Vytvoril kvantový senzor s rekordnou citlivosťou na diagnostiku srdca

Problémy s prechodom elektrického prúdu cez srdce spôsobujú v tele veľa problémov a môžu

viesť k smrti. Vedci vyvinuli nový senzor pre ultracitlivé zariadenie, ktoré neinvazívne meria aj tie najslabšie prúdy.

Najpresnejšie metódy meraniaelektrické prúdy v srdci vyžadujú invazívny zásah a vystavenie žiareniu. Magnetokardiografia (MCG) je sľubným alternatívnym prístupom. Pri tejto technike vedci merajú slabé magnetické polia v blízkosti srdca. Postup je možné vykonať bezkontaktne, vyžaduje si to však citlivé senzory.

Výskumníci z Tokyo TechInštitút vyvinul nové nastavenie pre MCG s vysokým rozlíšením. Na meranie použili kvantový senzor založený na dusíkom substituovaných voľných miestach v diamante. Toto je jeden z možných defektov, ktorý vzniká, keď je jeden z atómov uhlíka nahradený dusíkom.

Schéma inštalácie. Obrázok: Keigo Arai a kol., Communications Physics

Takéto voľné miesta pôsobia ako špeciálnemagnetické „centrá“, ktoré sú citlivé na veľmi slabé magnetické polia, uvádzajú autori. Na „odčítanie údajov“ zo zariadenia vedci používajú fluorescenciu. Kvantový senzor ľahko absorbuje svetlo pri určitých frekvenciách a potom ho znova vyžaruje pri iných frekvenciách. V tomto prípade intenzita svetla prichádzajúceho z dusíkových voľných miest závisí od sily a smeru vonkajšieho magnetického poľa.

Pri ich nastavení vedci použili532nm (zelený) laser na pohon diamantového senzora a fotodióda na zachytenie opätovne emitovaných fotónov. Testy ukázali, že prístroj MCG poskytuje bezprecedentné rozlíšenie 5,1 mm. S jeho pomocou sa vedcom podarilo vytvoriť podrobné dvojrozmerné mapy srdcových prúdov u laboratórnych potkanov.

Vedci dúfajú, že nové zariadenie pomôže skôr diagnostikovať, lepšie pochopiť a liečiť rôzne srdcové choroby a iné zdravotné problémy.

Čítaj viac:

Rusko vynašlo zliatinu, ktorá odolá energii termonukleárneho reaktora

Najväčšia migrácia v histórii Zeme ovplyvní všetky živé organizmy na planéte

Takmer polovica prípadov rakoviny súvisí s rizikovými faktormi, ktorým možno predchádzať