東工大と東大、ラットの心臓鼓動が作る磁場をミリメートルスケールで可視化することに成功

発表日:2022年08月23日

ダイヤモンド量子イメージング、心臓が作る磁場をミリメートルスケールで可視化

〜心疾患の発生機構解明に向けた新たなツール〜

【要点】

○ラットの心臓鼓動が作る磁場を、ミリメートルスケールで可視化することに成功

○ミリメートルスケールという高い分解能は、小型ヘッドに搭載したダイヤモンド量子センサを、心臓表面から1ミリメートルの距離で走査しながら磁場を測定することで実現

○本技術は、不整頻脈等の心疾患の発生・成長の機構を解明するための強力なツールとなることが期待

【概要】

東京工業大学 工学院 電気電子系の荒井慧悟准教授、西谷大祐大学院生（博士後期課程）、岩崎孝之准教授、波多野睦子教授、東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻の桑波田晃弘特任助教（現 東北大学 准教授）および関野正樹教授らの文部科学省光・量子飛躍フラッグシッププロジェクト（Q-LEAP）のグループは、ダイヤモンド中の窒素−空孔（NV）センタ（用語1）による量子センサ（用語2）を用いて、ラットの心磁（用語3）をミリメートルスケールの空間分解能で可視化することに成功した。

心磁イメージングに使われる既存センサは、その動作に極低温などの極限環境が必要、またはセンサ自体が大きいために心臓の表面近くの測定が困難であり、その空間分解能はセンチメートルスケールに留まっていた。本研究では、室温で動作可能かつ小型化が容易という利点を持つダイヤモンド量子センサを用いて、心臓表面から1ミリメートルという近距離での心磁イメージングを実現し、ミリメートルスケールの空間分解能を得ることに成功した。この高い空間分解能は、ミリメートルスケールで発生・成長する不整頻脈等の原因を解明するために、有益なツールとなり得ることを示した。ダイヤモンド量子センサ技術は、将来的には、脳や筋肉の活動が作る磁場の可視化にも転用でき、生体磁場計測に基づいた医療分野で新たな「目」となる可能性がある。

本成果は、科学誌「Communications Physics」に8月23日にオンライン掲載される。

※以下は添付リリースを参照

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添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/638607/01_202208221527.pdf