De acordo com pt.wedoany.com-O Hub Nacional de Investigação em Biomedicina Quântica do Reino Unido (Q-BIOMED) recebeu um subsídio de 902 mil libras (1,2 milhões de dólares) do Conselho de Investigação em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC) para desenvolver hardware de deteção quântica e promover a sua aplicação em ambientes clínicos. Este financiamento é atribuído através do "Fundo de Capacidade de Aceleração" do governo do Reino Unido, que faz parte da Estratégia Quântica Nacional, no valor total de 2,5 mil milhões de libras. O subsídio apoiará seis pacotes de trabalho com o objetivo de integrar dispositivos quânticos diretamente nos fluxos de diagnóstico, neuroimagem e cirurgia do Serviço Nacional de Saúde (NHS).
Os seis pacotes de trabalho abordam barreiras centrais de hardware e engenharia para diferentes modalidades de diagnóstico e biomedicina. Num projeto de colaboração com a Universidade de Cambridge, os investigadores implementarão sondas de campo quântico com magnetómetros de bombeamento ótico (OPM) para resolver a distorção de imagem causada por gradientes de campo magnético que mudam rapidamente durante a imagiologia cerebral humana de campo ultra-alto, utilizando sistemas de ressonância magnética de 7 Tesla (7T) e o futuro sistema nacional de 11,7T. O sistema fornece leituras contínuas de gradiente em tempo real e estabiliza a reconstrução de imagem combinando a sequência Pulseq e a estrutura de código aberto do pipeline de reconstrução de imagem BART.
Para melhorias no diagnóstico múltiplo, o projeto, em colaboração com a Universidade de Glasgow, substitui os nanodiamantes por nanopartículas moleculares quimicamente ajustáveis. Embora os centros de vacância de azoto (NV) em nanodiamantes possam aumentar o limite de deteção em fluxo lateral por um fator de 10^3 a 10^5 em comparação com as nanopartículas de ouro padrão, a sua deteção de múltiplos biomarcadores é limitada por uma única ressonância de micro-ondas. Os novos sistemas de spin molecular suportam diferentes ressonâncias de micro-ondas intrínsecas, permitindo a deteção simultânea de múltiplos biomarcadores através de ressonância magnética detetada opticamente (ODMR).
A colaboração com a Universidade de Oxford centra-se em proteínas repórter magneticamente acionadas. Dado que os sensores quânticos de estado sólido padrão têm uma expressão deficiente no interior de estruturas biológicas vivas, os investigadores irão projetar estas proteínas repórter biológicas como sensores quânticos in vivo. Através de controlo tridimensional por radiofrequência e campo magnético, estas podem monitorizar de forma não invasiva e em tempo real espécies reativas de oxigénio, flutuações de temperatura e tensão mecânica, para estudar a evolução da morfologia dos tecidos e da estrutura celular em organoides vivos.
Numa colaboração com a Universidade de Sussex, os investigadores integrarão uma configuração mínima de hardware composta por um a três OPMs personalizados para rastrear diferentes fases do sono, como o sono não REM e o sono REM. A plataforma funciona em paralelo com um classificador clássico de eletroencefalografia por aprendizagem contrastiva, utilizando sensores quânticos otimizados de alta largura de banda para separar biomarcadores neurofisiológicos de alta frequência, a fim de auxiliar na identificação precoce de doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson.
O projeto, em colaboração com a Universidade de Glasgow e a Universidade Heriot-Watt, integra hardware avançado de contagem de fotões para realizar a Deteção de Luminescência de Oxigénio Singleto por Tempo Resolvido (TSOLD), medindo diretamente o tempo de vida do oxigénio singleto em vários fotossensibilizadores orgânicos e meios biológicos. A base de dados gerada apoiará a construção de instrumentos de medição de dosimetria de oxigénio singleto de alta precisão para oncologia clínica a laser, síntese química e purificação de água.
O último pacote de trabalho, em colaboração com a UCLPartners, estabelece um processo formal de integração clínica. A equipa está a realizar um mapeamento abrangente das necessidades clínicas nos atuais percursos de cuidados do NHS, identificando claramente as tarefas de diagnóstico médico e monitorização de pacientes onde as medições quânticas de alta sensibilidade oferecem uma vantagem estatística significativa em relação às ferramentas de diagnóstico clássicas existentes. Ao ligar diretamente o ciclo de engenharia tecnológica às necessidades hospitalares validadas e lideradas pelos utilizadores, esta estrutura visa mitigar os atritos de aquisição a jusante, fornecendo um caminho validado para a adoção a longo prazo de dispositivos biomédicos melhorados por tecnologia quântica na infraestrutura nacional de saúde.
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