Как измерить магнитное поле человека

Понедельник, 29 Август 2016 09:09
И такие люди-феномены бывают... И такие люди-феномены бывают...

Магнитное поле тела человека создается токами, генерируемыми клетками сердца и коры головного мозга. Оно исключительно мало - в 10 млн. - 1 млрд. раз слабее магнитного поля Земли. Для его измерения используют квантовый магнитометр. Его датчиком является сверхпроводящий квантовый магнитометр (СКВИД), на вход которого включены приемы и с катушки. Этот датчик измеряет сверхслабый магнитный поток, пронизывающий катушки.

Чтобы СКВИД работал, его надо охладить до температуры, при которой появляется сверхпроводимость, т.е. до температуры жидкого гелия (4 К). Для этого его и приемные катушки помещают в специальный термос для хранения жидкого гелия - криостат, точнее, в его узкую хвостовую часть, которую удается максимально близко поднести к телу человека.

В последние годы после открытия "высокотемпературной сверхпроводимости" появились СКВИДы, которые достаточно охлаждать до температуры жидкого азота (77 К). Их чувствительность достаточна для измерения магнитных полей сердца.

Магнитное поле, создаваемое организмом человека, на много порядков меньше, чем магнитном поле Земли, его флуктуации (геомагнитный шум) или поля технических устройств.

Существуют два подхода к устранению влияния шумов. Наиболее радикальный - создание сравнительно большого объема (комнаты), в котором магнитные шумы резко уменьшены с помощью магнитных экранов. Для наиболее тонких биомагнитных исследований (на мозге) шумы необходимо с шикать примерно в миллион раз, что может быть обеспечено многослойными стопками из магнитомягкого ферромагнитного сплава (например, пермаллоя). Экранированная комната - дорогостоящее сооружение, и лишь крупнейшие научные центры могут позволить себе себе их сооружение. Количество таких комнат в мире в настоящее время исчисляется единицами.

Есть и другой, более доступный способ ослабить влияние внешних шумов. Он основан на том, что в большинстве своем магнитные шумы в окружающем нас пространстве порождаются хаотическими колебаниями (флуктуациями) земного магнитного поля и промышленными электроустановками. Вдали от резких магнитных аномалий и электрических машин магнитное поле хотя и флуктуирует со временем, но пространственно однородно, слабо меняясь на расстояниях, сравнимых с размерами человеческого тела. Собственно же биомагнитные поля быстро ослабевают при удалении от живого организма. Это означает, что внешние поля, хотя и намного более сильные, имеют меньшие градиенты (т.е. скорость изменения с удалением от объекта), чем биомагнитные поля.

Приемное устройство прибора со сквидом в качестве чувствительного элемента изготовляется так, что оно чувствительно только к градиенту магнитного поля, - в этом случае прибор называют градиометром. Однако часто внешние (шумовые) поля обладают все же заметными градиентами, тогда приходится применять прибор, измеряющий вторую пространственную производную индукции магнитного поля - градиометр второго порядка. Такой прибор можно применять уже в обычной лабораторной обстановке. Но все же и градиометры предпочтительно применять в местах с "магнитно-спокойной" обстановкой, и некоторые исследовательские группы работают в специально сооружаемых немагнитных домах в сельской местности.

В настоящее время интенсивные биомагнитные исследования ведутся как в магнитоэкранированных комнатах, так и без них, с применением градиометров. В широком спектре биомагнитных явлений есть много задач, допускающих разный уровень ослабления внешних шумов.

Видео по теме:

 

Прочитано 665 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Ученые поведали, как разные люди переносят боль и страдания

    В зависимости от особенностей восприятия боли природа разделила людей на четыре типа. Узнать, к какому из них принадлежит тот или иной человек, медикам помогает специальный измеритель боли — алгезиметр. Постепенно увеличивая силу электрического тока, интенсивность давления или нагревая определенный участок кожи, прибор отмечает силу раздражителя, вызывающую первое, очень слабое чувство боли.

  • Ученые обследовали озера на Титане

    На северном полюсе крупнейшего естественного спутника Сатурна – Титана - находятся самые крупные озера и моря, которые содержат жидкие газы вместо привычной нам жидкой воды, как на поверхности Земли. На данный момент, Титан притягивает внимание ученых тем, что является уникальным небесным телом с доказанной жидкостью на своей поверхности. Не считая Земли и Титана пока больше нигде жидкости обнаружено не было. Имеется в виду отсутствие доказательной базы наличия жидкости на других небесных телах нашей Солнечной Системы. Так ее наличие подозревается на Марсе, Церере, Плутоне и некоторых других телах Солнечной системы, где, как минимум, в далеком прошлом существовали жидкие океаны, но вот сегодняшнее наличие жидкой консистенции еще надлежит проверить...

  • Тайны мира: мы все живем в голограмме?
    Голограмма – один из самых интересных «плоских» объектов, созданных человеком. Кодируя полную информацию о трёхмерной картинке на двумерной плоскости, голограммы меняют свой вид со сменой перспективы. Множество дополнений к нашему пониманию Вселенной говорят, что понятие о трёх измерениях нашего мира существует только потому, что мы можем воспринимать не больше трёх; на самом же деле их может быть больше.
  • Таинственные исчезновения людей: путь в другие измерения?..

    Каждый год, месяц или неделю пропадает множество людей. Некоторые потом находятся живые или погибшие или убитые. Некоторых так и не находят. Даже если исключить подростковые побеги и криминальную составляющую дела, все равно останется множество довольно странных случаев исчезновения людей. А некоторые из подобных событий и вовсе стоят особняком...

  • Альфа Центавра: путешествие домой?!..

    Все мы знаем о предположительно обитаемой планете в созвездии Альфа Центавра, в каких-нибудь 4 световых годах от нас. Компьютерное моделирование показало, что там есть вода, подходящие температуры, а в океанических пучинах живут существах, очень напоминающие древние ракоскорпионов, что населяли некогда Землю - задолго до человечества... Идея о жизни поблизости от нас, признаться, греет душу (даже если там живут и монстры, с которыми мы вряд ли найдем общий язык). Зреет план скорейшей отправки туда нанозонда (план Хокинга). Но что, если мы сами прибыли из этого мира?!