アクティブシールドを備えた軽量磁気シールドルーム

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13561 (2022) この記事を引用

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15 オルトメトリック

メトリクスの詳細

磁気シールドルーム (MSR) は、MuMetal などの複数の材料層を使用して、脳磁図 (MEG) などの高精度磁場測定を妨げる外部磁場を遮蔽します。光ポンピング磁力計 (OPM) により、高い時空間分解能を備えた動作耐性のある機能的脳イメージングシステムを提供できる可能性のあるウェアラブル MEG システムの開発が可能になりました。大きな期待にもかかわらず、OPM には厳しい磁気シールド要件が課せられ、± 5 nT のダイナミックレンジ内でゼロ磁場共鳴付近で動作します。したがって、OPM-MEG 用に開発された MSR は、外部ソースを効果的にシールドし、エンクロージャ内に低い残留磁場を提供する必要があります。 OPM-MEG 用に最適化された既存の MSR は高価で重く、設置が困難です。電磁コイルは、MSR 内の残留磁場をさらにキャンセルするために使用され、OPM-MEG 中の参加者の移動を可能にしますが、現在のコイルシステムは設計が難しく、MSR 内のスペースを占有するため、参加者の移動が制限され、患者のエクスペリエンスに悪影響を及ぼします。ここでは、これらの障壁に対処するために重要な一歩を踏み出した、軽量 MSR 設計 (標準的な OPM に最適化された MSR と比較して、重量が 30% 削減され、外形寸法が 40 ～ 60% 削減) を紹介します。また、MSR の壁に直接配置された一連の単純な長方形のコイルを特徴とする「ウィンドウコイル」アクティブシールドシステムも設計しました。 MSR 内の残留磁場とコイルによって生成される磁場をマッピングすることにより、最適なコイル電流を特定し、中央立方メートルにわたる残留磁場をちょうど |B|= 670 ± 160 pT までキャンセルすることができます。これらの進歩により、OPM-MEG の広範な展開に不可欠な MSR のコスト、設置時間、設置場所の制限が軽減されます。

外部源からの妨害が最小限に抑えられた磁気シールドルーム (MSR) などの低磁場環境は、基礎粒子の電気双極子モーメントの探索 1 や脳磁気記録法 (MEG) 2 などの生体磁気記録を含む精密な実験に必要です。 MEG は、神経電流によって生成される磁場を測定する非侵襲的な脳機能イメージング技術です 3。これらの測定フィールドに逆モデリングを適用して、優れた空間 (~ 3 mm) および時間 (~ 1 ms) 分解能 2,4 で根底にあるニューロン活動を再構築し、人間の脳の機能に対するユニークで非侵襲的な窓を提供します 5。ただし、神経磁場は頭皮ではフェムトテスラ (fT) のオーダーで 100 秒であるため、干渉源によって簡単にマスクされます。したがって、MSR は MEG システムの重要なコンポーネントです2。

最先端の MEG スキャナーは、超伝導量子干渉デバイス (SQUID) の固定アレイを使用します。これらのセンサーは液体ヘリウム温度まで冷却する必要があるため、SQUID-MEG MSR の形状は、シールド内に極低温デュワーを配置するという要件によって大きく左右されます。しかし、量子技術の最近の発展により、光ポンピング磁力計 (OPM) に基づく MEG システムが誕生しました 6、7、8。市販の OPM (QuSpin Inc. (米国コロラド州ルイビル) や FieldLine Inc. (米国コロラド州ボルダー) が提供するものなど) は、アルカリ金属の量子特性を利用する小型の統合型磁場センサーです9,10。これらのセンサーはウェアラブルヘルメットに取り付けることができ、これにより参加者は MEG 研究中に移動できるようになります 11。 MEG 信号 (1 ～ 100 Hz の範囲の対象信号、15 fT/√Hz 未満の感度が必要) の測定に必要な感度レベルを達成するには、OPM は ± の狭いダイナミックレンジ内でゼロ磁場共鳴付近で動作します。 5 nT12、帯域幅は 0 ～ 130 Hz。したがって、OPM-MEG の MSR は、磁場の大きさが 1 nT 未満で磁場の勾配が 1 nT/m 未満の環境を提供しながら、この周波数範囲内の発生源からの磁気干渉を選別する必要があります。このパフォーマンスは、参加者の予想される範囲の動作中に頭部とセンサーアレイの両方を含めるのに十分な大きさの体積にわたって必要とされます。そのため、場内のあらゆる変化 (外部ソースによって引き起こされるか、参加者中にセンサーの回転/移動によって引き起こされるかのいずれかによって)動き) は、ダイナミックレンジ外の OPM を送信しません。

SQUID-MEG とは対照的に、ウェアラブル OPM-MEG は、幅広い MSR の形状とサイズを使用して実行できます。固定された立方体シールドと同様に、スペースが限られている場合には、簡単に再配置できる円筒形シールドが使用されてきました（ただし、そのような設計では参加者の動きがほとんど妨げられます）7。 OPM-MEG の可能性を最大限に発揮し、広範な展開を可能にするには、コスト、重量、快適性、シールドの構造上の影響などの主要な懸念事項に対処しながら、OPM の動作に必要な磁気環境を提供するように MSR を最適化する必要があります。

磁場の受動的シールドは、実験を高透磁率の材料の複数の層内に閉じ込めることによって実現されます。一般的に使用される材料は MuMetal です。これは非常に高い透磁率を備えたニッケル鉄合金です (\(\mu_{r}\) は、材料粒子を拡大するための熱処理後に 200,000 を超える可能性があります)。磁束分流機構は、磁束線を MuMetal に迂回させることによって低周波 (DC ～ 10 Hz) 磁場をシールドし、そこで磁束はシールド領域の周囲で MuMetal をたどり、エンクロージャの反対側に出ます13。高周波（10 Hz ～ MHz）の磁場を遮蔽するために、導電率の高い材料（銅やアルミニウムなど）も使用されます。材料内の渦電流は、印加された磁場を偏向させる磁場を誘導します13。 OPM-MEG 用に最適化された現在市販されているシールドルームは、4 層の MuMetal と 1 層の銅を採用しています。結果として、これらの MSR は重く (10 トン以上)、厳しい設置要件と大規模な建設工事が必要になります。このことは、製造と設置に長い時間がかかることと相まって、MSR 設計におけるさらなる革新が非常に望ましいものとなっています。

