التطبيقات

  أهمية الكشف عن الإشارات المغناطيسية القلبية يمكن أن يعكس المجال المغناطيسي لجسم الإنسان معلومات حول الأنسجة والأعضاء المختلفة داخل جسم الإنسان. يمكن استخدام قياس المجال المغناطيسي لجسم الإنسان للحصول على معلومات حول الأمراض التي تصيب الإنسان، وقد تجاوز تأثير الكشف وملاءمته قياس الطاقة الحيوية لجسم الإنسان. يبلغ حجم المجال المغناطيسي للقلب بضع عشرات من pT، وهو أحد أقدم المجالات المغناطيسية التي درسها البشر، مقارنة بالمجال المغناطيسي للدماغ. تعد عضلات القلب الأذينية والبطينية من أهم أجزاء الجسم. تخطيط القلب المغناطيسي (MCG) هو نتيجة للتيارات الكهربائية الحيوية المتناوبة المعقدة التي تصاحب الانكماش الدوري والانبساط للعضلات الأذينية والبطينية للقلب. بالمقارنة مع مخطط كهربية القلب (ECG)، لا يتأثر اكتشاف المجال المغناطيسي للقلب بجدار الصدر والأنسجة الأخرى، ويمكن لـ MCG اكتشاف المجال المغناطيسي للقلب من خلال مجموعة مستشعرات متعددة الزوايا ومتعددة الأبعاد، وبالتالي توفير المزيد من المعلومات حول القلب و تمكين التوطين الدقيق لبؤر القلب القلب. بالمقارنة مع التصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي وتقنيات أبحاث القلب الأخرى، فإن تخطيط القلب المغناطيسي خالٍ تمامًا من الإشعاع. حاليًا، أصبحت تقنية تخطيط القلب المغناطيسي ناضجة بشكل متزايد، مع أكثر من 100000 تطبيق سريري، والتي تنعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:   01 أمراض القلب التاجية مرض القلب التاجي هو مرض شائع ومتكرر، وفقا للإحصاءات، في الوقت الحاضر، لدى مرضى مرض القلب التاجي في الصين أكثر من 11 مليون شخص. أمراض القلب التاجية هي السبب الأكثر شيوعًا للوفاة، بل إن عدد الوفيات يتجاوز إجمالي عدد الوفيات الناجمة عن جميع الأورام. بالنسبة لمرض القلب التاجي، يكتشف MCG بشكل أساسي عدم تناسق إعادة استقطاب عضلة القلب الناجم عن نقص تروية عضلة القلب. على سبيل المثال، لي وآخرون. تم قياس MCG في 101 مريض مصاب بمرض الشريان التاجي و116 متطوعًا أصحاء. أظهرت النتائج أن المعلمات الثلاثة R-max/T-max وقيمة R والزاوية المتوسطة كانت أعلى بشكل ملحوظ في المرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي مقارنة بالأشخاص الأصحاء. من بين 101 مريض مصاب بمرض الشريان التاجي، كانت نسب نقص تروية عضلة القلب المكتشفة بواسطة MCG، وتخطيط كهربية القلب، وتخطيط صدى القلب 74.26%، و48.51%، و45.54%، على التوالي، مما أظهر أن دقة تشخيص MCG في المرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي كانت بشكل ملحوظ. أعلى من تخطيط كهربية القلب وتخطيط صدى القلب. وهذا يدل على أن دقة تشخيص MCG في المرضى الذين يعانون من أمراض القلب التاجية أعلى بكثير من دقة تخطيط القلب وتخطيط صدى القلب. المرجع : كثافة العمليات. جيه كلين. إكسب. ميد. 8(2):2441-2446(2015) 02 عدم انتظام ضربات القلب يتم تعريف عدم انتظام ضربات القلب على أنه خلل في النبض القلبي في موقع المنشأ، وتكرار وإيقاع ضربات القلب، وأي جزء من توصيل النبض. وفقًا للإحصاءات، يبلغ عدد مرضى عدم انتظام ضربات القلب في الصين أكثر من 20 مليونًا، ويمكن استخدام MEG لتحديد مكان آفات مرضى عدم انتظام ضربات القلب بدقة. إيتو وآخرون. قام الباحثون بدراسة 51 مريضًا يعانون من عدم انتظام ضربات القلب، ومن خلال تحليل ثلاثة معلمات لمخططات القلب المغناطيسية، تمكنوا من تحديد موقع البؤر المختلفة التي تسببت في عدم انتظام ضربات القلب (قناة تدفق البطين الأيمن، الجيب الأبهري) بدقة تصل إلى 94%. المرجع : إيقاع القلب، 11(9):1605-1612(2014) 03 فحص قلب الجنين كل عام...

