Sensor de diamante mapeia correntes elétricas no coração em alta resolução

A técnica permite estudar vários tipos de doenças cardíacas em detalhes.
[Imagem: Keigo Arai et al. - 10.1038/s42005-022-00978-0]

Sensor para o coração

Pesquisadores japoneses desenvolveram um minúsculo sensor de diamante que tem sensibilidade suficiente para medir as correntes elétricas e os campos magnéticos dentro do coração.

Keigo Arai e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Tóquio usaram o sensor experimental para medir os campos magnéticos criados por correntes elétricas que viajam no coração de ratos vivos, alcançando uma resolução inédita de 5,1 mm.

Algumas doenças cardíacas, incluindo taquicardia e fibrilação, são causadas por imperfeições na forma como as correntes elétricas são transmitidas pelo coração. O exame disponível atualmente para medir essas correntes é a magnetocardiografia, que exige equipamentos gigantescos e temperaturas criogênicas. Isso exige que eles fiquem longe do coração, reduzindo a sensibilidade do exame.

A equipe então se voltou para um nanodiamante, que contém em seu interior minúsculos defeitos na estrutura molecular, conhecidos como vacâncias de nitrogênio, onde um átomo de carbono do diamante é substituído por um átomo de nitrogênio.

Essas vacâncias estão sendo pesquisadas para serem usadas como qubits, os bits dos computadores quânticos, mas elas podem ser usadas como sensores em geral, medindo minúsculas variações em campos elétricos e magnéticos, além de poderem ser controladas com a luz.

De fato, o sensor já está naturalmente pronto dentro do diamante, bastando desenvolver as técnicas e os equipamentos para usá-lo em aplicações específicas, como neste caso, para medir os sinais elétricos do coração.

Os pesquisadores esperam que seus sensores possam tornar muito mais fácil para os cardiologistas estudar a origem e a progressão de muitos tipos diferentes de doenças cardíacas, eventualmente levando ao desenvolvimento de novos métodos para diagnosticar e tratar essas doenças.

Com outras melhorias, o sensor também poderá ser usado para detectar correntes elétricas ainda mais sutis produzidas em outras partes do corpo, como no sistema nervoso em geral.