外部ソースを遮蔽する場合、高いシールド係数 (シールドありとなしで測定した干渉ソースの磁界強度の比) を達成できますが、MuMetal の強磁性の性質により、MSR には約 10 の残留磁界が存在することがよくあります。 –30 nT14。消磁コイルを MSR の MuMetal 壁に組み込んで残留磁場を減らすことができるため、減衰する正弦波電流がこれらのコイルに印加されると、金属はその \(B {-} H\) 曲線に沿って次の点に向かって駆動されます。ゼロ磁化15、16。その後、残留磁場は、材料の選択 (層の厚さ、層の間隔、材料の透磁率など) および工学上の欠陥 (アクセスホール、ドア、MuMetal パネル間の接合部など) に依存するレベルまで低減されます。通常、約 2 ～ 5 nT の電界強度が達成されます 17。

残留磁場をさらに補償する（そして OPM-MEG での参加者の移動を可能にする）ために、電磁コイルを使用して残留磁場と大きさは等しいが方向が反対の磁場を生成するアクティブ磁気シールドが採用されています。 3 軸ヘルムホルツコイルまたは同様のシステムを使用すると、既知の磁場をあらゆる方向に生成し、残留磁場と磁場勾配を補償できます 8 が、これらの設計は参加者を不快な環境に閉じ込めるため、人間の被験者に使用するのには不向きです。。私たちの以前の研究では、二平面の「フィンガープリント」コイルを使用した、最初のモーショントレラント OPM-MEG 研究を実証しました。これらのコイルは、コイル巻線を 2 つの大きな平面 (1.5 m 離れた 1.6 × 1.6 m2 の正方形の平面) に制限する MRI 傾斜磁場コイル設計手法を使用して製造されます。これらは参加者のどちらかの側に配置できるため、簡単にアクセスできます18。このようなシステムは MSR 内のスペースを占有し、磁界のキャンセルはコイル面間のスペースの中心の小さな体積 (0.4 × 0.4 × 0.4 m3) に限定されます。さらに、これらのシステムのコイルは通常、所望の体積にわたって明確に均質で均一な磁場または磁場勾配を生成するように設計されていますが、生成された磁場は MSR の MuMetal 壁と相互作用し、単位電流あたりの予想磁場強度の変化につながり、磁場の空間変動の歪みにより、相互作用が設計段階で考慮されていない場合、正確なキャンセルが困難になります19、20、21。もちろん、コイルの配線経路を MSR の壁に近づけて内部の利用可能なスペースを最大化することが望ましいですが、これにより MuMetal との相互作用の強度が高まります。

ここでは、内部寸法 2.4 × 2.4 × 2.4 m3 のパッシブおよびアクティブ磁気シールドされた部屋の設計、構造、操作、および性能について説明します。これにより、上で概説した課題の克服に向けて重要な一歩を踏み出すことができます。軽量 MSR は、2 層の MuMetal と 1 層の銅で形成されており、以前の設計と比較して層間隔が狭くなっています。消磁コイルは MuMetal 層に組み込まれています。より軽量な MSR のシールド効率を向上させるために、一連の 27 個の長方形コイルを特徴とする新しいマルチコイルアクティブシールドシステム「ウィンドウコイル」を開発しました。コイルの寸法と位置は、MSR の MuMetal 壁との相互作用を考慮して最適化され、構築されたコイルは MSR の壁に直接配置されて、MSR 内の利用可能なスペースを最大化し、MEG 実験の参加者のエクスペリエンスを大幅に向上させました。各コイルによって生成される磁場の強度と空間的変化をマッピングし、さらに残留磁場もマッピングすることにより、適切なコイル電流が特定され、27 個のコイルすべてからの磁場パターンの重ね合わせが生成され、広い範囲にわたって残留磁場が相殺されます。 MSR 内の容積は 1 × 1 × 1 m3) です。 MSR のシールド性能は、制御された磁場を使用してさまざまな周波数にわたってシールド係数を測定することによって検証されました。生体磁気記録への適合性を検証するために、空の MSR 内の OPM センサーのノイズデータの例も収集されました。

ここで説明する MSR は、てんかんのある子供と若者のための慈善団体である Young Epilepsy (英国サリー州リングフィールド) に設置されました。 MSR は、てんかん研究において OPM-MEG システム (Cerca Magnetics Limited、ケント、英国) で使用するために設計されました。若い患者とその家族にとって快適なスキャン環境を作り出すためには、磁気性能を確保するだけでなく、外観上の考慮も重要でした。

Magnetic Shields Limited (MSL、英国ケント州) は、厚さ 1.5 mm の MuMetal の 2 層 (外層と内層) と厚さ 4 mm の銅の 1 層 (中間層) で構成される軽量 MSR (The Light MuRoom) を設計および構築しました。。これは、ノッティンガム大学 (UoN) のサーピーターマンスフィールドイメージングセンターにある MSL 標準 MuRoom22 など、厚さ 1.5 mm の MuMetal の 2 つの外側層を備えた既存の OPM 最適化 MSR と比較して、シールド材の量が大幅に削減されています。内側の層は厚さ 1 mm の MuMetal で、中間層は 6 mm の銅です。標準 MuRoom 設計の変更により、MuMetal が 40% 削減され、銅が 33% 削減され、MSR の総重量は約 30% 減少して約 7 トンになります。材料費や設置時間も削減できます。

スペースが限られた実験室および非実験室環境内での構築を可能にするために、内層と外層の間の合計距離も短縮されました。標準 MuRoom の内部容積 (x,y,z) (y は垂直方向) が 3 × 2.4 × 3 m3、外部容積が 3.7 × 3.4 × 4.0 m3 であるのに対し、Light MuRoom の使用可能な内部容積は2.4×2.4×2.4m3、外容積約2.8×3×2.8m3。 MSR のさまざまな寸法に沿って総壁厚が 40 ～ 60% 減少します。外側の MuMetal 層と銅層の間の間隔は約 0.1 m、銅層と内側の MuMetal 層の間の間隔は約 0.02 m です。

MSR は、注がれたコンクリートベース上の防振層上に配置されたアルミニウムのフレームワークに取り付けられた MuMetal と銅のパネルから構築されました。最大の MuMetal パネルは 1.11 × 0.55 m2、最大の銅パネルは 0.76 × 0.76 m2 でした。これは、1.23 × 0.61 m2 MuMetal パネルと比較して面積が約 20% 削減され、UoN MuRoom で使用されている 1 × 1 m2 銅パネルと比較して 40% 削減されました。 MuMetal パネルのサイズを縮小すると、1 回の実行でより多くのパネルが熱処理できるため、生産効率が向上し、製造時間とコストが削減されます。パネルが小さいと、設置時の取り扱いも簡単になります。外層の MuMetal シールドパネルは、磁束漏れを最小限に抑えるために、内層のシールドパネルに対して 90 度の平面回転で配置されました。 MSR ドアは 3 つのヒンジで構成され、レバースタイルのハンドルが特徴です。緊急リリース機構により、標準ロック機構が故障した場合でも 20 秒以内に MSR にアクセスできます。これは発作発生時に患者がアクセスできるようにするために重要です。 LED 照明は MSR の端に沿って配置され、部屋の中心での DC フィールドのシフトが最小限に抑えられました。

