电极被放置在患者的胸部区域，以记录心脏的电活动——例如，确定心律是否如此不规则以至于需要治疗；体检时，心电图可以作为一种诊断工具。在检查胎儿心脏的电活动时，情况并非如此——显而易见的原因是，不可能在胎儿的胸部区域放置电极，这使得心电图在这种情况下不可行。相反，医生通常试图通过进行超声扫描来获得心脏电活动的印象；然而，如果心脏跳动过快或过慢，那么它将无法提供准确的答案。在可预见的未来，这些与胎儿心脏电活动检查相关的问题将很快得到解决——这要归功于哥本哈根大学两组科学家的共同努力：来自尼尔斯玻尔研究所(NBI)的量子光学(Quantum Ops)分别来自生物医学科学系。

在一篇研究论文中——两个小组刚刚发表在《科学报告》杂志上——他们描述了一个实验，该实验表明，确实有可能详细了解胎儿心脏的电活动。也就是说，如果你把一个铯原子锁放在一个封闭的玻璃池里。“我们的下一个挑战是将这项技术集成到诊断传感器中——这是可行的，”Quantop的助理教授卡斯珀延森说。Kasjensen和Quantop的负责人尤金波尔齐克(Eugene Polzik)教授一直负责这项实验，只要用锁定的铯原子进行测试。生物医学系的副教授Bo Hjorth Bentzen协调了实验的生物学部分，包括使用离体的豚鼠心脏。

原子云

锁定的铯原子云是为观察和测量定制的技术的基石。Eugene Polzik和他的团队多年来一直在Quantop中改进它，并将其应用于许多任务。简而言之，这项技术允许在量子水平上进行极其精确的观察和测量——如果某些波长的激光穿过锁定的原子云。Quantop目前参与了一个旨在通过“原子云原理”提高引力波探测器能力的项目。“锁定的铯原子可以探测到非常小的磁场。这就是为什么我们也开始研究这项技术，将其作为测量胎儿心脏电活动的一种可能方法——通过孕妇的腹部。我们的实验表明这确实是可能的——我们也在科学报告中得出结论，”卡斯珀延森说。".

豚鼠心脏

为了进行实验，Quantop科学家需要他们可以测量的心脏——这些心脏是由生物医学科学系的副教授Bo Hjorth Bentzen和他的团队提供的。

他们选择了豚鼠心脏，其大小与大约20周大的胎儿相似——在许多其他方面也非常适合这种实验，心律分析专家Bo Hjorth Bentzen说：“豚鼠的心律非常接近人类胎儿的心律——许多调节豚鼠心脏功能的蛋白质与人类的相应蛋白质相似。”在实验过程中，生物医学科学系的科学家根据丹麦兽医和食品管理局批准的计划，对总共六只豚鼠实施了安乐死。心脏通过手术从动物体内取出，冷却，然后运送到数百米外的NBI的Quantop。在Quantop中，心脏逐渐升温到体温——然后被放置在一个有机玻璃的房间里，在这里氧气和水以盐溶液的形式持续供应。这种环境使豚鼠的心脏开始跳动——这通常发生在接下来的三到四个小时内。

该设备被放置在一个磁屏蔽后面，以便保持所有外部电磁活动——当心脏跳动时，科学家通过有机玻璃墙测量器官的电活动。通过这种方式测量——在大约1厘米的距离，并且不将电极连接到心脏上——量子科学家模拟了通过将仪器直接放置在孕妇腹部上方来记录胎儿心脏电活动的情况。为了证明该设备可以检测由心脏问题引起的电信号，生物医学科学部的一组科学家向盐溶液中添加了一种化学物质，该溶液被不断泵入有机玻璃房间。这种化学物质改变了心脏中的电信号-(引发了类似于长QT综合征，遗传性心脏病相关的反应)-系统可以完全检测到它。

将来时

基于NBI方法的胎儿心电图检查的新设备可能会对未来的治疗产生重大影响。Niels Vejlstrup，医学博士，哥本哈根的Rigshospitalet心脏病专家：“这种设备可能与房室传导阻滞有关——这是一种罕见的障碍，可以阻断心脏的一些电脉冲。如果母亲患有狼疮或干燥综合征，胎儿就会出现房室传导阻滞——如果医生怀疑胎儿出现了房室传导阻滞，他们就会开始对母亲进行药物治疗，以保护胎儿。但是，目前我们评估胎儿的心脏传导系统是否真的严重受损只有一种选择——那就是超声扫描。这种方法充满了不确定性——当你直接测量胎儿心脏的电活动时，情况就不一样了，”Vejlstrup博士说。Niels Vejlstrup表示，Rigshospitalet热衷于参与临床试验以开发新方法，并补充说，这种方法对诊断所有其他类型的胎儿心律失常同样有益。

在室温下

全世界的科学家都在开发先进的测量系统——在某些情况下基于超导体或使用铷(一种化学元素)。然而，这些方法需要极端的温度-接近绝对零度在-273.15或200左右。在这两种情况下，温度将使这项技术“恰到好处”地融入到旨在检测胎儿心率的设备中。另一方面，我们的设备在室温下运行，这在这方面是一个优势。据估计，我们的医生可以在三年内开始使用我们的设备来测量胎儿的心脏电活动，”卡斯珀延森说。这种方法背后的原理也适用于其他形式的生物登记和检查，他说：“例如，在寻找癫痫症状时测量大脑活动。”