Integrierte Quantenmagnetometer für die Detektion schneller biomagnetischer Signale (qBioS)


 

Überblick

In diesem Teilprojekt sind wir am BMTI daran interessiert, die Leistung eines neuartigen Quantenmagnetometers, auch bekannt als optisch gepumptes Magnetometer (OPM), an einem realistischen, standardisierten Kopfphantom und mittels In-vivo-Messungen zu bewerten und zu validieren. Bisherige realistische Kopfphantome sind immer von der Kopfgeometrie eines einzelnen Probanden abgeleitet. Daher soll ein Standardisierungsverfahren für Kopfphantome erforscht und ein neues standardisiertes, realistisch geformtes, physikalisches Kopfphantom etabliert werden. Das standardisierte Kopfphantom kann in vielen anderen Anwendungsszenarien eingesetzt werden, z.B. zur Analyse von Stimulationsparadigmen der transkraniellen Strom- oder Magnetstimulation, für die elektrische Impedanztomographie, zur Verifizierung und Validierung von Quellenrekonstruktionsmethoden oder zum Testen neuer EEG-Kappen und deren Elektroden. Die 3D-Daten des Kopfphantoms sind auch anpassbar, so dass anatomische pathologische Szenarien getestet werden können. Das standardisierte Kopfphantom und das Auswerteverfahren haben somit das Potenzial, sich als neuer Goldstandard in der neurotechnologischen Forschung zu etablieren. Der Standardisierungs- und Herstellungsprozess ist auf die Erstellung anderer Phantome übertragbar und damit insofern universell einsetzbar.

Die Leistung des OPMs wird durch den Vergleich von Messungen mit OPMs, trockenen EEG-Elektroden und supraleitenden Quanteninterferenzgeräten (SQUID) am standardisierten Kopfphantom und unter Laborbedingungen an Probanden bewertet. Messungen an standardisierten Kopfphantomen ermöglichen die kontrollierte Bewertung der neuen Sensoren sowie die Bestimmung von Unsicherheiten.

Kooperationspartner

Förderung

Das vom Freistaat Thüringen geförderte Vorhaben wurde durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und von REACT-EU kofinanziert.