La Universidad Ben-Gurión y NVision desarrollan sensores cuánticos que detectan arritmias con 40% más precisión, con aplicaciones clínicas previstas para 2027.
Sensores cuánticos revolucionan el diagnóstico cardíaco
Investigadores de la Universidad Ben-Gurión en el Néguev, en colaboración con la empresa alemana NVision Imaging Technologies, desarrollaron en 2024 sensores cuánticos basados en diamantes que detectan campos magnéticos generados por el corazón. Estos dispositivos, probados en el Centro Médico Soroka en Beersheba, miden señales cardíacas con una sensibilidad sin precedentes, mejorando la detección de arritmias en un 40% frente a métodos tradicionales como el electrocardiograma (ECG). Según un estudio publicado en el Journal of Applied Physics, los sensores identifican anomalías en pacientes mayores con mayor precisión, permitiendo diagnósticos más tempranos.
Los sensores utilizan defectos en diamantes, conocidos como centros de vacancia de nitrógeno (NV), para medir campos magnéticos débiles. Estas imperfecciones atómicas actúan como detectores cuánticos, captando fluctuaciones en las señales cardíacas que los métodos convencionales no registran. En pruebas clínicas iniciales, los dispositivos mostraron una capacidad superior para identificar arritmias ventriculares en pacientes de 65 años o más, un grupo de alto riesgo. El proyecto, financiado parcialmente por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Israel, busca integrar esta tecnología en equipos médicos portátiles para 2027.
La colaboración entre Universidad Ben-Gurión y NVision comenzó en 2022, tras avances en la manipulación de diamantes sintéticos para aplicaciones biomédicas. Los ensayos en Soroka involucraron a 120 pacientes con antecedentes de fibrilación auricular y taquicardia ventricular. Los sensores cuánticos detectaron señales magnéticas con una resolución de 100 femtoteslas, superando la capacidad de los magnetocardiógrafos tradicionales, que requieren entornos de baja temperatura. Esto elimina la necesidad de costosos sistemas de enfriamiento, reduciendo los costos operativos en un 30%.
El doctor Ronen Lior, cardiólogo jefe en Soroka, afirmó: “Esta tecnología permite visualizar patrones arrítmicos que antes pasaban desapercibidos”. Los datos preliminares sugieren que los sensores podrían reducir las hospitalizaciones por arritmias no diagnosticadas en un 25%. Los investigadores planean expandir las pruebas a 500 pacientes en 2025, incluyendo casos de insuficiencia cardíaca y miocardiopatías.
Datos clave sobre sensores cuánticos en cardiología
- Precisión mejorada: Detectan arritmias con un 40% más de exactitud que los ECG convencionales.
- Tecnología base: Usan centros de vacancia de nitrógeno en diamantes para medir campos magnéticos.
- Resolución: Captan señales con una sensibilidad de 100 femtoteslas, frente a los 10 picoteslas de métodos tradicionales.
- Aplicaciones: Diagnóstico de fibrilación auricular, taquicardia ventricular y otras anomalías cardíacas.
- Proyección: Integración en dispositivos portátiles para uso clínico masivo en 2027.
Avances israelíes en tecnología biomédica
El desarrollo de estos sensores refuerza la posición de Israel como líder en innovación médica. La Universidad Ben-Gurión, reconocida por su departamento de física cuántica, colaboró con NVision para optimizar la producción de diamantes sintéticos. En 2023, el equipo logró reducir el tamaño de los sensores a 5 milímetros, haciéndolos viables para aplicaciones clínicas. Este avance permite su uso en entornos hospitalarios sin infraestructura especializada, un obstáculo para tecnologías anteriores como la magnetoencefalografía.
El Ministerio de Ciencia y Tecnología destinó 12 millones de shekels (unos 3.2 millones de dólares) al proyecto entre 2022 y 2024. La inversión también apoyó la formación de 15 investigadores en física cuántica y cardiología. Además, el Centro Médico Soroka estableció un laboratorio dedicado a pruebas de sensores cuánticos, el primero en el Medio Oriente. Los resultados iniciales, presentados en la conferencia Quantum Bio 2024 en Berlín, atrajeron interés de instituciones como el MIT y la Universidad de Oxford.
La tecnología también tiene aplicaciones más allá de la cardiología. NVision explora su uso en neurología para detectar señales cerebrales, mientras que la Universidad Ben-Gurión investiga su potencial en oncología. En 2024, un estudio paralelo demostró que los sensores cuánticos identifican anomalías celulares en tejidos cancerosos con un 35% más de precisión que las resonancias magnéticas convencionales. Estos desarrollos diversifican el impacto de la tecnología, consolidando a Israel como un centro de investigación interdisciplinaria.
El proyecto enfrenta desafíos técnicos, como la necesidad de estabilizar los sensores a temperatura ambiente durante períodos prolongados. Los investigadores trabajan en recubrimientos de polímeros biocompatibles para mejorar su durabilidad. Además, la integración con sistemas de inteligencia artificial para analizar datos cardíacos en tiempo real está en fase de desarrollo, con pruebas previstas para 2026.
Contexto global y proyecciones futuras
El diagnóstico de arritmias es un problema global, con 33.5 millones de casos de fibrilación auricular reportados en 2023, según la Organización Mundial de la Salud. Los métodos actuales, como el ECG y el monitoreo Holter, tienen limitaciones en sensibilidad y requieren múltiples sesiones para confirmar diagnósticos. Los sensores cuánticos ofrecen una solución no invasiva que reduce el tiempo de diagnóstico de dos semanas a 48 horas en casos complejos.
En el contexto israelí, la tecnología responde a una necesidad crítica. Las enfermedades cardiovasculares representan el 26% de las muertes en Israel, según el Ministerio de Salud. La población mayor de 60 años, que creció un 12% entre 2015 y 2023, enfrenta un riesgo elevado de arritmias. Los sensores cuánticos podrían integrarse en el sistema de salud pública, como el Kupat Holim Clalit, para monitoreo masivo.
A nivel internacional, NVision planea colaborar con hospitales en Europa y Estados Unidos para validar la tecnología en poblaciones diversas. En 2025, un ensayo clínico en el Massachusetts general Hospital evaluará los sensores en 200 pacientes con miocardiopatía hipertrófica. Los resultados podrían acelerar la aprobación regulatoria por parte de la FDA y la Agencia Europea de Medicamentos para 2027.
La investigación también beneficia a la industria de defensa israelí. Los sensores cuánticos, inicialmente desarrollados para aplicaciones militares, como la detección de señales electromagnéticas, se adaptaron para uso médico. Esta transferencia tecnológica destaca la sinergia entre los sectores de defensa y salud en Israel, un modelo que ha generado innovaciones como el sistema de imágenes Given Imaging en la década de 2000.