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Il sensore NIST misura il campo magnetico del
cuore
By Rossella De Marchi
Created 22/10/2010 - 06:50
Grazie al sensore NIST della Atom, gli scienziati del National Institute of Standards and Technology
sono stati in grado di monitorare il battito cardiaco attraverso il campo magnetico generato dal
cuore. Questo strumento, per ora in fase sperimentale, potrebbe essere usato in futuro per
eseguire magnetocardiogrammi sui pazienti, facendo concorrenza agli SQUID, dispositivi che
hanno una funzione simile ma sono molto costosi.
Il primo successo del sensore NIST
I fisici del National Institute of Standards and Technology dicono che hanno monitorato con successo un
battito cardiaco umano con un mini sensore basato sul sensore NIST magnetico della Atom, uno
sviluppo che potrebbe un giorno portare a letture più precise rispetto a quelle attualmente in uso per
possibili elettrocardiogrammi.
Il dispositivo è quasi 1000 volte più sensibile del magnetometro originale NIST presentato nel 2004 e si
basa su un principio di funzionamento diverso. Le sue prestazioni lo mettono in competizione con i migliori
sensori magnetici, i cosiddetti superconduttori ad interferenza quantistica, detti SQUID. Questi dispositivi
possono percepire i cambiamenti in 3 ? 40 femtotesla ma devono essere raffreddati a temperature molto
basse criogeniche, caratteristica che li rende molto costosi.
Il vantaggio di utilizzare il segnale magnetico del battito cardiaco, dice il principale ricercatore John
Kitching, è che esso "non è influenzato da altre fonti al di fuori del corpo perché il corpo è essenzialmente
trasparente ai campi magnetici ". I segnali elettrici, al contrario, "possono essere influenzati fortemente dai
fluidi nel corpo."
Ma mentre i risultati, pubblicati in Applied Physics Letters, indicano che il sensore NIST potrebbe essere
usato per fare magnetocardiogrammi (mcg), sarebbe necessaria una potente schermatura dal campo
magnetico della Terra per prendere le misure dei segnali relativamente deboli del cuore umano. Lo stesso
studio è stato condotto in un laboratorio di Berlino ed è descritto come avente la migliore schermatura
magnetica del mondo per bloccare il campo magnetico della Terra evitando che interferisse con le
misurazioni di alta precisione.
Delle dimensioni di un cubetto di zucchero, il sensore è stato sviluppato nel 2004 come spin-off di orologi
atomici in miniatura del NIST e contiene uno spazio con atomi di rubidio in forma di gas; dei fili elettrici
rossi, neri e bianchi e una cellula di riscaldamento che si connette a una casella di controllo.
Il sensore NIST in concorrenza con gli SQUID

2. Situato a soli 5 mm dal lato sinistro del petto di una persona, il sensore NIST ha rilevato il ritmo
regolare magnetico del battito cardiaco. Rispetto alla lettura da un dispositivo di interferenza quantistica
con superconduttori (SQUID), un tipo di magnetometro supersensibile associato con la risonanza
magnetica, la neurologia, non solo era altrettanto preciso, ma ha anche mostrato il segnale con
caratteristiche quasi identiche. Gli SQUID, tuttavia, richiedono materiali più costosi e sono più precisi a
meno 269 gradi Celsius.
John Kitching, parlando della possibilità di utilizzare un magnetocardiogramma con sensore NIST in
sostituzione, o a fianco di un elettrocardiogramma, afferma che, poiché il segnale magnetico rilevato
dall?mcg non è interessato dai liquidi del corpo, e dato che l?mcg non richiede il contatto con il corpo,
potrebbe diventare un dispositivo di uso comune.
"Con un costo del sistema ridotto, ci aspettiamo un utilizzo più ampio dell?mcg. Quindi la possibilità di
riduzione dei costi è una caratteristica importante della tecnologia che stiamo sviluppando."
Kitching ammette che la strada per sviluppare il sensore NIST [1] potrebbe essere ancora lunga, e che
almeno per il prossimo futuro ci sarà bisogno di camere schermate. Ma visto il successo delle letture iniziali,
ulteriori test del sensore NIST sono già in programma presso il laboratorio di Berlino.
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