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37채널 반구형 뇌자도 측정장치 제작 및 동작
Construction and Operation of a 37-channel Hemispherical Magnetoencephalogram System

이용호   (한국표준과학연구원 초전도그룹CC0187000  ); 김진목   (한국표준과학연구원 초전도그룹CC0187000  ); 권혁찬   (한국표준과학연구원 초전도그룹CC0187000  ); 김기웅   (한국표준과학연구원 초전도그룹CC0187000  ); 박용기   (한국표준과학연구원 초전도그룹CC0187000  ); 강찬석   (고려대학교 물리학과UU0000159  ); 이순걸   (고려대학교 물리학과UU0000159  );
  • 초록

    뇌자도 측정을 위해 고감도 superconducting quantum interference device (SQUID) 자력계 및 37채널 뇌자도 측정장치를 제작하고 동작특성을 조사하였다. 자속-전압 변환계수 및 변조전압 진폭이 큰 double relaxation oscillation SQUID (DROS)를 사용함으로서 구동회로를 간단히 하였고 안정한 SQUID 동작을 실현할 수 있었다. DROS 자력계를 설계 및 제작한 결과 자력계의 평균 백색잡음은 약 3 fT/√Hz으로서 우수한 자장감도를 가짐을 확인하였다 머리의 평균곡률을 기반으로 37개의 자력계를 반구형으로 배치시켰으며, 외부잡음을 줄이기 위해 신호채널 외에 11개의 기준채널을 설치하여 소프트웨어 방법으로 합성미분계 및 적응필터링을 형성할 수 있도록 하였다 저잡음 듀아를 제작하여 동작특성을 측정한 결과 듀아 열자기 잡음이 자력계 잡음에 비해 무시할 수 있는 수준이었으며, 듀아의 용량은 30 L, 액체헬륨 증발율은 4 L/d이다. 제작된 시스템을 이용하여 청각유발 신호를 측정하고, 디지털 신호처리 및 전류원 국지화 프로그램을 구성하여 전류원의 위치를 추정함으로서 개발된 시스템을 뇌자도 측정에 활용하였다.


    We developed a 37-channel magnetoencephalogram (MEG) measurement system based on low-noise superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometets, and operated the system to measure MEG signals. By using double relaxation oscillation SQUIDs with high flux-4o-voltage transfers, the SQUID outputs could be measured directly by room temperature preamplifiers and compact readout circuits were used for SQUID operation. The average field noise level of the magnetometers is about 3 fT/√Hz in the white region, low enough for MEG measurements when operated inside a magnetically shielded room. The 37 magnetometers were distributed on a hemispherical surface haying a radius of 125 mm. In addition to the 37 sensing channels. 11 reference channels were installed to pickup external noise and to form software gradiometers. A low-noise liquid helium dewar was fabricated with a liquid capacity of 30 L and boil-off rate of 4 L/d. The signal processing software consists of digital filtering, software gradiometer, isofield mapping and source localization. By using the developed system, we measured auditory-evoked fields and localized the current dipoles, demonstrating the effectiveness of the system.


  • 주제어

    Magnetoencephalogram .   Auditory-evoked field .   SQUID magnetometer.  

  • 참고문헌 (15)

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 저자의 다른 논문

  • 이용호 (40)

    1. 1992 "편광 변조 방법에 의한 자기 Kerr 회전각 및 Faraday 회전각 측정" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 3 (2): 105~110    
    2. 1992 "집적화된 Nb DC SQUID 소자의 제작 및 특성" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 2 (3): 277~281    
    3. 1996 "생체자기계측을 위한 자기차폐실의 설치 및 특성" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 6 (4): 264~271    
    4. 1997 "심자도 측정용 고온초전도 SQUID magnetometer의 제작" 센서학회지 = Journal of the Korean Sensors Society 6 (4): 258~264    
    5. 1997 "SQUID를 이용한 뇌 청각유발 자장의 측정" 의공학회지 = Journal of biomedical engineering research 18 (4): 421~428    
    6. 1998 "SQUID를 이용한 생체자기측정" 電子工學會誌 = The journal of Korea Institute of Electronics Engineers 25 (9): 39~49    
    7. 2002 "A Low-noise Double Relaxation Oscillation SQUID Magnetometer for Measuring Magnetoencephalogram" Progress in superconductivity 3 (2): 151~158    
    8. 2002 "심자도 신호를 이용한 전류원 재구성" Progress in superconductivity 4 (1): 48~52    
    9. 2003 "뇌자도 측정용 37채널 스퀴드 자력계에서의 합성 미분계 및 적응필터, 주파수영역 적응필터에 의한 배경잡음 제거" 의공학회지 = Journal of biomedical engineering research 24 (3): 167~173    
    10. 2003 "심자도를 이용한 심근 전류분포 복원과 임상적 응용" 의공학회지 = Journal of biomedical engineering research 24 (5): 459~464    
  • 김진목 (27)

  • 권혁찬 (28)

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