快適なスキャン環境を提供する方法を決定するために、MSR を使用する医療専門家および患者団体との協議セッションが開催されました。 MSR は床に埋め込まれているため、参加者は入場時に段差を登る必要がありません。 MSR の前面が別個のものではなく、MSR が設置されている部屋の連続となるように、設置後に建築工事が行われました。参加者には、MSR の前壁のみが見えます。壁の後ろの別室には MSR の背面があり、住宅設備に使用されます。なお、待合室の床はMSRと同じ床でした。これらの要素は、レコーディングのための穏やかな環境を作り出します。注釈付きのコンピュータ生成モデルと構築された MSR の写真を図 1 に示します。

ライトミュールームの磁気シールドルーム。 (a) Light MuRoom のコンピューターモデル、フレームワークとレイヤー構造を明らかにする断面図。 (b) MSR の参加者側の外観の写真。 (c) プラスチックのマネキンに装着されたウェアラブル OPM-MEG システムを備えた MSR の内部の写真。

MuMetal の磁化は、地球の磁場によって現れるような外部磁場の変動により、時間の経過とともに増加します。この影響は、物質内の磁区が地球の場を通って移動し、地球の場と整列するため、MSR のドアの開閉によって悪化します。再現可能な MuMetal 磁化を生成するために、MuMetal の内層と外層の各面に消磁コイルが巻かれ、層の両側で巻線のバランスがとられました 16。２層のコイルは互いに直列に接続された。電流は、National Instruments (NI、米国テキサス州オースティン) BNC-6212 デジタル取得 (DAQ) ユニット上のデジタル - アナログコンバータ (DAC) を介してコイルに印加され、AE Techron (米国インディアナ州エルクハート) に出力されました。 Bel (米国ニューヨーク州リンブルック) 530-SU-7.5 信号トランスの片側に接続された 7226 パワーアンプ (DC オフセットを除去するため)。変圧器の反対側は消磁コイルに接続されました。線形に減衰する正弦波信号は、DAQ を LabVIEW (NI) プログラムと接続することによって生成されます。最適な波形パラメータ (周波数 = 9.5 Hz、ピーク電流 ~ 1.5 A、60 秒間減衰) は、Bartington (Mag-13、Bartington Instruments、英国ウィットニー) の三軸フラックスゲートを使用して消磁前後の磁場を測定することによって経験的に見つかりました。磁力計。ドアが開くたびに消磁が実行され、干渉を避けるために測定前にアンプ回路がオフになります。

消磁後の残留磁場の大きさの垂直成分 (アクティブな磁気シールドを行う前に、MSR の中心と 0.4 × 0.4 × 0.4 m3 の体積の隅でフラックスゲート磁力計を使用して測定) は 4.84 ± 0.39 nT (平均値と標準偏差、最大/最小値は 4.34/5.70 nT、地球の磁場は約 10,000 倍遮蔽されます。比較のために、標準 MuRoom は UoN22 で 2 nT 未満の残留磁場を達成します。残留磁場をさらに補償するために、追加のアクティブ磁気シールドが開発されました (「結果」セクションを参照)。

MSR の性能を定量化するために、データを記録するために Bartington Spectramag-6 24 ビット DAQ と接続されたフラックスゲート磁力計を使用して、設置前および設置後に既知の周波数範囲にわたって既知の磁場を印加することにより、シールド率の測定が行われました。事前に、正方形の 5 ターンの電磁コイル (辺の長さ 3.3 m オフセット、外壁の予定位置から 500 mm、床から天井まで垂直方向に生成された場) が MuRoom 基礎の周囲に設置されました。床の中で。コイルは、AE Techron 7226 パワーアンプを使用して、周波数 0.01、0.1、1、10、および 100 Hz の正弦波波形で駆動されました。波形はカスタム Python ソフトウェアを使用して生成され、NI USB-6212 DAQ によって出力されました。約 2 A pk-pk のコイル電流により、各周波数でコイルの中心に振幅 20 µT pk-pk の正弦波磁場が生成されました。場の振幅は、建設後の MuRoom の内部中心点に対応する点で測定されました。 MSR の設置が完了すると、コイルが再構築され、磁場測定が繰り返されました。 AC 信号の振幅は、記録されたデータの高速フーリエ変換から取得されました。 MSR を使用した場合と使用しない場合で測定された磁場値の比を使用して、MSR の遮蔽率を推定しました。

パッシブシールドと消磁コイルの効果を強化するために、私たちは「ウィンドウコイル」と呼ぶアクティブ磁気シールドシステムを開発しました。ウィンドウコイルセットはパラメータ化され、MRI マルチコイルシミングシステム 23、24 から適応したアプローチを使用して、MSR ジオメトリと駆動電子機器によって設定された制約内でコイルパラメータを最適化しました 25。

ウィンドウコイルシステムは、MSR の片面に 4 回対称に配置された 4 つの正方形の電磁ユニットコイルの 6 セットで構成されます。各ユニットコイルは 20 巻のワイヤで構成されています。各 MSR 面のコイル配置は、次の 3 つのパラメータによって特徴付けられます。

\(L_{c}\)、ウィンドウコイル内の各単位コイルの正方形の辺の長さ、

\(O\)、ウィンドウコイルの中心からの各正方形ユニットコイルの中心のオフセット、

\(H\)、MuMetal 壁の中心からのウィンドウコイルの中心の垂直方向 (\(y\) 方向) のオフセット。図 2a に示すように、コイルセットは各壁の水平方向 (\(x\) および \(z\)) の寸法の中心に配置されます。製造を容易にするために、\(O\) および \(L_{c}\) パラメーターの同じ値が MSR のすべての壁に使用されました。最適なコイルパラメーターのセットを選択するために、MSR 内の一連の「ターゲットポイント」にわたって望ましい磁場を生成するさまざまなコイル設計の能力を調査するシミュレーション研究を実施しました。

