Квантовая камера для обнаружения рака: сверхчувствительная визуализация для раннего обнаружения опухолей

от

Ученые добиваются успехов с новым типом камеры, называемой «квантовой камерой», которая может значительно улучшить раннее обнаружение рака, выявляя детали, которые традиционная медицинская визуализация часто упускает из виду. Эта усовершенствованная камера спроектирована так, чтобы быть невероятно чувствительной, способной обнаруживать мельчайшую частицу света — один фотон. Используя концепции квантовой физики, это устройство будет генерировать изображения биологических тканей с исключительно высокой контрастностью и разрешением. Это может позволить врачам обнаруживать раковые клетки или опухоли на стадиях, намного более ранних, чем это позволяют современные технологии.

Пока крипто-инвесторы ловят иксы и ликвидации, мы тут скучно изучаем отчетность и ждем дивиденды. Если тебе близка эта скука, добро пожаловать.

Купить акции "голубых фишек"

В настоящее время эта технология исследуется, и есть многообещающие признаки того, что она может существенно преобразовать область медицинской визуализации для диагностических целей. Новаторский аспект этой технологии включает в себя передовые датчики и метаматериалы, способные преобразовывать отдельные фотоны в электрические сигналы. Команда из Института квантовых вычислений Университета Ватерлоо в Канаде под руководством доктора Майкла Реймера входит в число тех, кто работает над этим проектом. Аспиранты Сара Одиноцки и Джек ДеГуйер, получившие престижные стипендии Vanier за свою работу, создают датчик камеры, который генерирует «лавину» электронов всего из одного поглощенного фотона. По словам Одиноцки, это их текущая цель.

Если бросить снежок с края обрыва, он начнет катиться вниз и потенциально вызовет лавину. Аналогично, наша метаматериальная структура эффективно производит один электрон из каждого поглощенного фотона. Этот одиночный электрон затем может быть усилен в бесчисленное количество электронов, создавая то, что мы называем «лавиной» электрического тока.

По сути, камера значительно усиливает слабые пятна света, позволяя различать мельчайшие детали, такие как скопления светящихся точек на раковых клетках, которые едва видны невооруженным глазом, но отчетливо видны на изображении.

Квантовая камера визуализации, если она эффективна, потенциально может позволить врачам выявлять рак на стадии гораздо раньше, чем традиционные диагностические инструменты, такие как оптические зонды, рентгеновские лучи, МРТ или КТ. Это связано с тем, что она может обнаруживать небольшие группы вредных клеток или микроскопические опухоли, которые не поддаются обнаружению при обычном сканировании. Цель состоит в том, чтобы улучшить обнаружение раковых клеток для более быстрой диагностики и лечения. Раннее обнаружение рака может значительно повысить шансы пациента на выздоровление, что делает эту технологию очень интересной в медицинской области. Эта технология использует принципы, схожие с теми, которые движут достижениями в области квантового зондирования в физике. За пределами здравоохранения эти однофотонные камеры могут найти применение в астрономии (для визуализации крайне слабых объектов) и исследованиях квантовых вычислений. Благодаря своей способности подсчитывать отдельные фотоны эта камера работает на максимально возможном уровне чувствительности для обнаружения света. Исследователи называют ее шагом к «идеальной камере», которая «ничего не упускает».

There are still challenges to overcome. A device this sensitive may need specialized cooling or could produce overwhelming amounts of data, requiring advanced image-processing algorithms to interpret. The Waterloo team is currently integrating their single-photon sensors into a full prototype camera and plans to test it on biological samples next​. The significance of their work has been recognized by national grants and awards, underscoring the excitement around its potential​. While it may be a few years before quantum cameras enter hospitals, progress appears steady. Should it succeed, this technology could become a powerful new tool in oncology – allowing doctors to spot and attack cancer in ways that were never before possible.

Смотрите также

2025-02-05 22:08