Magnetomyography (MMG) — əzələlərdə təbii olaraq baş verən elektrik cərəyanlarının yaratdığı maqnit sahələrini qeyd etməklə əzələ aktivliyini xəritələşdirmək üçün istifadə olunan bir texnikadır. Bu ölçmələr SQUID (superkeçirici kvant interferensiya cihazları) massivləri vasitəsilə aparılır.[1] Bu metod electromioqrafiya ilə müqayisədə yavaş və ya birbaşa cərəyanları aşkar etmək baxımından daha yüksək imkanlara malikdir. MMG siqnalının böyüklüyü pico (10^−12) ilə femto (10^−15) tesla (T) diapazonundadır. MMG-nin miniaturlaşdırılması iri ölçülü SQUID cihazlarının yerini geyilə bilən miniatür maqnit sensorları ilə əvəz etmək perspektivi yaradır.[2]
MMG metodunun inkişafı üçün iki əsas səbəb mövcuddur:[3]
EMG siqnallarının dəri üzərindən qeyri-invaziv şəkildə ölçüldüyü zaman zəif məkan qətnaməsinə malik olması. Müasir EMG ölçmələrində hətta iynə elektrodlarından istifadə edilir ki, bu da əzələ aktivliyini daha dəqiq ölçməyə imkan versə də, ağrılıdır və yalnız çox kiçik sahələrdə tətbiq edilə bilir;
implant edilən EMG sensorlarının metal–toxuma interfeysi səbəbindən zəif biouyğunluğa malik olması.
MMG sensorları bu iki problemi eyni vaxtda aradan qaldıra bilər, çünki:
maqnit sahəsinin gücü mənbə ilə sensor arasındakı məsafə artdıqca sürətlə azalır və bu da MMG-nin məkan qətnaməsini artırır;
MMG sensorlarının ölçmə aparmaq üçün elektrik kontaktına ehtiyacı yoxdur, buna görə də biouyğun materiallar və ya polimerlərlə tam örtüldükdə uzunmüddətli biouyğunluq təmin oluna bilər.
XVIII əsrin əvvəllərində canlı toxumalardan yaranan elektrik siqnalları araşdırılmağa başlanmışdır. Bu tədqiqatlar səhiyyə və tibbi diaqnostika sahəsində bir çox yeniliklərə səbəb olmuşdur. İnsan toxumalarının yaratdığı elektrik siqnallarına əsaslanan bəzi nümunələrə EKQ, EEQ və EMQ daxildir.
Texnologiyanın inkişafı ilə insan bədənindən yaranan biomagnit ölçmələr — MCG, MEG və Magnetomyogram (MMG) — elektrik aktiv toxumalarda ion cərəyanlarının yaratdığı maqnit sahələrinin fəaliyyətlərin qeyd olunması üçün istifadə edilə biləcəyini göstərmişdir.
İlk dəfə olaraq David Cohen nöqtə-kontaktlı SQUID magnetometer istifadə edərək qorunan bir otaqda MCG ölçmüşdür. Onlar qeyd etdilər ki, ölçülən MCG-nin həssaslığı əvvəlki ölçmələrdən bir neçə dəfə yüksək idi. Daha sonra eyni tədqiqatçı daha həssas SQUID maqnitometri ilə MEG ölçmələrini davam etdirdi. O, həm normal, həm də anormal subyektlərdə qeydə alınmış EEG və alfa ritmli MEG siqnallarını müqayisə etdi və MEG-in EEG-dən fərqli yeni məlumatlar təqdim etdiyini göstərdi.
Ürək beyindən və digər orqanlardan daha böyük maqnit sahəsi yaratdığı üçün erkən biomagnit tədqiqatlar əsasən MCG-nin riyazi modelləşdirilməsinə yönəlmişdi. Erkən eksperimental tədqiqatlar da əsasən MCG üzərində aparılmışdır. Lakin bu tədqiqatlar aşağı məkan qətnaməsi və aşağı həssaslıq kimi problemlərlə üzləşirdi.
Texnologiyanın inkişafı ilə tədqiqatlar beynin funksiyasına doğru genişlənmiş və 1980-ci illərdə oyadılmış MEG siqnallarının ilkin tədqiqatları aparılmışdır. Bu tədqiqatlar hansı neyron populyasiyalarının beyində yaranan maqnit siqnallarına töhfə verdiyini müəyyən etməyə kömək etmişdir. Lakin tək neyronların siqnalları çox zəif olduğundan aşkar etmək mümkün olmamışdır. Aşkarlanabilən MEG siqnalı yaratmaq üçün 10 000-dən çox dendritdən ibarət qrup tələb olunur.