ウィンドウコイルアクティブ磁気シールドシステム。 (a) ウィンドウコイルのパラメータ化。 4つの正方形のコイルが各面に4回対称に配置されています。コイルの正方形の辺の長さ、ウィンドウの中心からのオフセット、および垂直軸のオフセットは、すべての面で共有されます。コイルパラメータは、MSR の中央立方メートルにわたって既知の磁場の成分を生成するように最適化されています。 (b) 24 個の同一の正方形コイルを特徴とする最終的に最適化されたウィンドウコイル。この構造は、アクセスドアと投影ポートを 3/6 の壁に組み込む必要があるため、設計が困難です。 (c) MSR の形状を考慮した設計を採用し、27 個のコイルを備えています。 (d) シングルコイルパネルのコーナーの図。各コイルに 20 回のワイヤを収容するために、一連の溝が螺旋状に配置され、そこに銅線が配置されます。導体のリターンパスも示されています。 (e) すべてのパネルを備えたウィンドウコイルの最終モデル。 (f) 被覆する前に撮影された、取り付けられたコイルパネルの写真 (写真の角度によって、床コイルが床材の下に隠れ、ドアコイルが隠れています)。

正方形の単位コイル \(m によって生成される目標点 \({\varvec{r}}_{{\varvec{n}}} \left( {x,y,z} \right)\) の磁場\) (\(M = 24\) 単位コイルのセットから) 単位電流が流れるとき、 \({\varvec{b}}_{{\varvec{m}}} \left( { {\varvec{r}}_{{\varvec{n}}} } \right)\)。この目標点におけるすべてのコイルからの総磁場 \({\varvec{B}}\left( {{\varvec{r}}_{{\varvec{n}}} } \right)\) \(m^{th}\) コイルに電流 \(i_{m}\) (\(m = 1\) からコイル \(m = M\) まで) が流れるシステムのベクトル和はすべてのコイルの貢献のうち、すなわち

計算を複数のターゲット点に拡張すると、最適なコイル電流を見つけるために使用できる線形代数方程式を作成できます。 \({\varvec{Ai}} = {\varvec{b}}_{{\varvec{t}}}\) の形式で、「前方フィールド」行列 \({\varvec{A}}\) を定義します)、「ターゲットフィールド」ベクトル \({\varvec{b}}_{{\varvec{t}}}\)、コイル電流ベクトル \({\varvec{i}}\)。順方向磁場行列には、各コイルの単位電流によって生成される磁場成分 \(B_{x}\)、\(B_{y}\)、\(B_{z}\) が含まれます。\(n = 1\) から \(N\) の合計ターゲットフィールドポイントなので、寸法は \(3N\) 行 x \(M\) 列になります。ターゲットフィールドベクトル \({\varvec{b}}_{{\varvec{t}}} \user2{ }\) の次元は \(3N\) 行 x 1 列で、現在のベクトル \({\varvec{ i}}\) の次元は \(M\) 行 x 1 列です。順方向磁場行列はコイルパラメーターを使用して計算され、ターゲットフィールドベクトルは事前に定義されているため、順方向磁場行列をターゲットフィールドベクトルに適切にマッピングする現在のベクトルを見つけたいと考えています。特定のパラメータのセットに対するコイル電流が物理的に管理可能であることを保証するために、ノルム \(||{ }{\varvec{Ai}} - {\varvec{b}}_{{{\varvec{t}) を最小化します。 }}}||^{2}_{2}\) は、コンポーネント \(i_{mベクトル \({\varvec{i}}\) の }\) は \(lb \le i_{m} \le ub\) であり、その範囲はコイル駆動電子機器の仕様によって定義されます。問題は次のように形成されます

\({\varvec{i}}\) の解を得るには、制約付き二次計画法 25 を使用して、最小化を次の形式でキャストします。

ここで、上付き文字 \({\varvec{A}}^{T}\) は行列の転置を表します。

コイルが MSR の壁に近いということは、高性能アクティブシールドシステムを設計する際に、コイルと MuMetal の壁との相互作用によって生成される磁場を考慮する必要があることを意味します。これらの相互作用は以前に調査されており、MSR19、26、27 の壁内のコイル配線経路の反射によって生成される一連の仮想ミラー電流を使用して評価できます。反射されたワイヤパスの再帰反射は、境界条件が正しく満たされることを保証するために適用され、MSR の壁によって形成される内部表面上の接線方向のフィールド成分がゼロになります。シミュレートされたコイル設計によって生成される磁場が現実世界のケースを反映していることを確認するために、3 次反射までの相互作用の効果が順磁場行列に組み込まれています。反射要素の位置を計算するときに、コイルが MSR の各壁から 0.02 m ずれていると仮定しました。各ターゲットポイントで各反射要素によって生成される磁場のベクトル合計は、磁場値 \({\varvec{b}}_{{\varvec{m}}} \left( {{\varvec{ r}}_{{\varvec{n}}} } \right)\) これは順方向フィールド行列 \({\varvec{A}}\) に組み込まれます。

このフレームワーク内でコイルパラメータを最適化するために、コイルを特徴付ける各パラメータには MSR の寸法によって制限される最大値があるため、最初に形成可能なウィンドウコイルの範囲を特定しました。消磁ケーブル、外装パネル、および床材の存在により、コイルパネルを取り付けることができる最終的に使用可能な体積が \(\left( {l_{x} ,l_{y} ,l_{z} } \right) = \left に減少します。 ( {2.20 {\text{x}} 2.40 {\text{x}} 2.20} \right) {\text{m}}^{3}\) (図 2a、b、y で定義された座標系は床から天井までの垂直方向）。すべてのウィンドウコイルが同じパラメータを共有することを望むため、これにより \(L_{c}\) の許容値が \(L_{c} < \frac{{l_{x} }}{2} に制限されます。\ ) \(L_{c}\) の特定の値に対して、\(O\) の値は \(O < \frac{{l_{x} }}{2} - \frac{{L_{ c} }}{2}.\) 次に、\(L_{c}\) と \(O\) の指定された値に対して \(H\) を制限し、ウィンドウのみが \(xy\) 上でコイル状になるようにします。 MSR の \(zy\) 壁にはゼロ以外の \(H\) があり、その値は \(H < \frac{{l_{y} }}{2} - \frac{{L_{ c} }}{2} - O.\)

