Acelerar el diagnóstico Pares de fotones entrelazados contra el cáncer
Reducción significativa de los tiempos de medición y aumento de la fiabilidad en el diagnóstico del cáncer
El proyecto QEED, puesto en marcha recientemente, tiene por objeto reducir significativamente el tiempo de medición en el diagnóstico clínico del cáncer mediante el desarrollo de una técnica de imagen espectralmente resuelta basada en pares de fotones entrelazados. Los científicos de la FBH desarrollarán los láseres de diodo y los módulos de luz cuántica necesarios. A continuación, el laboratorio interno de ingeniería de prototipos ensamblará estos módulos junto con los componentes de los socios del proyecto en el sistema QEED, listo para su uso. La financiación corre a cargo del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF).
El Ferdinand-Braun-Institut cuenta con una amplia experiencia en la realización de módulos láser de diodo altamente especializados, que constituyen la base de los novedosos módulos de luz cuántica que se están desarrollando actualmente para el diagnóstico cuántico precoz del cáncer.
FBH/P. Immerz
El cáncer es la segunda causa de muerte y la enfermedad más temida en las sociedades occidentales envejecidas, y representa el mayor reto para la medicina moderna. Dado que el cáncer no se puede prevenir, su detección precoz y diferenciada es sumamente importante para intervenir y curar con rapidez.
Un reto importante en el diagnóstico clínico del cáncer es la necesidad de un análisis rápido de las secciones de tejido del paciente. Esto puede abordarse acortando el tiempo de preparación debido al gran número de secciones que deben examinarse, preferiblemente sin necesidad de tinción ("label-free"), combinado con un tiempo de medición corto que permita detectar células tumorales con la máxima fiabilidad. En condiciones de laboratorio, la radiación infrarroja media (MIR) ya se ha utilizado con éxito para este fin, pero los tiempos de medición actuales son demasiado largos para un diagnóstico rápido, por lo que hoy en día no es posible su validación y uso regular en hospitales. La transferencia del enfoque MIR al diagnóstico clínico es un reto pendiente: La luz MIR sigue planteando elevados requisitos técnicos tanto para su generación como para su aplicación en la detección.
En el nuevo proyecto Quantum-Enhanced Early Diagnostics (QEED), financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán dentro del programa Tecnologías cuánticas - de la investigación básica al mercado, diez socios de la investigación y la industria combinan sus conocimientos en este novedoso enfoque para detectar y combatir rápidamente el cáncer. Científicos del Ferdinand-Braun-Institut (FBH) de Berlín realizarán las fuentes láser de diodo de alta potencia necesarias, que emiten a 1170 nm y 720 nm, en una configuración de amplificador de potencia con oscilador maestro (MOPA). A continuación, los MOPA se integrarán en una novedosa plataforma tecnológica de desarrollo propio. Finalmente, el Laboratorio de Ingeniería de Prototipos de la FBH ensamblará estos módulos de luz cuántica junto con componentes de los socios del proyecto en el sistema QEED.
Reducción significativa de los tiempos de medición y aumento de la fiabilidad
El objetivo del proyecto es transferir información de medición del infrarrojo medio (MIR), de importancia clínica, al rango espectral del infrarrojo cercano (NIR), bien detectable, mediante el desarrollo de una novedosa técnica de imagen con resolución espectral basada en pares de fotones entrelazados. Basado en la tecnología de sensores cuánticos, el método de microscopía QEED permitirá examinar muestras de tejido sin etiquetas y se espera que reduzca el tiempo de medición de una imagen de 10 megapíxeles a sólo dos minutos. Una preparación sencilla combinada con una medición rápida permite un alto rendimiento de las muestras y, por tanto, por primera vez, su integración en los flujos de trabajo clínicos. Los pacientes se beneficiarán de este avance, ya que en el futuro las muestras de biopsia podrán diagnosticarse con mayor rapidez y fiabilidad. Además, este enfoque ayudará a minimizar la proporción de resultados falsos negativos y falsos positivos, que según el Deutsches Krebsforschungszentrum se asocian con altos niveles de angustia psicológica, y por lo tanto aumentará la disposición de los pacientes a aprovechar el cribado.
Sobre la base de las innovadoras fuentes de pares de fotones ultrabrillantes y su medición y análisis adaptados, se han planificado diferentes demostradores: para la investigación científica (biomédica) y con una unidad de fluorescencia integrada para la patología automatizada en la rutina clínica. Además, todos los módulos novedosos del sistema QEED se seguirán desarrollando como componentes independientes para crear productos autónomos.
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