Uuden hankkeen tavoitteena on kehittää kvanttiantureita aivokasvainkirurgian parantamiseksi

Uuden hankkeen tavoitteena on kehittää kvanttiantureita aivokasvainkirurgian parantamiseksi

Aivokasvaimen poistaminen asettaa kirurgeille erityisiä haasteita: heidän on poistettava kasvain vahingoittamatta tervettä aivokudosta. Tärkeää on muun muassa pitää silmällä liikkeestä vastaavaa motorista aivokuorta. Jos esimerkiksi hermopolku, joka johtaa sieltä käsivarteen, katkeaa, potilas ei voi enää liikuttaa tätä käsivartta leikkauksen jälkeen. Asianmukainen diagnostiikka auttaa jo tunnistamaan ja suojaamaan tällaisia ​​hermopolkuja ja aivoalueita.

DiaQNOS: lippulaivaprojekti kvanttitunnistuksessa

Kvanttisensoriteknologian odotetaan jatkossa edelleen parantavan toimintojen allokointia tietyille aivoalueille – uusien diagnostisten laitteiden avulla, jotka muun muassa jalostavat neuronavigaatiota. Johannes Gutenberg University Mainzin (JGU) ja Helmholtz Institute Mainzin (HIM) konsortio työskentelee uudessa DiaQNOS-projektissa yhdessä useiden tutkimus-, lääketieteen ja teollisuuden kumppaneiden kanssa. Lokakuussa 2022 alkanutta viisivuotista hanketta rahoittaa liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriö (BMBF) yhteensä lähes 11 miljoonalla eurolla. Mainzin yliopisto saa projektipäällikkönä 1,5 miljoonaa euroa.

DiaQNOS-projektin perustan loi BrainQSens-yhteisprojekti, jossa myös JGU oli edustettuna. BrainQSens-konsortio on kehittänyt erittäin herkkiä magneettiantureita, jotka mahdollistavat paremman lääketieteellisen diagnostiikan.

"Tässä kvanttianturien esittelyprojektissa olemme jo pystyneet parantamaan magneettikenttäanturiteknologiaa siinä määrin, että se pystyy periaatteessa havaitsemaan aivojen magneettikentät", selittää yhteisprojektia koordinoiva tohtori Arne Wickenbrock JGU:sta ja HIM:stä. "Nyt on kyse seuraavien askelten ottamisesta kohti lääketieteellistä sovellusta ja kvanttianturien saattamista käyttökelpoisiksi yhteiskunnassa." DiaQNOS-konsortio ottaa tämän sovelluskeskeisen huomioon ottamalla mukaan Freiburgin yliopistollisen sairaalan neurokirurgeja eli teknologian tulevia käyttäjiä sekä lääkinnällisten laitteiden valmistajan inomed Medizintechnik GmbH:n. Lisäksi Sacher Lasertechnik GmbH ja TTI GmbH, joilla on kokemusta uusien kehityshankkeiden kaupallistamisesta, tuovat osaamistaan.

Kirurgiaan soveltuva laite kehitetään kolmen vuoden aikana, jonka jälkeen tehdään kahden vuoden lääketieteellinen tutkimus. Muun muassa Freiburgissa sijaitsevan kudospankin aivokudosnäytteitä tutkitaan ensimmäistä kertaa niiden magneettisten ominaisuuksien osalta, erityisesti aivokasvainten uusien diagnostisten mahdollisuuksien osalta.

Mainzin asiantuntemusta kvanttianturin rakentamisessa

Mainzin yliopiston ja HIM:n tutkijat omistautuvat muun muassa kvanttianturin rakentamiseen. Professori Dmitry Budkerin tutkimusryhmä on vuosien varrella vahvistanut magnetografiaa Mainzin ydinosaamiseksi ja hän tulee itse tuomaan osaamisensa projektiin.

Nämä kvanttianturit perustuvat timantissa oleviin tyhjiin typpeihin, eli nanomittakaavan magneettikenttäantureihin, jotka ovat loukussa timantissa. Suuri määrä näitä magneettikenttäantureita voi olla läsnä ohuessa timanttikerroksessa. Näin voimme luoda magneettikuvan kohteesta, jonka anturi näkee."

Tohtori Arne Wickenbrock JGU:sta ja HIM:stä

Hermoviestintä ihmiskehossa toimii sähkövarausten kautta, jotka syöksyvät hermopolkujen läpi. Jokainen liikkuva varaus luo magneettikentän, joten ihmiskehossa, myös aivoissa, on lukuisia magneettikenttiä. Sensori on tarkoitettu havaitsemaan ja analysoimaan nämä ja kertomaan siten kirurgille enemmän asianomaisten aivoalueiden toiminnasta. Näin lääkärit voivat suunnitella viillon kulun tarkemmin ja potilasystävällisemmin.

Lähde:

Mainzin yliopisto

.