特定のコイルパラメーターのセットに対して、10 の異なるターゲットフィールドベクトルを生成するのに最適な電流ベクトルを見つけます。これらは、3 つの均一なフィールドコンポーネントと (\(\nabla \cdot { \varvec{B}} = 0\)、ターゲットポイントで囲まれた現在の自由領域では、 \(\nabla \times {\varvec{B}} = 0\)) 7 (線形) 場の勾配成分 (4 つ)縦方向の勾配と 3 つの横方向の勾配が使用されました。オンライン付録 1 の完全なリストを参照してください。コイルパラメーターの各組み合わせと 10 個の磁場成分のそれぞれについて、解の品質の値 \(fc\) \(Q_{fc} = ||{\varvec{Ai}} - {\varvec{ b}}_{{{\varvec{t}}}}||^{2}_{2}\) が計算されます。最適なコイルパラメーターは場の成分によって異なる可能性があるため、最終的な総合品質値 \(F\) は 10 個の個別の値 \(F = \mathop \sum \limits_{fc = 1}^) から計算されます。 {10} \sqrt {Q_{fc}^{2} }\)。

\(F\) の値を最小化するコイルパラメーターは、MATLAB (Mathworks、米国マサチューセッツ州ナティック) を使用して求められます。 MATLAB の制約付き最小化関数 fmincon は、上記の制約に従って \(L_{c}\)、\(O\)、\(H\) の値を変化させます (\(H\) の負の値は考慮されません)。各単位コイルからの磁場はビオ・サバールの法則を使用して計算され、単位電流に対して計算された磁場は 20 倍され、ワイヤの 20 巻に相当します。各成分の目標磁場強度は、磁場成分と磁場勾配成分についてそれぞれ 5 nT と 5 nT/m に設定されました。いずれの場合も、ターゲットフィールドは、解像度 0.05 m の規則的な立方体グリッド (合計 \(N = 9261\) のターゲットポイント) 上で計算されます。このグリッドは、オブジェクトの使用可能な部分の中心にある 1 × 1 × 1 m3 の体積に及びます。部屋。 MATLAB 最適化ツールボックスには、式 1 を解くために使用される制約付き 2 次計画関数quadprog が備わっています。 (3) そして \(- 0.1 {\text{A}} \le i_{m} \le + 0.1 {\text{A}} に束縛された電流を使用して、各コイル設計の各磁場成分を生成するための最適な電流ベクトルを取得します。 \)。最適なコイルパラメーターは \(L_{c} = 1 {\text{m}}\)、\(O = 0.55 {\text{m}}\)、\(H = 0.08 {\text{ m}}\)。この設計を図 2b に示します。

実際、MSR の設計は、機器のケーブル配線用の導波管の場所、視覚投影用の穴、参加者や実験者用の大きなアクセスドアなど、内壁にいくつかの「立ち入り禁止」エリアを備えています。これらの機能の位置により、最適化されたコイル設計 (図 2b) の実現が困難になります。したがって、最適なパラメーターは、Light MuRoom 構造の表面上の立ち入り禁止領域に対応するように設計を適応させるためのガイドとして使用されました。図 2c は、適応されたコイル設計を示しています。床と右側の壁には変更は加えられませんでした。視覚投影用の穴が左側の壁、後壁、天井にありました。これは、これらの壁のコイルの設計が 4 つではなく 5 つのコイルを備えていることを意味します。 2 つの長方形のコイルがプロジェクターの穴の両側に配置され、より小さな長方形のコイルがプロジェクターの穴の周囲に配置されました。ドア面には 4 つのコイルが使用され、2 つはドアの端まで延長され、2 つの小さなコイルがドア自体に追加されました。 27 コイル設計では、最終品質係数が 2% わずかに増加する (パフォーマンスが低下していることを示す) ことが示されています。図 3 は、一様磁場の例 (\(B_{z}\)、図 3a)、縦方向磁場勾配 (\(dB_{x} /dx = - dB_{y} /dy) のターゲットポイント上でシミュレートされた等高線を示しています。 \)、図3b)および横磁場勾配(\(dB_{x} /dz = dB_{z} /dx\)、図3c)。磁場マップ内の各ターゲットポイントの磁場はターゲットフィールドまたは磁場勾配強度 (5 nT または 5 nT/m) に正規化され、ターゲットポイントにわたる磁場または勾配の均一性からの偏差を示します。均一磁場成分の均一性が高く、1 × 1 × 1 m3 の体積にわたって偏差が 3% 未満であることがわかります。これは、縦方向の勾配では > 20% の偏差 (図 3b)、横方向の勾配では > 30% の偏差 (図 3c) に低下します。残りのフィールドと勾配コンポーネントの等高線は、オンライン付録 1 に示されています。

ウィンドウコイルアクティブ磁気シールドシステムによって生成される磁場成分をシミュレートします。 (a) 均一磁場 \(B_{z}\)、(b) 縦磁場勾配 \(dB_{x} /dx = - dB_{y} /dy\) および ( c) 横磁場勾配 \(dB_{x} /dz = dB_{z} /dx\)。すべての等高線は 3 つの平面 (左から右に配置) に表示されます: z = 0 m |x|、|y|< 0.5 m、y = 0 m |x|、|z|< 0.5 m、および x = 0 m | z|、|y|< それぞれ 0.5 m。各目標点の磁場値は、均一性からの偏差を示すために、目標磁場または磁場勾配強度 (5 nT または 5 nT/m) に対して正規化されます。残りの磁場成分の等高線は、オンライン付録 1 に示されています。

各コイルパネルは、厚さ 10 mm のプラスチックパネルに機械加工された 3 mm の溝に直径 0.65 mm の絶縁銅線を敷設することによって構築されました。図2dに示すように、溝は構築を容易にするためにらせんパターンに配置され、最適なコイルパラメータに対応する巻き全体のコイル側面の平均長さで20巻きに対応しました。図 2e ～ f にパネルレイアウトを示します。スパイラルパターンは、シミュレーションで使用される長方形のワイヤパスと比較して、MSR の中心に生成される磁場に最小限の影響を与えます。コイル抵抗とインダクタンスはパネルサイズによって異なりますが、最大値はそれぞれ4.99Ω、1.25mHでした。パネルは MSR の壁に取り付けられ、ジャンクションボックスに接続され、さらにジャンクションボックスが電子キャビネットに接続されます。電子キャビネットには、9 つの QuSpin Inc. 低ノイズ電圧ドライバー (http://quspin.com/low-noise-coil-driver/) が含まれています。各ドライバーは 3 つのコイルを制御し、各チャンネルは± 10 V の入力電圧から最大 ± 68 mA の電流を供給するように構成されています。コイルドライバーへの入力電圧は、一連の National Instruments NI-9264 16 ビット DAC によって供給されます。 NI-cDAQ-9174 DAQおよびLabVIEWによって制御されます。