Son otuz ildə təcrid olunmuş aksonlarda və əzələ liflərində ex vivo cərəyanların yaratdığı maqnit sahələrinin ölçülməsi və analizi üzrə geniş tədqiqatlar aparılmışdır. Bu ölçmələr mürəkkəb nəzəri tədqiqatlar və ultra həssas otaq temperaturunda işləyən gücləndiricilərin inkişafı ilə dəstəklənmişdir. Bu gün hüceyrə səviyyəsində maqnit qeyd texnologiyası işləyən cərəyanların kəmiyyət ölçmə üsuluna çevrilmişdir.
Hazırda MMG siqnalları tibbi diaqnostika, reabilitasiya, sağlamlıq monitorinqi və robot idarəetməsi üçün mühüm göstərici hesab olunur. Texnologiyanın son inkişafları fərdlərdə əzələ və periferik sinir xəstəliklərinin uzaqdan və davamlı şəkildə monitorinqinə imkan yaratmışdır.[4]
Həmçinin doğuşdan əvvəl uşaqlıq əzələlərinin elektrofizioloji davranışını öyrənmək məqsədilə MMG hamiləlik zamanı sağlamlıq monitorinqində də istifadə olunmuşdur.[5]
MMG siqnallarının böyüklüyü ürək və beyin siqnallarından daha kiçikdir.səviyyəsində aşkarlama limitinə çata bilər.
1972-ci ildə Cohen və Givler SQUID cihazlarından istifadə edərək MMG siqnallarını qeydə almış və bu sahənin inkişafına təkan vermişdir. SQUID-lər hazırda femtotesla səviyyəsində həssaslığa malik ən həssas cihazlardır və orta hesablama ilə attotesla səviyyəsinə qədər çata bilər.[6]
Bununla belə, onların yüksək qiyməti və iri ölçüləri geniş yayılmasını məhdudlaşdırır. Son illərdə optik pompalanmış maqnitometrlər (OPM) inkişaf etdirilmiş və əl sinirlərinin və əzələlərinin innervasiyasını öyrənmək üçün istifadə edilmişdir.
100 fT/√Hz-dən aşağı həssaslığa malik OPM sensorları hazırlanmışdır. Lakin MMG hələ geniş yayılmış metod deyil, çünki onun siqnalları çox zəifdir və ətraf mühitdəki maqnit səs-küyündən asanlıqla təsirlənir. Məsələn, Yer maqnit sahəsinin amplitudası MMG siqnalından təxminən beş milyon dəfə böyükdür.
Buna görə də miniaturlaşdırılmış, aşağı qiymətli və otaq temperaturunda işləyən biomagnit sensorların inkişafı biomagnetizm sahəsində mühüm addım hesab olunur.
- ↑ Cohen, David; Givler, Edward. "Magnetomyography: magnetic fields around the human body produced by skeletal muscles". Applied Physics Letters. AIP Publishing. 21 (3). 1972: 114–116. Bibcode:1972ApPhL..21..114C. doi:10.1063/1.1654294. ISSN 0003-6951.
- ↑ Heidari, Hadi; Zuo, Siming; Krasoulis, Agamemnon; Nazarpour, Kianoush. CMOS Magnetic Sensors for Wearable Magnetomiography. 40th Int Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Honolulu, HI, USA: IEEE. 2018. doi:10.1109/embc.2018.8512723. ISBN 978-1-5386-3646-6.
- ↑ Zuo, Siming; Heidari, Hadi; Farina, Dario; Nazarpour, Kianoush. "Miniaturized magnetic sensors for implantable magnetomyography". Advanced Materials Technologies. Wiley. 5 (6). 2020. doi:10.1002/admt.202000185. hdl:10044/1/82414.Şablon:Creative Commons text attribution notice
- ↑ Filler, Aaron G; Maravilla, Kenneth R; Tsuruda, Jay S. "MR neurography and muscle MR imaging for image diagnosis of disorders affecting the peripheral nerves and musculature". Neurologic Clinics. Diagnostic Tests in Neuromuscular Disease (ingilis). 22 (3). 1 avqust 2004: 643–682. doi:10.1016/j.ncl.2004.03.005. ISSN 0733-8619. PMID 15207879.
- ↑ Eswaran, Hari; Preissl, Hubert; Wilson, James D.; Murphy, Pam; Lowery, Curtis L. "Prediction of labor in term and preterm pregnancies using non-invasive magnetomyographic recordings of uterine contractions". American Journal of Obstetrics & Gynecology. 190 (6). 1 iyun 2004: 1598–1602. doi:10.1016/j.ajog.2004.03.063.
- ↑ Fagaly, R. L. "Superconducting quantum interference device instruments and applications". Review of Scientific Instruments. 77 (10). 2006: 101101.