Een kwantumsensor gemaakt met een recordgevoeligheid voor het diagnosticeren van het hart

Problemen met de doorgang van elektrische stroom door het hart veroorzaken veel problemen in het lichaam en kunnen dat ook doen

tot de dood leiden. Wetenschappers hebben een nieuwe sensor ontwikkeld voor een ultragevoelig apparaat dat op niet-invasieve wijze zelfs de zwakste stromen meet.

Meest nauwkeurige meetmethodenelektrische stromen in het hart vereisen invasieve interventie en blootstelling aan straling. Magnetocardiografie (MCG) is een veelbelovende alternatieve benadering. Bij deze techniek meten wetenschappers zwakke magnetische velden nabij het hart. De procedure kan contactloos worden uitgevoerd, maar hiervoor zijn gevoelige sensoren nodig.

Onderzoekers van Tokyo TechInstitute heeft een nieuwe opstelling ontwikkeld voor MCG met hoge resolutie. Voor de meting gebruikten ze een kwantumsensor op basis van stikstof-gesubstitueerde vacatures in diamant. Dit is een van de mogelijke defecten die ontstaat wanneer een van de koolstofatomen wordt vervangen door stikstof.

Installatie schema. Afbeelding: Keigo Arai et al., Communicatiefysica

Dergelijke vacatures werken als speciaalmagnetische "centra" die gevoelig zijn voor zeer zwakke magnetische velden, zeggen de auteurs. Om "metingen" van het apparaat te doen, gebruiken wetenschappers fluorescentie. Een kwantumsensor absorbeert gemakkelijk licht op bepaalde frequenties en zendt het vervolgens weer uit op andere frequenties. In dit geval hangt de intensiteit van het licht afkomstig van stikstofvacatures af van de sterkte en richting van het externe magnetische veld.

In hun opstelling gebruikten de wetenschappersEen 532nm (groene) laser om de diamantsensor aan te drijven en een fotodiode om de opnieuw uitgezonden fotonen op te vangen. Tests hebben aangetoond dat het MCG-instrument een ongekende resolutie van 5,1 mm biedt. Met zijn hulp konden wetenschappers gedetailleerde tweedimensionale kaarten maken van hartstromen bij laboratoriumratten.

Wetenschappers hopen dat het nieuwe apparaat zal helpen om verschillende hartziekten en andere gezondheidsproblemen eerder te diagnosticeren, beter te begrijpen en te behandelen.

Lees verder:

Rusland heeft een legering uitgevonden die bestand is tegen de energie van een thermonucleaire reactor

Крупнейшая миграция в истории Земли затронет все живые организмы на планете

Bijna de helft van de gevallen van kanker gekoppeld aan vermijdbare risicofactoren