残留磁場をゼロにするために、我々は、Rea et al.28 によって説明された方法を採用しました。この方法では、磁場センサーの移動アレイの光学追跡を使用して、MSR29 内の磁場の球面調和モデルを生成します。 2 つの 3 軸フラックスゲート磁力計 (Bartington Mag-13MSL100 - ダイナミックレンジ ± 100 µT、精度 < 1 nT、ノイズ < 6 pTrms/√Hz at 1 Hz) を 5 つの赤外線反射マーカーのセットとともに、図 4a に示すように、プラスチックの棒に取り付けられたプラスチックのスタンド。図 4b に示すように、4 台の光学追跡カメラ (OptiTrack Flex 13、NaturalPoint Inc.、オレゴン州コーバリス、米国) が部屋の上隅に配置されました。カメラは反射マーカーの位置を追跡し、相互に固定された（剛体を形成する）一連のマーカーの結合座標（図4a）を使用して、6自由度の追跡（平行移動と平行移動）を推測します。剛体の回転）をミリメートル未満、1 度未満の精度で実行します。

フィールドマッピング法を使用した残留磁場のアクティブ補償。 (a) プラスチック棒に取り付けられた 2 つの 3 軸フラックスゲート磁力計。一連の 5 つの赤外線反射マーカーもスティックに取り付けられており、MSR 内のセンサーの位置と方向を光学的に追跡できます。 (b) フィールドマッピング設定の概略図。追跡カメラは MSR の隅に取り付けられており、青で強調表示されています。黒い破線の体積は、スティックが移動した中心の立方メートルの体積を示します。緑色で強調表示されたマークは、フィールドマッピングプロセス中にフラックスゲート磁力計がたどった経路を示しており、MSR の中央立方メートルの大部分をカバーしています。 (c) 単一コイルが作動したときに測定された、1 つの 3 軸センサーの単一コンポーネントからの磁力計データ。すべての磁力計からのデータと光学追跡データを組み合わせることで、球面調和モデルを使用して、各コイルによって生成される磁場の強度と空間変化を近似することができます。 (d) 赤いトレースは、すべてのコイルのスイッチをオフにして、MSR 内の 1 つの磁力計によって測定された磁場を示しています。各コイルの磁場モデルを使用して、必要なゼロ磁場を生成するコイル電圧を計算しました。電圧を印加したら、マッピングを再度実行しました。青いトレースは、ゼロ化後の磁力計のデータを示しており、同様のセンサーの移動と回転によって測定磁場にほとんど変化が生じません。 (e) フィールドのマッピングとヌリングを 8 回繰り返しました。棒グラフは、減磁後の一貫した残留磁場と、補償が適用されたときにモデルによって検出された 3 つの均一磁場成分の RMS の大きさの一貫した減少を示しています。 (f) 5 つの磁場勾配成分の RMS の大きさにも同様の減少が見られます。

剛体の質量中心に対するフラックスゲートセンサーの感知ボリュームの固定位置が測定され、光学追跡データと磁力計データを組み合わせて磁場のモデルに正確に適合させることができます。 Fluxgate データは、LabVIEW と接続された NI-9205 16 ビットアナログ - デジタルコンバータ (ADC) を使用して 1200 Hz で収集されました。光学追跡データは、Motive NatNet SDK (V3.1) を介して MATLAB とインターフェースされた OptiTrack Motive ソフトウェアプラットフォームを使用して 120 Hz で収集されました。磁力計のデータは 10 Hz でローパスフィルター処理され、光学追跡システムのサンプルレートに一致するように 120 Hz にダウンサンプリングされました。光学追跡データも 10 Hz でローパスフィルター処理されました。トリガー信号を使用して 2 つの録音を同期しました。両方のデータストリームは、最初の時点に対する磁場の変化とセンサーの位置と方向の変化を反映するように修正されました。我々は、メソッドが合計 15 の適合を返すように、3 つの均一磁場、5 つの磁場勾配、および 7 つの曲率 (距離の 2 乗に応じて変化) 項 (すべての項は表 2 にリストされています) を特徴とする 3 次の球面調和磁場モデルを選択しました。モデル内の各球面調和成分の相対的な強度を表す係数。

磁場マッピング係数を使用して磁場ゼロ化のためのウィンドウコイル電流を選択するために、まずフラックスゲート磁力計の一連の回転と平行移動を実行することにより、MSR の中央立方メートル上に (部屋の消磁後の) 残留磁場をマッピングしました。。このプロセスには約 2 分かかります。すべてのフィールドマップを作成するために、同じ一連の回転と平行移動が実行されました。マッピングされたボリュームの例を図 4b に示します。次に、DAC を使用して単一コイルに 5 V を印加し、フィールドを再度マッピングしました。 1 つのコイルによって生成される磁場に当てはめた例を図 4c に示します。コイルに通電したときに見つかった係数から残留磁場で見つかった係数を引いて 5 で割ることにより、印加電圧の単位によって生成される磁場モデルの各成分の変化が得られます。 27 個のコイルすべてに対してこれを繰り返すことで、各コイルに印加される単位電圧によって生成される各磁界成分の変化を記述するコイル校正マトリックスを構築できます。この行列の擬似逆行列を使用して、残留磁場をキャンセルするために必要な磁場を最もよく生成するコイル電圧を特定できます。モデルの適合と測定データの間の相関係数は各コイルで > 0.98 であり、良好なモデルと正確なコイル校正値を示唆しています。キャリブレーション段階は完了するまでに約 1 時間かかりますが、実行されるのは 1 回だけです。

最初に MSR を消磁し、次に残留磁場をマッピングし、この磁場を打ち消すのに必要なコイル電圧を計算することにより、磁場マッピングとヌリング法のパフォーマンスを調査しました。これらのヌリング電圧を印加した後、フラックスゲートが同じ経路を移動するときに受ける磁場の変化が減少することを期待して、MSR 内の磁場を再マッピングしました。ゼロ化を 8 回繰り返し、消磁プロセスと達成可能な磁界キャンセルのレベルの両方の再現性を評価しました。

