Dentro brevemente
- Os sensores quânticos, com a sua sensibilidade sem precedentes, oferecem o potencial para revolucionar o diagnóstico médico, incluindo a detecção precoce de doenças como a doença de Alzheimer, a análise do microbioma em tempo real e a monitorização não invasiva de crianças, de acordo com um relatório do Quantum Economic Development Consortium (QED). -C). ).
- Ao contrário dos dispositivos médicos tradicionais, os sensores quânticos, como os magnetômetros com bomba óptica, são portáteis, baratos e operam em temperatura ambiente, tornando os testes avançados acessíveis e práticos.
- Para superar barreiras comerciais, como a aprovação da FDA e a colaboração interdisciplinar limitada, o relatório recomenda o estabelecimento de instalações de testes partilhadas, dando prioridade ao financiamento biomédico e promovendo parcerias entre neuroengenheiros, médicos e decisores políticos.
Sensores quânticos, uma tecnologia avançada capaz de detectar sinais sutis no corpo humano, poderão em breve mudar a forma como as doenças são diagnosticadas e monitoradas, de acordo com um relatório do Quantum Economic Development Consortium (QED-C).
O relatório revela que os dispositivos de detecção quântica – desde detectores à base de diamante até magnetómetros bombeados opticamente – oferecem uma sensibilidade sem precedentes em comparação com os dispositivos médicos tradicionais. Esses sensores podem permitir o diagnóstico precoce de doenças como o Alzheimer, fornecer uma melhor imagem do desenvolvimento fetal e analisar o microbioma em tempo real.
“Sensores avançados podem afetar vários aspectos da biomedicina”, afirma o relatório. “Por exemplo, os sensores quânticos oferecem a possibilidade de diagnósticos de pacientes mais eficientes e precisos, graças à sua maior sensibilidade e novas opções de fator de forma. Essas qualidades podem permitir que sensores quânticos coletem grandes quantidades de dados sobre pacientes e condições médicas, facilitando assim o desenvolvimento de medicamentos e tratamentos e a detecção precoce de doenças. Os benefícios dos sensores quânticos inspiram novas ideias sobre soluções, casos de uso quântico e modelos de negócios em toda a indústria médica – desde cuidados pré-natais até detecção e tratamento do câncer. “
Lucros claros com ferramentas tradicionais
Os equipamentos médicos tradicionais, como os aparelhos de ressonância magnética (MRI), são grandes, caros e às vezes invasivos, segundo o relatório. Dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUIDs), por exemplo, requerem temperaturas muito baixas e alta blindagem magnética, o que limita sua flexibilidade. Sensores quânticos, como magnetômetros com bomba óptica (OPMs), por outro lado, podem operar em temperatura ambiente, reduzindo custos e aumentando a portabilidade. O relatório também cobre o potencial desses sensores para serem usados em dispositivos vestíveis ou sistemas de imagem integrados.
Outra aplicação promissora é a magnetoencefalografia (MEG) para imagens cerebrais. Ao contrário dos sistemas baseados em SQUID, a tecnologia OPM-MEG utiliza lasers para medir campos magnéticos fracos produzidos pelo cérebro. Isso pode ajudar a diagnosticar epilepsia, doença de Alzheimer e lesão cerebral traumática. Os sistemas OPM-MEG também são menos invasivos e mais confortáveis para os pacientes, tornando-os ideais para estudar a atividade cerebral em crianças.
Barreiras ao Comércio
Apesar do seu potencial, levar sensores quânticos para clínicas e hospitais enfrenta grandes desafios. O relatório enfatiza a necessidade de mais colaboração entre neurologistas, médicos e decisores políticos. Para garantir que os sensores avançados sejam eficazes e úteis, os desenvolvedores devem estar cientes das necessidades únicas dos terapeutas, sugerem os autores, indicando a necessidade de diversos grupos garantirem projetos financiados pelo governo federal.
As restrições regulamentares também apresentam restrições. O prazo para obter a aprovação da Food and Drug Administration (FDA) para um novo dispositivo médico normalmente leva anos. Os engenheiros também devem garantir a adesão das companhias de seguros para garantir que a nova tecnologia seja coberta. Estas barreiras, juntamente com o financiamento limitado centrado em aplicações de cuidados de saúde, retardam o caminho para a comercialização.
