Uue projekti eesmärk on välja töötada kvantandureid, et parandada ajukasvaja kirurgiat

Uue projekti eesmärk on välja töötada kvantandureid, et parandada ajukasvaja kirurgiat

Ajukasvaja eemaldamine seab kirurgidele erilised väljakutsed: nad peavad eemaldama kasvaja tervet ajukude kahjustamata. Muuhulgas on oluline silma peal hoida motoorsel ajukoorel, mis vastutab liikumise eest. Näiteks kui katkeb närvirada, mis sealt kätte viib, ei saa patsient pärast operatsiooni enam seda kätt liigutada. Asjakohane diagnostika aitab juba selliseid närviteid ja ajupiirkondi tuvastada ja kaitsta.

DiaQNOS: lipulaev projekt kvanttuvastuses

Tulevikus eeldatakse, et kvantsensorite tehnoloogia parandab veelgi funktsioonide jaotamist konkreetsetele ajupiirkondadele – uute diagnostikaseadmete kaudu, mis muu hulgas täiustavad neuronavigatsiooni. Johannes Gutenbergi Mainzi ülikooli (JGU) ja Mainzi Helmholtzi instituudi (HIM) konsortsium töötab uues DiaQNOS projektis koos erinevate partneritega teadustööst, meditsiinist ja tööstusest. 2022. aasta oktoobris alanud viieaastast projekti rahastab Föderaalne Haridus- ja Teadusministeerium (BMBF) kokku ligi 11 miljoni euroga. Mainzi ülikool saab projektijuhina 1,5 miljonit eurot.

DiaQNOS projektile pani aluse ühisprojekt BrainQSens, milles oli esindatud ka JGU. BrainQSensi konsortsium on välja töötanud ülitundlikud magnetandurid, mis võimaldavad täiustatud meditsiinilist diagnostikat.

"Selles kvantandurite esitlusprojektis oleme juba suutnud täiustada magnetvälja andurite tehnoloogiat sellisel määral, et see suudab põhimõtteliselt tuvastada aju magnetvälju," selgitab ühisprojekti koordineeriv dr Arne Wickenbrock JGU-st ja HIM-ist. "Nüüd on tegemist järgmiste sammudega meditsiinilise rakenduse suunas ja kvantandurite ühiskonnas kasutatavaks muutmises." DiaQNOS konsortsium võtab selle rakenduse fookuse arvesse, kaasates Freiburgi ülikooli haigla neurokirurge, st tehnoloogia tulevasi kasutajaid, ja meditsiiniseadmete tootjat inomed Medizintechnik GmbH. Lisaks panustavad oma oskusteabe Sacher Lasertechnik GmbH ja TTI GmbH kui ettevõtted, kellel on kogemusi uusarenduste kommertsialiseerimisel.

Kirurgias kasutamiseks sobiv seade töötatakse välja kolme aasta jooksul, millele järgneb kaks aastat meditsiinilist uurimistööd. Muuhulgas uuritakse esimest korda Freiburgi koepangast võetud ajukoe proove nende magnetiliste omaduste osas, eelkõige seoses ajukasvajate uute diagnostikavõimalustega.

Mainzi teadmised kvantanduri ehitamisel

Mainzi ülikooli ja HIM-i teadlased pühenduvad muu hulgas kvantanduri ehitamisele. Professor Dmitri Budkeri uurimisrühm on aastate jooksul tugevdanud magnetograafiat kui Mainzi põhipädevust ning ta ise panustab projekti oma teadmistega.

Need kvantandurid põhinevad teemandis leiduvatel lämmastiku vabadel töökohtadel, st teemandisse kinni jäänud nanomõõtmelistel magnetväljaanduritel. Suur hulk neid magnetvälja andureid võib olla õhukeses teemantkihis. See võimaldab meil luua magnetilise pildi objektist, mida andur näeb.

Dr Arne Wickenbrock JGU-st ja HIMist

Närvisuhtlus inimkehas toimib elektrilaengute kaudu, mis tungivad läbi närviradade. Iga liikuv laeng loob magnetvälja, seega on inimkehas, sealhulgas ajus, arvukalt magnetvälju. Andur on mõeldud neid tuvastama ja analüüsima ning seeläbi kirurgile vastavate ajupiirkondade funktsioonidest täpsemalt rääkima. See võimaldab arstidel planeerida lõike kulgu täpsemalt ja patsiendisõbralikumalt.

Allikas:

Mainzi ülikool

.