الضوء والكهرباء والحرارة والمغناطيسية كلها كميات فيزيائية مهمة تدخل في قياسات علوم الحياة، مع كون التصوير البصري هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، أدى التصوير البصري، وخاصة التصوير الفلوري، إلى توسيع أفق البحوث الطبية الحيوية بشكل كبير. ومع ذلك، غالبًا ما يكون التصوير البصري محدودًا بإشارة الخلفية في العينات البيولوجية، وعدم استقرار إشارة الفلورسنت، وصعوبة القياس الكمي المطلق، مما يقيد تطبيقه إلى حد ما. يعد التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) بديلاً جيدًا وله مجموعة واسعة من التطبيقات في بعض سيناريوهات علوم الحياة المهمة، مثل فحص آفات أعضاء الجمجمة والعصبية والعضلات والأوتار والمفاصل والبطن، وذلك بسبب اختراقه وانخفاضه خصائص الخلفية والاستقرار. على الرغم من أنه من المتوقع أن يعالج التصوير بالرنين المغناطيسي أوجه القصور المذكورة أعلاه في التصوير البصري، إلا أنه محدود بسبب الحساسية المنخفضة والاستبانة المكانية المنخفضة، مما يجعل من الصعب تطبيقه على التصوير على مستوى الأنسجة بدقة ميكرون إلى نانومتر.    تم تطوير مستشعر مغناطيسي كمي ناشئ في السنوات الأخيرة، ومركز شغور النيتروجين (NV)، وهو عيب نقطة الانارة في الماس،  وتقنية التصوير المغناطيسي القائمة على مركز NV تمكن من اكتشاف الإشارات المغناطيسية الضعيفة بدقة تصل إلى مستوى النانومتر وهي غير -المجتاحة . وهذا يوفر منصة قياس المجال المغناطيسي مرنة ومتوافقة للغاية لعلوم الحياة. وهو فريد لإجراء الدراسات على مستوى الأنسجة والتشخيص السريري في مجالات المناعة والالتهابات، والأمراض التنكسية العصبية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والاستشعار المغناطيسي الحيوي، وعوامل التباين بالرنين المغناطيسي، وخاصة للأنسجة البيولوجية التي تحتوي على خلفيات بصرية، وانحرافات النقل البصري، وتتطلب تحليل كمي.     تكنولوجيا التصوير المغناطيسي لمركز Diamond NV   هناك نوعان رئيسيان من تقنية التصوير المغناطيسي الماسي NV-center: مسح التصوير المغناطيسي والتصوير المغناطيسي واسع المجال. يتم دمج التصوير المغناطيسي المسحي مع تقنية الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM)، والتي تستخدم مستشعرًا مركزيًا ماسيًا أحادي اللون. طريقة التصوير هي نوع من التصوير بمسح نقطة واحدة، والذي يتمتع بدقة وحساسية مكانية عالية جدًا. إلا أن سرعة التصوير ومدى التصوير يحدان من تطبيق هذه التقنية في بعض المناطق. من ناحية أخرى، يستخدم التصوير المغناطيسي واسع المجال مستشعرًا ماسيًا مربوطًا بتركيز عالٍ من مراكز NV مقارنةً بمركز NV واحد، مما قلل من الدقة المكانية ولكنه يُظهر إمكانات كبيرة للتصوير واسع النطاق في الوقت الفعلي. قد يكون الأخير أكثر ملاءمة للبحث في مجال التصوير المغناطيسي الخلوي.   تطبيقات  مركز NV تكنولوجيا التصوير المغناطيسي واسع المجال في أبحاث الخلايا   التطبيق 1: التصوير المغناطيسي للبكتيريا المغنطيسية   البكتيريا المنجذبة مغناطيسيًا هي فئة من البكتيريا التي يمكنها التحرك بشكل اتجاهي تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي وتكوين جسيمات نانوية مغناطيسية (جسيمات مغناطيسية) في أجسامها، خاصة في التربة والبحيرات والمحيطات. من خلال وضع البكتيريا على سطح الماس واستخدام الأساليب البصرية لاستكشاف حالة الدوران الكمي لمركز NV، يمكن للباحثين إعادة بناء صور مكونات ناقلات المجال المغناطيسي التي تولدها الجسيمات المغناطيسية في البكتيريا بسرعة. يتيح الفحص المجهري للتصوير المغناطيسي واسع المجال التصوير البصري وال...