表 1 は、OPM 帯域幅内のさまざまな周波数で測定された MSR のシールド係数を示しています。

マッピングされたボリュームの中心からの光学式追跡マーカーの質量中心の最大平行移動は、(x,y,z) (0.32 ± 0.08 m、0.50 ± 0.06 m、0.44 ± 0.06 m) および (0.30 ± 0.04 m) でした。、0.48 ± 0.04 m、0.41 ± 0.06 m）をヌル化する前後でそれぞれ測定しました（8回の繰り返しの平均±標準偏差）。 X、Y、Z 軸の原点を中心とした光学式トラッキングマーカーの質量中心の最大回転は、(50 ± 10°、28 ± 3°、40 ± 10°) および (50 ± 10°、28 ± °) でした。 5°、40±10°）。動きの一貫性は、磁場モデルの変化が MSR の磁場の変化によるものであることを示唆しています。磁場ゼロ化の前後で磁力計の1つによって測定された磁場変化の時間経過を図4dに示します。コイルがアクティブな場合、センサーの移動中にアーチファクトのサイズが明らかに減少することがわかります。図 4e は、球面調和関数モデルの 3 つの一様成分の大きさが \(\left| {\varvec{B}} \right| = 6.13 \pm 0.15\) nT から \(\left| {\ varvec{B}} \right| = 0.67 \pm 0.16\) コイル電圧印加前後の nT (8 回の繰り返しの平均 ± 標準偏差)。図4fは、5つの場の勾配成分の大きさが \(\left| {\varvec{G}} \right| = 2.67 \pm 0.30\) nT/m から \(\left| {\varvec{ G}} \right| = 1.02 \pm 0.46\) nT/m。表 2 は、球面調和モデルの 15 個の各成分の変化をまとめたもので、すべての均一磁場成分と勾配成分で減少が観察されます。一部の曲率成分の増加が観察されますが、その強度は約 1 nT/m2 であり、距離の 2 乗による変動は、これらの項がフラックスゲートセンサーのノイズレベルでフィールドに与える影響が最小限であることを意味します。モデルの適合を生成するために使用されたフラックスゲートデータの 6 つの個別の時間経過の平均標準偏差 (\(\sigma\)) は、 \(\sigma = 0.84 \pm 0.15\) から \(\sigma = 0.24 \pm 0.02\ に減少しました。 ) フィールドのヌル化の前後でそれぞれ nT 回。 6 つの磁力計チャネルにわたる平均相関係数 (\(r\)) は、磁場ゼロ化の前後で \(r = 0.96 \pm 0.02\) から \(r = 0.45 \pm 0.09\) に減少しました。相関係数の減少は、磁場がフラックスゲートのノイズレベルに対して補償されていることを示唆しています。つまり、センサーの移動や回転に関連するアーティファクトはデータにほとんど残りません。これらの結果は、ウィンドウコイルと磁場マッピング方法により、MSR 内の残留磁場を効果的に補償できることを示しています。

8 台の QuSpin ゼロ磁場磁力計 (QZFM、第 3 世代、二軸バリアント、3 ～ 100 Hz 帯域で感度 < 15 fT/√Hz) が部屋の中央に配置されました。 MSR は記録前に消磁されました。 QZFM はそれぞれ、磁場の 2 つの成分を測定するように構成されています。データは、NI-9205 ADC を使用して 1200 Hz で 10 分間記録されました。前の実験で見つかったコイル電圧は DAC のダイナミックレンジの 1% 未満を使用していたため、ダイナミックレンジの 30% を使用できるように、各コイルに 2 kΩ の抵抗を直列に追加しました。この追加の抵抗により、MSR 内で磁界ノイズに変換される電流ノイズも低減されます。ウィンドウコイルシステムをオンにした場合とオンにしていない場合の 2 つの録音が行われました。図 5a は、ウィンドウコイルをオンにした実験中にこれらのセンサーから記録された時間経過データを示しています。図 5b は、MATLAB のピリオドグラム関数を使用してパワースペクトル密度を計算し、結果を平均する前に、フラットトップウィンドウを使用し、データを 10 秒のチャンクに分割することによって分析された、両方のケースのデータのパワースペクトル密度を示しています。平均 PSD は実線 (コイルのオン/オフの場合は青/赤) としてプロットされ、すべてのチャネルにわたる範囲は影付きの領域で示されます。データは、10 分間で約 300 pT の低周波磁界ドリフトを示しています。ニューロン振動の対象となる周波数帯域内の平均ノイズレベル (ウィンドウコイルのスイッチをオンにした場合としない場合) は、デルタ (0.5 ～ 4 Hz) 43/38 fT/√Hz、シータ (4 ～ 8 Hz) 16 でした。 /13 ft/√Hz、アルファ (8 ～ 12 Hz) 14/13 fT/√Hz、ベータ (13 ～ 30 Hz) 14/12 fT/√Hz、ガンマ (30 ～ 100 Hz) 12/11 fT/√ヘルツ。センサー間の範囲は 2 つの条件で同等です。この性能はOPM-MEG収録に適した環境を提供してくれそうだ。

Light MuRoomで取得したOPMデータ。 (a) ウィンドウコイルシステムをオンにして空の MSR の中心に配置された 8 つの二軸 OPM (合計 16 チャネル) が経験した磁場の変化の時間経過。各 OPM は、磁場の 2 つの成分を測定するように構成されました。 10 分にわたる磁場の変化は約 300 pT であり、良好なシールド性能と静かな磁気環境を示しています。 (b) ウィンドウコイルシステムがアクティブな場合とない場合の OPM から収集されたデータのパワースペクトル密度の平均と範囲 (影付き)。黒い破線は 15 fT/√Hz を示します。データは、MSR が OPM-MEG に適した環境であり、コイルシステムが追加の磁場ノイズを追加しないことを示唆しています。

