Noul proiect își propune să dezvolte senzori cuantici pentru a îmbunătăți chirurgia tumorii cerebrale

Noul proiect își propune să dezvolte senzori cuantici pentru a îmbunătăți chirurgia tumorii cerebrale

Îndepărtarea unei tumori pe creier prezintă chirurgilor provocări speciale: trebuie să îndepărteze tumora fără a deteriora țesutul cerebral sănătos. Printre altele, este important să fii cu ochii pe cortexul motor, care este responsabil de mișcare. De exemplu, dacă o cale nervoasă care duce de acolo la braț este tăiată, pacientul nu va mai putea mișca acest braț după operație. Diagnosticele adecvate ajută deja la identificarea și protejarea unor astfel de căi nervoase și regiuni ale creierului.

DiaQNOS: proiect emblematic în detecția cuantică

În viitor, tehnologia senzorilor cuantici este de așteptat să îmbunătățească și mai mult alocarea funcțiilor unor zone specifice ale creierului - prin intermediul unor noi dispozitive de diagnosticare care, printre altele, rafinează neuronavigația. Un consorțiu al Universității Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) și al Institutului Helmholtz din Mainz (HIM) lucrează la acest lucru în noul proiect DiaQNOS împreună cu diverși parteneri din cercetare, medicină și industrie. Proiectul de cinci ani, care a început în octombrie 2022, este finanțat de Ministerul Federal al Educației și Cercetării (BMBF) cu un total de aproape 11 milioane de euro. Universitatea din Mainz, în calitate de manager de proiect, va primi 1,5 milioane de euro.

Baza proiectului DiaQNOS a fost pusă de proiectul comun BrainQSens, în care a fost reprezentată și JGU. Consorțiul BrainQSens a dezvoltat senzori magnetici foarte sensibili care permit diagnosticarea medicală îmbunătățită.

„În acest proiect de prezentare a senzorilor cuantici, am reușit deja să îmbunătățim tehnologia senzorului de câmp magnetic într-o asemenea măsură încât poate, în principiu, să detecteze câmpurile magnetice ale creierului”, explică dr. Arne Wickenbrock de la JGU și HIM, care coordonează proiectul comun. „Acum este vorba de a face următorii pași către aplicarea medicală și de a face senzorii cuantici utilizabili pentru societate.” Consorțiul DiaQNOS ia în considerare acest accent pe aplicație, incluzând neurochirurgi de la Spitalul Universitar Freiburg, adică viitorii utilizatori ai tehnologiei și producătorul de dispozitive medicale inomed Medizintechnik GmbH. În plus, Sacher Lasertechnik GmbH și TTI GmbH, ca companii cu experiență în comercializarea de noi dezvoltări, își contribuie cu know-how-ul.

Un dispozitiv adecvat pentru utilizare în chirurgie va fi dezvoltat pe o perioadă de trei ani, urmată de doi ani de cercetare medicală. Printre altele, mostre de țesut cerebral de la o bancă de țesuturi din Freiburg sunt examinate pentru prima dată pentru proprietățile lor magnetice, în special în ceea ce privește noile posibilități de diagnosticare a tumorilor cerebrale.

Expertiza Mainz în construirea unui senzor cuantic

Cercetătorii de la Universitatea din Mainz și HIM se dedică, printre altele, construcției senzorului cuantic. Grupul de cercetare al profesorului Dmitry Budker a consolidat magnetografia ca o competență de bază în Mainz de-a lungul anilor și el însuși va contribui cu expertiza sa la proiect.

Acești senzori cuantici se bazează pe locurile libere de azot din diamant, adică pe senzori de câmp magnetic la scară nanometrică prinși în diamant. Un număr mare dintre acești senzori de câmp magnetic pot fi prezenți într-un strat subțire de diamant. Acest lucru ne permite să creăm o imagine magnetică a obiectului pe care îl vede senzorul.”

Dr. Arne Wickenbrock de la JGU și HIM

Comunicarea nervoasă în corpul uman funcționează prin sarcini electrice care trec în grabă prin căile nervoase. Fiecare sarcină în mișcare creează un câmp magnetic, așa că există numeroase câmpuri magnetice în corpul uman, inclusiv în creier. Senzorul este menit să detecteze și să analizeze acestea și astfel să spună chirurgului mai multe despre funcția zonelor respective ale creierului. Acest lucru permite medicilor să planifice cursul inciziei mai precis și într-un mod mai prietenos cu pacientul.

Sursă:

Universitatea Mainz

.