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室温で動作するMTJ生体磁場センサの高出力化に成功-東北大

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2017年05月24日 PM12:00

心臓や脳のチェックを安価にできる環境目指す

東北大学は5月22日、室温で動作する、高感度かつ高分解能の強磁性トンネル接合()生体磁場センサの高出力化に成功したと発表した。この研究は、同大大学院工学研究科応用物理学専攻の安藤康夫教授のグループによるもの。研究の成果は、「Biomagnetic Sendai 2017」の本会議およびサテライトミーティングにおいて論文発表された。


画像はリリースより

現状、心臓や脳の精密検査には高額な診察料が必要であり、検査ができる施設も限られている。ほかにも、従来の超伝導センサを用いた計測方法では、頭皮に接触させて計測できない、長時間の頭部の固定が必要であるなどの問題があった。今回の研究開発は、誰もが気軽に自分の心臓、脳を日頃からチェックできる環境を作り、健やかな高齢化社会の実現を目指すものとして始められた。

低ノイズアンプとの組み合わせで約15倍の感度向上を期待

研究グループは、強磁性トンネル接合素子を利用した室温動作が可能なセンサを開発。高出力が期待できる新材料および新素子構造の適用により、従来素子の1,500倍の出力を得られることができた。さらに、これまでに開発を終えている低ノイズアンプとこの素子を組み合わせることで約15倍の感度向上が期待できるという。室温で動作するデバイスで、このような高感度を達成したのは世界初のことだという。さらに、これらの技術を用いて、小型の磁気共鳴画像診断法()測定が可能な技術を確立。心臓および脳からの生体磁場信号と、MRIイメージングとの同時測定が現実的なものとなった。

今回の研究開発による飛躍的なセンサ感度の上昇によって、心磁図をリアルタイムで計測可能になり、室温心磁計への応用の動きが急激に加速することが期待される。また、MRI像との同時計測が可能な MTJ心磁計の実現によって、、狭心症、心筋梗塞部位の診断精度が格段に向上し、安全に術前評価が可能となるとしている。また、心筋梗塞リスクを有する年代に対し、従来に比べて圧倒的に安価な健康診断への応用が期待される、と研究グループは述べている。

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