Optical measurements of biomagnetic fields

Tematem pracy były optyczne pomiary pól biomagnetycznych. Pola takie generowane są przez organizmy żywe i nierozerwalnie są one związane z procesami życiowymi, w tym m.in. z oddychaniem, krążeniem, trawieniem, myśleniem itp. W organizmie człowieka niemal każdy organ cechuje się aktywnością magnetyczną, z czego najsilniejsze pole magnetycznego generuje ludzkie serce. Na potrzeby realizacji pracy zbudowano układ magnetometru optycznego, przy pomocy którego podjęto próbę pomiaru pola magnetycznego wytwarzanego przez ludzkie serce. Pomiary te stanowią pierwszy etap prowadzonych w Zakładzie Fotoniki badań nad biomagnetyzmem.Niniejsza praca zorganizowana jest w następujący sposób. W pierwszej jej części opisano teoretyczne podstawy wytwarzania bioprądów przez ludzki organizm oraz opisano sposób pracy serca. Zaprezentowano też przegląd różnego rodzaju magnetometrów, wykorzystywanych do pomiarów pól biomagnetycznych. W drugiej części pracy zademonstrowano układ eksperymentalny, za pomocą którego prowadzono badania. Praca magnetometru została dokładnie przeanalizowana, co pozwoliło na jego optymalizację. Dzięki temu posłużył do pomiarów pól biomagnetycznych. Głównym wynikiem pracy jest rejestracja sygnałów magnetycznych wytwarzanych przez ludzkie serce. Był to jeden z pierwszych tego typu pomiarów na świecie.The subject of thesis is optical measurements of biomagnetic fields. Such fields are generated by living organisms and are inextricably connected with life processes, such as breathing, circulation, digestion, thinking etc. In human body almost every organ is characterized by magnetic activity. The strongest magnetic field is generated by human heart. For the purpose of thesis, a special system with an optical magnetometer, that attempts to measure the magnetic field produced by the human heart, has been constructed. These measurements were the first stage of biomedical research conducted at the Department of Photonics. The thesis is organized as follows. The first part describes the theoretical basis for the production of biocurrents by human body and how human heart is working. This part involves also an overview of the various types of devices used for biomagnetic fields measurements. The second part demonstrates the experimental system used for research. The magnetometer operation has been thoroughly analysed and optimized, which enabled measurement of biomagnetic fields. The main result of the work is registration of magnetic signals produced by the human heart. This is one of the first such measurements in the world