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MEG Quellen-Lokalisation mit Hochtemperatur SQUIDs

MEG-Systeme erfassen die extrem kleinen vom Gehirn erzeugten Magnetfelder. Heutzutage arbeiten fast alle MEG-Systeme noch mit Tieftemperatur SQUIDs (LTc), die eine Kühlung mit flüssigem Helium erfordern. Die Tieftemperatur-Technik ist inzwischen zwar weit entwickelt, die Notwendigkeit von flüssigem Helium wirft dennoch einige Probleme auf: Helium-Transfers erfordern spezielle Ausrüstung und Vorsichtsmaßnahmen, flüssiges Helium ist sehr teuer, und die in der Natur vorkommenden Vorräte an Helium sind begrenzt.

Obwohl Hochtemperatur-SQUIDs (HTc), die bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff arbeiten, seit mehr als 20 Jahren zur Verfügung stehen, war das Eigenrauschen dieser Sensoren für lange Zeit zu hoch, um die vom menschlichen Gehirn erzeugten Magnetfelder messen zu können. Durch kürzlich erzielte Verbesserungen in der Sensor-Technologie konnte das Eigenrauschen von Hochtemperatur-SQUIDs erheblich reduziert werden, so dass es nun möglich scheint, magnetische Gehirnsignale damit zu messen [1].

Unsere ersten Testmessungen ergaben, dass der Nachweis evozierter Gehirnsignale mit Hochtemperatur-SQUIDs möglich ist [2]. In einem nächsten Schritt haben wir versucht, die Quellen von auditorisch evozierten Feldern zu lokalisieren. Die Ergebnisse haben wir verglichen mit den Daten, die mit einem kommerziellen 248-Kanal-Ganzkopfsystem gemessen wurden, das mit Tieftemperatur-SQUIDs arbeitet. Die Messungen erfolgten mit beiden Systemen in derselben magnetisch abgeschirmten Kabine. Ebenso wurden die gleichen Parameter für die Stimulation verwendet (auditorisch, 1000 Hz Töne, 50 msec, ca 300 Epochen). Die Bilder zeigen die Ergebnisse der Messungen mit dem 248-Kanal-Tieftemperatur-System (blau) sowie die Überlagerung von 16 Einzelmessungen mit dem Hochtemperatur-Sensor (rot). Die blaue und rote Markierung in dem MR-Bild zeigen die Lokalisations-Ergebnisse für beide Systeme.

HTc



[1] M. I. Faley, U. Poppe, R. E. D. Borkowski, M. Schiek, F. Boers, H. Chocholacs, J. Dammers, E. Eich, N. J. Shah, A. B. Ermakov, V. Y. Slobodchikov, Y. V. Maslennikov, and V. P. Koshelets, Magnetoencephalography using a Multilayer hightc DC SQUID Magnetometer, Phys. Procedia, vol. 36, no. 0, pp. 66-71, Jan. 2012.

[2] M. I. Faley, U. Poppe, R. E. Dunin-Borkowski, M. Schiek, F. Boers, H. Chocholacs, J. Dammers, E. Eich, N. J. Shah, A. B. Ermakov, V. Y. Slobodchikov, Y. V. Maslennikov, and V. P. Koshelets, High-Tc DC SQUIDs for Magnetoencephalography, IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 23, no. 3, pp. 1600705-1600705, Jun. 2013.