当前位置: 首页 >留学新闻>脑部成像的量子技术跨越式进展

脑部成像的量子技术跨越式进展

2024-11-27 12:21:32 3000

一家新的分拆公司标志着脑部成像的飞跃。一种新型可穿戴的脑部扫描仪,设计让人们在被扫描时可以自由行动,距离在医院中使用又进了一步,因为一项新伙伴关系的启动。诺丁汉大学与肯特公司磁场护罩有限公司(MSL)合作成立了一家新的分拆公司Cerca Magnetics Limited(Cerca),将世界上最先进的功能性脑部扫描仪推向市场。 Cerca扫描仪将为脑功能提供前所未有的窗口,并给与像癫痫这样的严重神经疾病患者新希望。.在彼得曼斯菲尔德成像中心和物理和天文学院的研究人员过去5年来与伦敦大学学院的神经科学家合作开发了可穿戴脑部扫描技术。他们的研究由英国量子技术计划、创新英国和威康信托资助,已经证明了即使正在进行扫描的人在移动时也能以毫米精度创建脑部影像。这为婴儿和儿童成像提供了新的可能性。.这种新型可穿戴扫描仪基于一种称为脑磁图(MEG)的技术,通过测量大脑细胞内电流流产生的微弱磁场来获得测量。对这些磁场的数学重建产生显示脑活动时刻变化的影像。这些独特的图像可以告诉我们,当进行某个脑力任务时,我们的脑部如何作出响应,更重要的是,神经学或心理健康问题的发生是如何开始的。.尽管存在其他MEG扫描仪,但Cerca系统是独一无二的,因为它是唯一一种“可穿戴”的MEG系统,允许患者在扫描过程中自由移动。它还可适应不同头部大小,使得对成年人或婴儿进行扫描成为可能。与现有最佳系统相比,它具有更高的灵敏度和空间特异性,并且所有这些可以以更低的成本实现。.诺丁汉大学科学家、Cerca首席技术官埃琳娜·博托博士表示:“五年前,我们从信封的背面开始用几个方程式和几行计算机代码来模拟一个系统。看到这个系统已经发展成一个可商业化的成像系统,而且能超越目前任何其他可用的系统,这令人难以置信。我们的系统有很多优点,但对我来说最大的优点是可以对婴儿和儿童进行扫描。神经疾病,如癫痫,常常在幼童身上发作,这一新系统将为医疗专业人士提供他们在治疗规划中可以使用的新信息。”知识产权所有者和真正的伙伴关系.因为大脑产生的磁场非常微弱,扫描仪需要位于一个良好控制的磁场环境中。MSL是磁场屏蔽领域的世界领导者,并且他们已经与诺丁汉大学科学家合作开发了磁屏蔽间,可以将扫描仪(和其他对磁场敏感的设备)安装其中。新的伙伴关系进一步扩展了这一合作,Cerca将销售完整的集成脑成像系统。.Cerca首席执行官戴维·沃尔格尔表示:“商业机会极其激动人心。在诺丁汉开发的系统令人惊叹,但其真正的影响只有在技术能够全球推广的情况下才能实现。Cerca已经与一些世界顶尖的研究实验室合作,为在现场部署我们的第一代系统做准备。我们希望并相信,3-5年内,这项技术将在医院中变得司空见惯。”量子技术.传统MEG扫描仪基于必须被冷却至-269摄氏度才能运作的磁场探测器。因此它们非常庞大和笨重;需要绝热保温意味着很难让‘超冷’传感器靠近头部(降低灵敏度和空间精度),由于传感器必须是静止的,系统也无法适应不同的头部形状和大小,患者必须保持静止很长时间。这些系统也非常昂贵。.新系统基于最近开发的“量子”传感器,利用原子的基本属性来感知局部磁场。这种新传感器称为光泵磁计或OPM,它们不需要低温冷却。它们也非常小巧轻便(大小与乐高砖块相似)。这意味着它们可以安装在患者佩戴的头盔中。头盔可以适应任何头部形状或大小,而且它既轻巧且随着头部移动,对运动不敏感。此外,由于头皮和传感器之间不需要绝热间隙,传感器可以靠近头部,因此捕捉到更高幅度信号,因此获得更好的数据。.负责MEG研究的马特·布鲁克斯教授说:“量子技术与新型磁屏蔽的结合提供了完全独特的东西-一种可穿戴的脑部扫描仪,打破了这种类型传统成像系统的限制。Cerca系统将为神经科学实验提供装备极为先进的设备。更重要的是,它将启用一种新的方式来研究众多的脑部健康状况。了解人类大脑和影响它的众多严重和令人痛苦的疾病是21世纪科学面临的最大挑战之一。这项新技术将为科学家和临床医生从这个挑战出发提供一个平台。” CERCA的创立得到了诺丁汉科技风险投资的支持,该公司获得了诺丁汉大学和MSL的初创资金。这项基础研究是由英国工程和物理科学研究委员会通过量子技术感测和计时器技术中心资助的,是英国10亿英镑国家量子技术计划的一部分。研究还得到创新英国的资助,以及威康信托合作科学奖金,联合授予诺丁汉大学和伦敦大学学院的合作伙伴。 版权归属:”.新的分拆公司标志着脑部成像的飞跃

