量子技術で精密な早期診断を実現
ウォータールーの 6 人の量子研究者が、ヘルスケア ソリューションを開発するための資金を受け取る
量子科学は、症状が患者の長期的な医学的問題に発展する前に、医師がツールを使用して早期に健康診断を測定および決定する方法を改善することにより、テクノロジーが健康の革新につながる方法を変革しています。
物理学の博士課程の学生であるコナー・カパヒ氏は、「量子コンピューティングは、健康において現実世界で多くの価値を持っています。センサーなどの量子デバイスを使用して、個々の原子や分子の微視的およびナノスコピックな特性を測定することに特に興味があります」と述べています。天文学は、Transformative Quantum Technologies (TQT) が主導する今年の Quantum for Health (Q4Health) Design Challenge に参加しました。
「量子センサーをヘルス ケアに適用し、開業医により良いツールを提供することで、医師が診断を行い、さまざまな健康障害を治療する能力が劇的に向上します。」
Kapahi と彼のチームは、将来、高齢者の視力喪失を防ぐのに役立つかもしれない新しい量子技術デバイスの設計アイデアを提出しました。Kapahi は、黄斑変性症が網膜障害であり、55 歳以上の人々の失明の主な原因であると説明しています。しかし、失明を遅らせるのに効果的な治療法はたくさんありますが、現在、失明が起こると効果を元に戻すことができる治療法はありません.
チームの最先端のデザインは、構造化された光の状態を使用して人の視覚にパターンを作成する診断ツールの研究をさらに発展させるために、1 万ドルの資金とともに金賞を受賞しました。患者の黄斑は健康です。臨床医が標準的な眼科検査に追加できる診断ツールを開発することで、医師は定期的な訪問中に患者の黄斑変性症を早期に検出し、初期段階の失明の患者に特定の治療を提供できるようになります。
「私たちのアイデアが認知されているのは素晴らしいことです。なぜなら、研究には一般的に多くの浮き沈みがあります…本当に高値と低値です」と Kapahi 氏は言います。「ですから、私たちの考えが理にかなっており、他の人々がこの研究が価値があり、研究室の外で働くことができることに同意していることを確認できたことは素晴らしいことです。」
Kapahi と彼のチームは、1 万ドルの資金を特許の申請に使用することを目指していますが、研究プロジェクトをスタートアップに発展させ、将来的に診断ツールを商品化することを目指しています。チームはすでに研究環境でのみ使用できるデバイスを作成しており、現在ウォータールー大学でテスト中です。
「ここ数か月、健康な参加者と網膜障害のある参加者の両方でデバイスをテストしましたが、これらの初期の結果は有望です」と Kapahi 氏は言います。「将来的には、臨床試験で使用できる診断ツールのプロトタイプを構築したいと考えています。その間、さまざまな網膜障害を持つ患者の検査を続けます。願わくば、この技術が臨床医の日常業務の一部として価値のあるものになるようになることを願っています。」
TQT は Q4Health Design Challenge を開催し、量子技術が健康を促進する新しい方法を模索しました。29 名のウォータールーの学生、ポスドク、教職員からなる合計 8 チームが、 量子技術が短期的および長期的に監視することでヘルスケアを改善できることを証明する設計アイデアを提出しました。
TQT のプログラム ディレクターであるトレーシー フォレスト (Tracey Forrest) は、次のように述べています。「UWaterloo はイノベーション リーダーであり、この設計上の課題により、キャンパス全体から数十のチームが興味を登録し、量子と健康の交差点で新しいコラボレーションが形成され、新しい研究の方向性が約束されることで、その学際的な強みが中心的なステージに立つことがわかりました。これらのチームがアイデアを前進させるのを見るのを楽しみにしています。」
工学部の Michael Reimer 教授と彼のチームは、臨床病理学で使用するためのラマン分光法を改善するための光メタマテリアル単一光子検出器の設計ピッチで銀賞 ($2.5K) を受賞しました。
次のチームは、アイデアをさらに発展させるために賞を受賞しました。
エンタングルド ビジョン: 網膜診断用量子プローブ、ゴールド
Connor Kapahi、量子コンピューティング研究所 (博士課程学生)
Dusan Sarenac、Institute for Quantum Computing (研究者)
理学部ドミトリー・プーシン（教授）
Andrew Silva 理学部 (博士研究員)
臨床病理学で使用するためのラマン分光法を改善する光メタマテリアル単一光子検出器、銀
工学部 マイケル・ライマー（教授）
Sarah Odinotski、Institute for Quantum Computing (修士課程)
Sasan V. Grayli、量子コンピューティング研究所 (博士研究員)
量子計算研究所 ジャック・デグーヤー（修士課程）
Sathursan Kokilathasan, Institute for Quantum Computing (修士課程)
Lucas Roy, Institute for Quantum Computing (修士課程)
多重糖尿病バイオマーカー検出のためのリアルタイム監視マイクロ流体プラットフォームの設計と開発、佳作
工学部 Hesam Abouali（博士課程学生）
工学部サンジャナ・スリカント（研究員）
工学部 Mahla Poudineh（教授）
電子スピン共鳴とコンピュータ支援精子分析を組み合わせることによる男性不妊の検出、佳作
工学部 Veronika Magdanz（教授）
Fatemeh Fani Sani, Institute for Quantum Computing (博士研究員)
Peter Sprenger, Institute for Quantum Computing (スタッフ)
工学部 アーロン・ルイス（学部生）
尿QuLooの在宅量子測定 佳作
量子計算研究所 サバ・サデギ（職員）
Peter Sprenger, Institute for Quantum Computing (スタッフ)
Dmitry Akhmetzyanov, Institute for Quantum Computing (研究員)
Jiahui Chen、Institute for Quantum Computing (PhD 学生)
病理学のための量子ツール、佳作
Dusan Sarenac、Institute for Quantum Computing (研究者)
理学部エレナ・ミルコビッチ（教授）
理学部ドミトリー・プーシン（教授）
（リンク：https://uwaterloo.ca/news/university-relations/using-quantum-technologies-make-precise-early-stage）