Sensor quântico detecta assinatura magnética do coração humano

Sensor quântico detecta assinatura magnética do coração humano
O microssensor magnético tem aproximadamente o tamanho de um cubo de açúcar. Na foto, a tampa foi removida para mostrar a pequena célula quadrada que contém o gás de átomos de rubídio.
[Imagem: S. Knappe/NIST]

Magnetismo do coração

Pesquisadores norte-americanos e alemães construíram um sensor capaz de registrar a assinatura magnética do coração humano.

Apesar de vários exames médicos de ponta conterem o termo "magnético" em seu nome, isto se refere principalmente à própria tecnologia usada para criar imagens do corpo humano, e não a uma "leitura" do magnetismo gerado pelo corpo humano.

Este foi o primeiro o estudo a ser realizada em condições semelhantes a um estudo clínico usando minissensores magnéticos de última geração, cuja utilização até agora tem-se restringido aos laboratórios de física.

Os cientistas do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia (NIST) e do Instituto Nacional de Metrologia da Alemanha acabam de divulgar os resultados do estudo na revista científica Applied Physics Letters.

Magnetismo do coração

Nos experimentos, o sensor foi colocado cinco milímetros acima do lado esquerdo do peito de uma pessoa deitada de barriga para cima sobre uma cama.

O sensor conseguiu detectar o tênue, mas regular, padrão magnético gerado pelo bater do coração.

A comparação dos sinais captados com o monitoramento feito simultaneamente pelos exames tradicionais confirmou que o minissensor não apenas mede corretamente os batimentos cardíacos, como também identifica outras características do sinal, fornecendo um resultado mais rico.

Os cientistas afirmam que os resultados comprovam que os minissensores podem ser usados para fazer magnetocardiogramas, um novo tipo de exame que poderá complementar ou se tornar uma alternativa aos eletrocardiogramas.

O estudo também demonstrou pela primeira vez que os sensores magnéticos possuem a estabilidade necessária para a realização da magnetorelaxometria (MRX), uma técnica emergente que mede o decaimento da magnetização de nanopartículas magnéticas.

A MRX está sendo utilizada inicialmente para localizar, quantificar e fotografar nanopartículas magnéticas inseridas no tecido biológico para aplicações médicas, as chamadas drogas inteligentes, que se dirigem a um alvo específico dentro do organismo - para matar células tumorais sem afetar as células sadias, por exemplo.

Sensor magnético

Os novos experimentos foram realizados em um laboratório na Alemanha que possui a melhor blindagem magnética do mundo, necessária para bloquear o campo magnético da Terra e outras fontes externas, que podem interferir com as medições de alta precisão.

Isto foi necessário porque, para checar o funcionamento preciso do minissensor, os cientistas usaram um sensor quântico, o detector de magnetismo mais preciso do mundo, chamado SQUID (Superconducting Quantum Interference Device).

O SQUID, contudo, exige um enorme aparato de laboratório, e ele só funciona em temperaturas criogênicas, de -269 graus Celsius.

Já o novo microssensor magnético agora testado funciona em temperatura ambiente.

O microssensor também se enquadra na categoria de sensor magnético atômico. Em seu interior há um pequeno recipiente contendo cerca de 100 bilhões de átomos do elemento químico rubídio, na forma de gás.

Um laser de baixa potência avalia continuamente as variações nessa nuvem atômica geradas pelo campo magnético que está sendo medido, neste caso, o campo magnético do coração batendo.

Sua precisão está na faixa dos picoteslas - 1 picotesla equivale a 1 bilionésimos de um Tesla. Tesla é a unidade que define a intensidade de um campo magnético. Para comparação, o campo magnético da Terra, que permite do funcionamento das bússolas, é 1 milhão de vezes mais forte do que o campo magnético gerado pelo bater do coração humano.

Magnetismo humano

O experimento é um marco significativo porque, embora os cientistas saibam há muito tempo que o corpo humano gera seus próprios campos magnéticos, o chamado magnetismo humano, ou magnetismo animal, tem-se restringido a formulações esotéricas, nas quais o desejo de crer de alguns se alia à vontade de fazer seguidores de outros, resultando em práticas sem fundamentação, de cunho religioso.

O avanço da tecnologia dos sensores, que agora estão se tornando capazes de detectar os campos magnéticos do corpo humano com precisão suficiente, pela primeira vez abrem o campo à pesquisa científica rigorosa.

Da mesma forma que os sensores baseados em eletricidade estão permitindo o desenvolvimento de interfaces neurais, capazes de controlar o movimento atuando diretamente sobre o cérebro, controlando convulsões epilépticas, por exemplo, espera-se que, ao dominar as técnicas de medição e interferência com os campos magnéticos humanos, os cientistas criem campos totalmente novos, não apenas de exames clínicos, mas também de tratamentos terapêuticos.

Recentemente, pesquisadores demonstraram que um campo magnético no cérebro muda o julgamento moral das pessoas. Outro estudo usou o magnetismo para diagnosticar o estresse pós-traumático.


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