一种新型便携脑部扫描仪的推出,旨在允许人们在被扫描时自由移动,这让它离进入医院使用更近了一步。

诺丁汉大学与位于肯特的磁场屏蔽有限公司(MSL)合作成立了一家新的分拆公司Cerca Magnetics有限公司(Cerca),将世界上最先进的脑部功能扫描仪引入市场。Cerca扫描仪将为我们提供一个前所未有的窗口,观察大脑功能,并为患有癫痫等严重神经疾病的人带来新的希望。

诺丁汉大学彼得曼斯菲尔德成像中心和物理和天文学院的研究人员已经与伦敦大学学院的神经科学家合作,共同研发了这种便携脑部扫描仪的技术,为期5年。他们的研究得到了英国量子技术计划、Innovate UK和威尔康基金会的资助,证明了即使被扫描者在移动时也能以毫米级精度创建大脑图像的能力。这为婴儿和儿童的成像开辟了新的可能性。

这款新的便携扫描仪基于一种称为脑磁图的技术,其中测量了大脑细胞中产生的电流流动产生的微小磁场。对这些磁场的数学重建生成了显示大脑活动瞬时变化的图像。这些独特的图像可以告诉我们,当我们执行认知任务时,大脑如何做出反应,更重要的是,在神经或心理健康问题出现时,事情如何开始出现问题。

虽然存在其他MEG扫描仪,但Cerca系统是独一无二的,因为它是唯一的“便携式”MEG系统,允许患者在扫描过程中自由移动。它还独特地适应不同的头部大小,可以使用同一个系统扫描成人或婴儿。与现有最佳系统相比,它具有更高的灵敏度和空间特异性,并且可以以更低的成本实现所有这些。

诺丁汉大学科学家、Cerca首席技术官Elena Boto博士表示:“5年前,我们从信封背面写下了几个方程式,编写了几行计算机代码来模拟系统。看到这一切发展成一个能被商业化的成像系统,可以超越现有任何可用的系统,这令人难以置信。我们的系统有许多优势,但对我来说,最大的优势是可以扫描婴儿和儿童。神经疾病,比如癫痫,通常会在年幼儿童中发生,这套新系统将为医疗专业人员提供新信息,以用于治疗规划。”

这款便携式扫描仪与传统MEG扫描仪不同,传统MEG扫描仪基于必须降至零下269摄氏度才能运行的磁场探测器。因此,它们非常庞大笨重;需要保温绝缘意味着很难让“超冷却”传感器靠近头部(降低灵敏度和空间精度),并且由于传感器必须是静态的,所以系统无法适应不同的头部形状和大小,患者必须保持长时间静止。这些系统还非常昂贵。

新系统基于最近开发的“量子”传感器,利用了原子的基本性质来感知局部磁场。这种新传感器被称为光泵磁力计或OPM,不需要冷却到极低温。它们也非常小巧轻便(大小类似于乐高积木)。这意味着它们可以安装在患者戴的头盔中。头盔可以适应任何头形或大小,因为它轻便且随着头部运动,对运动完全不敏感。此外,由于头皮和传感器之间不需要隔热间隙,传感器可以更靠近头部,捕捉更高幅度的信号,从而获得更好的数据。

诺丁汉大学的MEG研究负责人Matt Brookes教授说:“量子技术和新型磁场屏蔽的结合带来了完全独一无二的东西——一种能够扫描大脑的便携式扫描仪,打破了传统这类成像系统的限制。Cerca系统将为神经科学实验提供极为先进的设备。更重要的是,它将开启一种新的方式来研究各种神经健康条件。了解人类大脑及其影响的许多严重和令人痛心的疾病是21世纪科学面临的最大挑战之一。这项新技术将为科学家和临床医师开始应对这一挑战提供一个平台。”

院校推荐
奥本大学
奥本大学
所在国家:美国
院校性质:公立
加州大学伯克利分校
加州大学伯克利分校
所在国家:美国
院校性质:公立
伦敦艺术大学
伦敦艺术大学
所在国家:英国
院校性质:公立
南安普顿索伦特大学
南安普顿索伦特大学
所在国家:英国
院校性质:公立
阿尔伯塔艺术设计学院
阿尔伯塔艺术设计学院
所在国家:加拿大
院校性质:公立
麻省艺术学院
麻省艺术学院
所在国家:美国
院校性质:公立
莱切国立美术学院
莱切国立美术学院
所在国家:意大利
院校性质:公立
乌尔比诺美术学院
乌尔比诺美术学院
所在国家:意大利
院校性质:公立
欧洲设计学院
欧洲设计学院
所在国家:意大利
院校性质:私立
神奈川大学
神奈川大学
所在国家:日本
院校性质:私立

Copyright © 2023 All Rights Reserved 版权所有 晨晟留学网

京ICP备19059139号-2