ابتكار ألماني فريد: تطوير مستشعر كمي متطور لرصد الإشارات المغناطيسية للقلب بدقة عالية

نجح باحثون من جامعة يوهانس غوتنبرغ في ماينتس الألمانية في تطوير مستشعر كمي بالغ الصغر يعتمد على الماس، وهو قادر على رصد المجالات المغناطيسية التي يولدها القلب بدقة فائقة، ودون الحاجة لتثبيت أقطاب كهربائية على الجلد. وتعد هذه التقنية خطوة مهمة قد تسهم في المستقبل العاجل في تطوير أجهزة محمولة متخصصة لرصد الإشارات المغناطيسية الحيوية.

وأفاد موقع «ساي تك ديلي» العلمي في تقرير له أن حجم هذا المستشعر لا يتجاوز نصف مليمتر مكعب. وقد قام الباحثون بدمجه داخل أداة محمولة تعتمد على الألياف الضوئية، مما يتيح تشغيله بكفاءة في درجة حرارة الغرفة وإمكانية وضعه مباشرة على الجلد لقياس الإشارات المغناطيسية للقلب من عدة مواقع مختلفة.

وأكد الباحثون أن هذه التقنية تختلف كلياً عن تخطيط القلب الكهربائي التقليدي، الذي يعتمد أساساً على أقطاب مثبتة على الجلد لقياس النشاط الكهربائي للقلب. في المقابل، يقيس تخطيط القلب المغناطيسي المجالات المغناطيسية الناتجة عن النشاط الكهربائي، والتي تتميز بأنها تتأثر بدرجة أقل بخصائص توصيل أنسجة الجسم المختلفة.

ويعتمد تصميم المستشعر على مراكز تُعرف باسم «شغور النيتروجين» داخل الماس، وهي عبارة عن عيوب مجهرية في بنيته البلورية تمتلك خصائص كمية فريدة تتيح قياس المجالات المغناطيسية بدقة متناهية، ويمكن الاستفادة منها أيضاً في رصد خصائص فيزيائية أخرى.

وقد أثبتت الاختبارات العملية إمكانية استخدام هذا المستشعر لرسم خريطة ثلاثية الأبعاد للنشاط الكهربائي للقلب، الأمر الذي قد يساعد مستقبلاً في دراسة اضطرابات نظم القلب وبعض أمراض عضلة القلب بدقة أكبر، فضلاً عن تطوير وسائل قياس وتشخيص ذات أحجام أصغر.

وفي سياق متصل، أشار الباحثون إلى احتمالية توسيع نطاق تطبيقات هذه التقنية مستقبلاً لتشمل المجال العصبي، بما في ذلك رصد نشاط الدماغ ودراسة حالات مرضية مثل الصرع. ويواصل الفريق العلمي جهوده لتطوير هياكل مغناطيسية قادرة على تضخيم الإشارات بأكثر من مئة مرة، مما يعزز من فرص استخدام المستشعرات الماسية الكمية في التطبيقات الطبية المختلفة.