簡単に設置できる軽量の MSR は、OPM-MEG システムを広範囲に展開するために不可欠です。ここでの設計プロセスには、既存の OPM に最適化された MSR と比較して、MuMetal 層の数を半分にし、層間隔を減らし、銅の厚さを減らすことが含まれていました。それぞれの変更は MSR のシールド係数にマイナスの影響を与えますが、表 1 は、これらの変更にも関わらず、使用可能な OPM データを取得するのに十分な性能を提供する高いシールド係数が達成されていることを示しています (図 5)。 MSR は磁気擾乱が最小限の場所に設置されていたことに注意しますが、コイルを動作させるなどの追加技術を使用せずに、この性能が都市中心部や病院環境などのより困難な環境に適しているかどうかはまだわかりません。低周波磁場の変化をキャンセルするための固定基準センサーを備えた一定のフィードバックループ。インダクタンス \(L\) と効率 \(\eta\) のコイルを駆動電圧 \(V\) で駆動することによって生成できる磁場の変化率は、 \(dB/dt = \eta V/ L\)。 \(\eta\) を、MSR の中心に 4.6 nT/mA の均一な \(B_{x}\) 磁場を生成するために 27 個のコイルのいずれかが必要とする単位電流あたりの最大磁場に設定すると、次のことがわかります。 3.5 nT/ms の磁場変化率は \(V = 1\) V で達成できます。 \(\left| {\frac{{d{\varvec{B}}}}{dt}} \right | \propto \omega \left| {\varvec{B}} \right|\) 正弦波形の場合、これにより、100 Hz であっても振幅が 5 nT を超える場の生成が可能になり、これは、 MEG に関連する周波数範囲でのフィールドキャンセル。より高い周波数 (> 1 kHz) では、コイルによって生成される磁場と MuMetal の間の結合は顕著な周波数依存性を示し、磁場の強度、位相、空間変動が生じます。コイルの動的な動作は低周波効果に焦点を当てますが、異なる周波数領域での MuMetal 相互作用の正確なモデリングや、一定のフィードバックプロセス中に適応アルゴリズムを使用することで、より高い周波数での動作が可能になる可能性があります。銅層を最適化して高周波でのシールドを改善することにより、シールド係数の測定値をさらに改善し、ノイズの多い環境での MSR の導入を可能にすることもできます。

MSR の残留磁場を補償する電磁コイルシステムは、OPM ベースの MEG の開発の重要な分野を形成しています。これまでの研究では、バイプラナー 14,19 およびヘルムホルツコイルシステム 8 の設計と構築が行われており、それぞれが磁場または磁場勾配の既知の成分を生成する一連の個別のコイルを備えています。センサーの動作に必要なサブ nT レベルまでの磁場および低周波場のドリフトの補償は、限られた動きを受ける OPM のヘッドマウントアレイにわたる小さな体積にわたって達成されています。生成された磁場と MSR の MuMetal 壁との相互作用を組み込むと、そのようなコイルによって生成される磁場パターンの品質が向上することが示されており 21、より正確な磁場ゼロ化が可能になる可能性があります。コイル設計技術とオープンソースパッケージは、さまざまなシールドとコイルの形状に合わせて開発されています20、30。ただし、これらのシステムでは複雑な配線経路と複数のコイル層が必要となるため、製造と設置のプロセスが複雑になります。以前のコイルソリューション (たとえば、1.5 m 離れた 2 つの 1.6 × 1.6 m2 プレーン) が包含する領域の空間範囲は限られていたため、MSR の使用可能な領域に大きな影響を及ぼし、快適なスキャン環境を実現できる範囲が制限されていました。

これまで説明してきたウィンドウコイルシステムと磁場補償方法には、既存の技術に比べて 3 つの重要な利点があります。 (1) MSR の内面に柔軟に配置できる正方形/長方形のコイルにより、製造が簡素化されます。 (2) コイルの校正と操作はデータ駆動型であり、正確にモデル化できないフィールドの不完全性を考慮します。 (3) コイルは、ユーザーが定義したボリューム内に磁場を生成するように構成でき、環境に適応するようにコイル自体を効果的に「再設計」できます。この柔軟性はユニークな機会をもたらします。ここで説明する大きな補償ボリュームにより、参加者の幅広い動作が可能になりますが、OPM-MEG ヘルメットなどのより小さなボリュームを補償するようにコイルを調整することもできます。光学追跡カメラで頭の位置を継続的に監視し、フィールドモデリングと MEG ヘルメット内の OPM センサーによって収集されたデータを組み合わせることで、コイルを一定のフィードバックモードで動作させてシールドボリュームの位置を継続的に更新することが可能になります。マルチコイルシステムの利点。 OPM は、フラックスゲートが検出できない残留磁場にも敏感であるため、磁場ゼロ化のパフォーマンスが向上します。この方法による動的安定化により、図 5a に示す OPM データに存在する低周波数の「ドリフト」が除去されます。これらの進歩により、歩行動作を必要とする実験が可能になる可能性があります。これは、OPM-MEG の可能性を最大限に実現するための重要なステップです。

この研究中に生成または分析されたすべてのデータは、この公開された論文とその補足情報ファイルに含まれています。

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この研究は、Innovate UK Collaborative R&D 助成金 (Light MuRoom、参照: 104604)、英国工学物理科学研究評議会 (EPSRC) の資金提供を受けたセンシングとタイミングにおける量子技術ハブ (EP/T001046/1) によって支援されました。科学におけるウェルカム共同賞 (203257/Z/16/Z および 203257/B/16/Z)。

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ピーター・フィアーリンガー

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この研究は、NH、DW、TMT、RP、GRB、MJB、および RB によって設計および考案されました。実験は、NH、MR、JC、LJE、JL、PP、JW、および NM によって実行および分析されました。すべての著者が設計、構築に貢献しました設備の設置、結果の解釈、原稿の執筆。

ナイル・ホームズへの手紙。

DW は、この作品で説明されている磁気シールドルームを設計および建設した会社、Magnetic Shields Limited のマネージングディレクターです。 JC、PN、SP、PP、JW、および NM は、Magnetic Shields Limited の従業員です。 PF は、Magnetic Shields Limited の科学顧問として報酬を受け取ります。 EBDW と MJB は、OPM-MEG テクノロジーの商業化を目的とするスピンアウト会社である Cerca Magnetics Limited の取締役です。 Cerca 製品には、Magnetic Shields Limited の生体磁気測定用の磁気シールドルームが含まれます。 EB、MJB、RB、NH、RH は Cerca Magnetics Limited の設立資本を保有しており、RB、NH、RH は科学諮問委員会のメンバーです。 ED と CM は Cerca Magnetics Limited の従業員です。 VS は、この研究で使用される OPM 磁力計を販売する営利団体である QuSpin Inc. の創設取締役です。 JO は QuSpin Inc. の従業員です。RP は、この作品で説明されている磁気シールド室が設置された慈善団体である Young Epilepsy の統合ケアのディレクターです。 NH、JC、DW、PG、MJB、および RB は、この著作物で説明されているアクティブ磁気シールドシステムに関して、英国政府知的財産庁に出願中の特許 (出願番号 GB2109459.4) を所有していることを宣言します。残りの著者である MR、JL、LJE、TMT、SM、GCO、および GRB は、競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Holmes, N.、Rea, M.、Chalmers, J. 他アクティブシールドを備えた軽量磁気シールドルーム。 Sci Rep 12、13561 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-17346-1

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受信日: 2022 年 1 月 31 日

受理日: 2022 年 7 月 25 日

公開日: 2022 年 8 月 9 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17346-1

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