindungen zwischen den Stromfunktionskonturen sind nicht abgebildet.