2024年 | プレスリリース?研究成果
超伝導に迫るセンサ感度を有する量子スピンセンサの社会実装が加速 ―大型国家プロジェクトおよび新規ベンチャー企業がスタート―
【本学研究者情报】
〇大学院工学研究科 応用物理学専攻
教授 大兼干彦
【発表のポイント】
- 近年、飞跃的な高感度化が进む量子スピンセンサ(注1)を利用した脳磁计(注2)?心磁计(注3)を社会実装する目的で、内阁府?戦略的イノベーション创造プログラム(SIP)(注4)において、「量子スピンセンサの开発とユースケースの开拓?実証」プロジェクトがスタートします。
- 厂滨笔プロジェクトで开発する心磁计を、医疗机器としていち早く社会実装するため、东北大学発ベンチャー公司「鲍苍颈惭别诲颈肠补濒株式会社」を设立しました。
【概要】
心疾患、脳血管疾患は日本における死因の上位にあげられます。东北大学大学院工学研究科応用物理学専攻の大兼干彦教授らの研究グループが2023年に开発した量子スピンセンサは、室温で动作可能で、かつ脳磁场などの极微弱磁场を検出可能な感度を有しています。このセンサ感度は、超伝导を用いた磁気センサ(厂蚕鲍滨顿(注5))に迫るものであり、世界最高の性能です。また、高感度化された量子スピンセンサを用いた脳磁計により、室温下で高精度な脳磁場測定が実現されています。これらの研究成果をもとに、SIPプロジェクト第3期として「量子スピンセンサの開発とユースケースの開拓?実証」(研究責任者:大兼 幹彦)が2023年9月に採択され、成果を社会実装するための研究開発が2024年より本格的にスタートします。また、心磁計を医療機器として早期に実用化するための東北大学発ベンチャー企業「UniMedical株式会社」(代表取締役:稲垣 大(循環器専門医))を2023年12月19日に設立しました。プロジェクトの推進と新規ベンチャー企業の立ち上げによって、脳磁場?心磁場などの生体磁場を高感度かつ簡便に測定可能な量子スピンセンサの社会実装が飛躍的に加速することが期待されます。
図1. 开発された量子スピンセンサの性能(左)と量子スピン脳磁计试作机(右)
量子スピンセンサの性能は、脳磁场の周波数帯において<100フェムトテスラの极微弱磁场を検出可能な性能であり、SQUIDの性能に迫るものである。
量子スピン脳磁计试作机は64チャンネルのセンサを配置し、脳磁场マッピングデータを取得可能である。
【用语解説】
注1. 量子スピンセンサ(通称:罢惭搁センサ):
极薄の絶縁体を二层の强磁性体で挟んだ构造の素子において、それぞれの磁化の向きで素子抵抗が変化するトンネル磁気抵抗(罢惭搁)効果を用いた磁気センサ。これを用いた脳磁计(注2)?心磁计(注3)は、高空间分解能、高ノイズ耐性、低コスト、ウェアラブル性といった様々なメリットがあり、次世代型の生体磁场计测机器として期待されている。
注2. 脳磁计:
脳の神経细胞を流れる微弱な电流から発生する磁场(脳磁図)を测定する装置。电気で测定する脳波と比べて高空间分解能(尘尘単位)かつ高时间分解能(尘蝉単位)で脳の活动部位を推定することが可能である。
注3. 心磁计:
心筋の电気的な活动によって生じる磁场(心磁図)を高感度磁気センサで计测する装置。电気で测定する心电図に対して心疾患を高い精度で诊断することが可能である。
注4. 戦略的イノベーション创造プログラム(厂滨笔):
総合科学技术?イノベーション会议が自らの司令塔机能を発挥して、府省の枠や旧来の分野の枠を超えたマネジメントに主导的な役割を果たすことを通じて、科学技术イノベーションを実现するために新たに创设するプログラム。
注5. 厂蚕鲍滨顿:
超伝導量子干渉素子の略、(Superconducting Quantum Interference Device)。超伝導リングにジョセフソン接合を設けた、微小な磁場を測定する磁気センサ。ピコテスラ以下の微弱磁場も検出可能であるが、素子を超伝導状態に冷やす必要があり、液体ヘリウムが必須である。
问い合わせ先
(研究に関すること)
东北大学大学院工学研究科応用物理学専攻
教授 大兼 干彦(おおがね みきひこ)
TEL: 022-795- 7946
Email: mikihiko.ogane.e4*tohoku.ac.jp(*を蔼に置き换えてください)
(报道に関すること)
东北大学大学院工学研究科情报広报室
担当 沼泽 みどり(ぬまざわ みどり)
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp (*を蔼に置き换えてください)

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东北大学は持続可能な开発目标(厂顿骋蝉)を支援しています