Nauju projektu siekiama sukurti kvantinius jutiklius, kurie pagerintų smegenų auglių chirurgiją

Nauju projektu siekiama sukurti kvantinius jutiklius, kurie pagerintų smegenų auglių chirurgiją

Smegenų auglio pašalinimas kelia ypatingų iššūkių chirurgams: jie turi pašalinti naviką nepažeisdami sveiko smegenų audinio. Be kita ko, svarbu stebėti motorinę žievę, kuri atsakinga už judėjimą. Pavyzdžiui, jei nutrūksta nervų kelias, vedantis iš ten į ranką, pacientas po operacijos nebegalės šios rankos judinti. Atitinkama diagnostika jau padeda nustatyti ir apsaugoti tokius nervų kelius ir smegenų sritis.

DiaQNOS: pavyzdinis kvantinio jutimo projektas

Tikimasi, kad ateityje kvantinių jutiklių technologija dar labiau pagerins funkcijų paskirstymą konkrečioms smegenų sritims – pasitelkus naujus diagnostikos prietaisus, kurie, be kita ko, tobulina neuronavigaciją. Johaneso Gutenbergo universiteto Mainco (JGU) ir Helmholtz instituto Mainz (HIM) konsorciumas dirba prie to naujajame DiaQNOS projekte kartu su įvairiais partneriais iš mokslinių tyrimų, medicinos ir pramonės. 2022-ųjų spalį prasidėjęs penkerių metų projektas finansuojamas Federalinės švietimo ir tyrimų ministerijos (BMBF), iš viso beveik 11 mln. Mainco universitetas, kaip projekto vadovas, gaus 1,5 mln.

Pagrindą DiaQNOS projektui padėjo bendras BrainQSens projektas, kuriame atstovavo ir JGU. „BrainQSens“ konsorciumas sukūrė labai jautrius magnetinius jutiklius, kurie leidžia pagerinti medicininę diagnostiką.

„Šiame kvantinių jutiklių demonstravimo projekte mes jau sugebėjome patobulinti magnetinio lauko jutiklių technologiją tiek, kad ji iš esmės galėtų aptikti smegenų magnetinius laukus“, – aiškina bendrą projektą koordinuojantis JGU ir HIM daktaras Arne'as Wickenbrockas. „Dabar reikia žengti kitus žingsnius siekiant pritaikyti medicinoje ir padaryti kvantinius jutiklius tinkamus visuomenei. DiaQNOS konsorciumas atsižvelgia į šią taikymo sritį įtraukdamas Freiburgo universitetinės ligoninės neurochirurgus, t. y. būsimus technologijos vartotojus, ir medicinos prietaisų gamintoją inomed Medizintechnik GmbH. Be to, Sacher Lasertechnik GmbH ir TTI GmbH, kaip įmonės, turinčios patirties komercializuojant naujus gaminius, prisideda savo žiniomis.

Prietaisas, tinkamas naudoti chirurgijoje, bus kuriamas per trejus metus, o vėliau – dvejus metus truksiančių medicininių tyrimų. Be kita ko, smegenų audinių mėginiai iš audinių banko Freiburge pirmą kartą tiriami dėl jų magnetinių savybių, ypač atsižvelgiant į naujas smegenų auglių diagnostikos galimybes.

Mainco patirtis kuriant kvantinį jutiklį

Mokslininkai iš Mainco universiteto ir HIM, be kita ko, atsiduoda kvantinio jutiklio konstravimui. Profesoriaus Dmitrijaus Budkerio tyrimų grupė bėgant metams sustiprino magnetografiją kaip pagrindinę kompetenciją Maince, o jis pats prisidės prie projekto.

Šie kvantiniai jutikliai yra pagrįsti laisvomis deimantų azoto vietomis, tai yra nanoskalės magnetinio lauko jutikliai, įstrigę deimante. Daug šių magnetinio lauko jutiklių gali būti ploname deimantiniame sluoksnyje. Tai leidžia mums sukurti magnetinį objekto, kurį mato jutiklis, vaizdą.

Dr. Arne Wickenbrock iš JGU ir HIM

Nervų ryšys žmogaus kūne veikia per elektros krūvius, kurie veržiasi per nervų takus. Kiekvienas judantis krūvis sukuria magnetinį lauką, todėl žmogaus kūne, taip pat ir smegenyse, yra daugybė magnetinių laukų. Jutiklis skirtas juos aptikti ir analizuoti ir taip chirurgui daugiau pasakyti apie atitinkamų smegenų sričių funkcijas. Tai leidžia gydytojams tiksliau ir pacientui palankiau planuoti pjūvio eigą.

Šaltinis:

Mainco universitetas

.