Novi projekt ima za cilj razviti kvantne senzore za poboljšanje operacije tumora mozga

Novi projekt ima za cilj razviti kvantne senzore za poboljšanje operacije tumora mozga

Uklanjanje tumora na mozgu stavlja kirurge pred posebne izazove: moraju ukloniti tumor bez oštećenja zdravog moždanog tkiva. Između ostalog, važno je pripaziti na motorički korteks koji je odgovoran za kretanje. Na primjer, ako se presječe živčani put koji odatle vodi do ruke, pacijent nakon operacije više neće moći pokretati tu ruku. Odgovarajuća dijagnostika već pomaže identificirati i zaštititi takve živčane putove i regije mozga.

DiaQNOS: vodeći projekt u kvantnom senzoru

U budućnosti se očekuje da će kvantna senzorska tehnologija dodatno poboljšati raspodjelu funkcija određenim područjima mozga - putem novih dijagnostičkih uređaja koji, između ostalog, poboljšavaju neuronavigaciju. Konzorcij Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Helmholtz Institute Mainz (HIM) radi na tome u novom projektu DiaQNOS zajedno s raznim partnerima iz istraživanja, medicine i industrije. Petogodišnji projekt, koji je započeo u listopadu 2022., financira Savezno ministarstvo obrazovanja i istraživanja (BMBF) s ukupno gotovo 11 milijuna eura. Sveučilište u Mainzu, kao voditelj projekta, dobit će 1,5 milijuna eura.

Osnova za projekt DiaQNOS postavljena je zajedničkim projektom BrainQSens u kojem je JGU također bio zastupljen. Konzorcij BrainQSens razvio je visoko osjetljive magnetske senzore koji omogućuju poboljšanu medicinsku dijagnostiku.

"U ovom projektu izlaganja kvantnih senzora već smo uspjeli poboljšati tehnologiju senzora magnetskog polja do te mjere da može, u načelu, detektirati magnetska polja mozga", objašnjava dr. Arne Wickenbrock iz JGU i HIM-a, koji koordinira zajednički projekt. "Sada je riječ o poduzimanju sljedećih koraka prema medicinskoj primjeni i stvaranju kvantnih senzora upotrebljivih za društvo." Konzorcij DiaQNOS uzima u obzir ovaj fokus aplikacije uključujući neurokirurge iz Sveučilišne bolnice Freiburg, odnosno buduće korisnike tehnologije, i proizvođača medicinskih uređaja inomed Medizintechnik GmbH. Osim toga, Sacher Lasertechnik GmbH i TTI GmbH, kao tvrtke s iskustvom u komercijalizaciji novih razvoja, doprinose svojim znanjem i iskustvom.

Uređaj prikladan za uporabu u kirurgiji razvijat će se u razdoblju od tri godine, nakon čega će uslijediti dvogodišnje medicinsko istraživanje. Između ostalog, uzorci moždanog tkiva iz banke tkiva u Freiburgu po prvi se put ispituju magnetska svojstva, posebice u pogledu novih dijagnostičkih mogućnosti za tumore mozga.

Mainzova stručnost u izradi kvantnog senzora

Istraživači sa Sveučilišta u Mainzu i HIM-a posvećuju se, između ostalog, izradi kvantnog senzora. Istraživačka grupa profesora Dmitryja Budkera tijekom godina ojačala je magnetografiju kao temeljnu kompetenciju u Mainzu, a on će osobno pridonijeti projektu svojom stručnošću.

Ovi kvantni senzori temelje se na slobodnim mjestima dušika u dijamantu, odnosno senzorima magnetskog polja u nanomjernoj mjeri zarobljenim u dijamantu. Velik broj ovih senzora magnetskog polja može biti prisutan u tankom dijamantnom sloju. To nam omogućuje da stvorimo magnetsku sliku objekta koju senzor vidi.”

dr. Arne Wickenbrock iz JGU i HIM

Živčana komunikacija u ljudskom tijelu funkcionira putem električnih naboja koji jure kroz živčane putove. Svaki pokretni naboj stvara magnetsko polje, pa u ljudskom tijelu, pa tako iu mozgu, postoje brojna magnetska polja. Senzor je namijenjen otkrivanju i analizi ovih i na taj način kirurgu govori više o funkciji dotičnih područja mozga. To liječnicima omogućuje preciznije planiranje tijeka reza i na način koji je ugodniji za pacijenta.

Izvor:

Sveučilište u Mainzu

.