Casos de uso de alto impacto
A pesquisa aponta para muitas aplicações de alto impacto de sensores quânticos, como imagens subcelulares, monitoramento materno e fetal e detecção de doenças sistêmicas. A magnetocardiografia fetal (fMCG), por exemplo, pode monitorar com precisão o ritmo cardíaco fetal, ajudando a detectar condições como arritmias que atualmente são difíceis de diagnosticar apenas com ultrassom.
Sensores quânticos baseados em Siamond poderiam ter um impacto semelhante na pesquisa do câncer, permitindo aos pesquisadores medir mudanças de temperatura e campo magnético no nível celular. Isto pode fornecer informações sobre o comportamento do tumor e a eficácia do medicamento, por exemplo.
Os sensores quânticos também podem permitir a análise do microbioma em tempo real, o que poderia melhorar a vigilância da saúde pública ou ajudar os médicos a adaptar os tratamentos aos pacientes.
Recomendações para aquisição de escala
Para superar estes desafios, o relatório oferece diversas recomendações. Outra recomendação fala sobre a falta de bancos de testes acessíveis para sensores quânticos que dificultam a inovação, especialmente para pequenas startups. O estabelecimento de instalações partilhadas em laboratórios ou universidades nacionais poderia encorajar a investigação interdisciplinar e reduzir custos, permitindo que físicos, biólogos e engenheiros trabalhassem juntamente com médicos para refinar os designs dos sensores. Esses laboratórios podem ajudar a identificar as vantagens dos sensores quânticos em relação aos seus equivalentes clássicos, acelerando seu caminho para a comercialização.
As prioridades de financiamento também deveriam mudar para projetos biomédicos mais viáveis, argumentam os autores. Por exemplo, o desenvolvimento de sistemas OPM robustos e económicos poderia disponibilizar imagens cerebrais avançadas a mais hospitais e centros de investigação.
O relatório também apela às agências federais, como os Institutos Nacionais de Saúde (NIH), para criarem oportunidades de colaboração interdisciplinar. Isto pode incluir a exigência de que as equipas incluam tanto neurodesenvolvedores como profissionais de saúde nas propostas de subvenção.
As agências de financiamento governamentais, como o NIH e a NSF, podem exigir equipas multidisciplinares para desenvolver propostas de subvenção, incentivando a colaboração precoce entre investigadores e médicos. Esta abordagem pode reduzir a resistência à adoção de novas tecnologias no setor da saúde, uma vez que os médicos envolvidos no desenvolvimento compreenderão melhor os benefícios dos sensores.
O relatório também destaca a importância do financiamento direcionado para aplicações biomédicas de alto impacto. Os investimentos em tecnologias como magnetômetros de bomba óptica (OPMs) para imagens cerebrais e fetais podem impulsionar a inovação na área da saúde. Apoiar pequenas empresas focadas em sensores quânticos pode promover parcerias com equipas multidisciplinares, garantindo que estas ferramentas de ponta abordam os desafios médicos do mundo real.
Os analistas acrescentam que os engenheiros de sensores quânticos estão totalmente envolvidos com os usuários finais, participando de conferências médicas e realizando sessões especiais em eventos como os organizados pela American Medical Association.
O caminho a seguir
Embora as aplicações potenciais dos sensores quânticos sejam enormes, concretizá-las levará anos. Muitas tecnologias ainda estão em fase de prova de conceito e o seu desenvolvimento requer investimentos significativos. No entanto, o pagamento pode ser revolucionário, proporcionando melhores resultados médicos e reduzindo os custos de saúde.
O relatório conclui que os sensores quânticos “poderão ter um impacto significativo na indústria médica”, mas para conseguir isso será necessária a colaboração entre a ciência, a indústria e a política. Com os investimentos e parcerias certos, a promessa da detecção quântica na medicina poderá em breve tornar-se realidade, sugere o relatório.
Para uma explicação técnica mais aprofundada e detalhada, leia o relatório aqui.
