A fibrilação atrial (FA) é uma doença cardíaca que causa uma frequência cardíaca irregular e anormalmente rápida, potencialmente levando a coágulos sanguíneos, golpe, insuficiência cardíaca e outras complicações relacionadas ao coração. Embora as causas da FA sejam desconhecidas, afeta cerca de um milhão de pessoas no Reino Unido, prevendo-se que os casos aumentem com um grande custo para o NHS.

Atualmente, A FA é comumente diagnosticada por meio de um eletrocardiograma (ECG), mas isso só pode ser feito durante um episódio, portanto, meios complementares de diagnóstico são necessários.

A FA é tratada por meio de um procedimento cirúrgico denominado 'ablação por cateter', que destrói cuidadosamente a área doente do coração para interromper circuitos elétricos anormais. Em 50% dos casos, os pacientes requerem tratamento adicional.

Teste da tecnologia desenvolvida pela UCL, publicado hoje em Cartas de Física Aplicada , mostra que pode obter imagens da condutividade de soluções que imitam tecidos biológicos e, portanto, pode ser usado para diagnosticar FA e identificar áreas do coração onde a cirurgia deve ser direcionada.

Ele funcionaria mapeando a condutividade elétrica do coração em 2-D para identificar anomalias onde o coração está disparando.

Autor correspondente, Dr. Luca Marmugi (UCL Física e Astronomia e UCLQ), disse:"A fibrilação atrial é uma condição séria sobre a qual surpreendentemente pouco se sabe. Esperamos mudar isso por meio de nosso trabalho com os médicos em termos de diagnóstico e tratamento.

"A cirurgia para tratar a fibrilação atrial efetivamente corta os fios para evitar um curto-circuito no coração, redefinindo o batimento cardíaco irregular para um normal, e nossa tecnologia ajudaria a identificar onde está o curto-circuito. Embora ainda não esteja disponível na clínica, nós mostramos, pela primeira vez, que é possível mapear a condutividade dos tecidos vivos em pequenos volumes a um nível de sensibilidade sem precedentes e à temperatura ambiente. "

A equipe obteve imagens de soluções com uma condutividade comparável à dos tecidos vivos até uma sensibilidade de 0,9 Siemens por metro e uma resolução de um cm usando um magnetômetro atômico sem blindagem com um campo magnético AC. Essas soluções tinham 5 ml de volume cada para atender à necessidade esperada de aplicações em diagnósticos de FA.

O sinal foi detectado usando sensores quânticos baseados em Rubídio, que a equipe desenvolveu especificamente para criar imagens de pequenos volumes com precisão e consistência ao longo de vários dias, com áreas de brilho indicando alta condutividade.

Ser capaz de detectar a condutividade em menos de um Siemens por metro é uma melhoria de 50 vezes nos resultados de imagem anteriores e demonstra que a técnica é sensível e estável o suficiente para ser usada para gerar imagens de tecidos biológicos em um ambiente sem blindagem.

Coautor e líder do grupo, Professor Ferruccio Renzoni (UCL Física e Astronomia), disse:"A imagem de indução eletromagnética tem sido usada com sucesso em uma variedade de usos práticos, como avaliação não destrutiva, caracterização do material, e triagem de segurança, mas esta é a primeira vez que se mostra útil para imagens biomédicas. Achamos que será seguro usar, pois exporia os órgãos, como o coração, a um bilionésimo do campo magnético comumente usado em scanners de ressonância magnética.

"Alcançamos um nível fenomenal de sensibilidade em um ambiente não blindado, ambiente de temperatura ambiente, o que nos aproxima muito de trazer essa tecnologia para a clínica. Isso só foi possível usando tecnologias quânticas e estamos entusiasmados com as aplicações potenciais para melhorar os resultados clínicos da fibrilação atrial. "

A equipe prevê uma série de seus sensores quânticos que podem ser colocados sobre o coração, dando leituras em questão de segundos.

A próxima etapa é a equipe colaborar com os médicos para integrar a tecnologia em uma ferramenta para uso em hospitais e cirurgias de GP.