钻石量子传感器，能以毫米的分辨率测量心脏电流，诊断心脏病

心脏问题，如心动过速和纤维性颤动，主要是由电流通过心脏传播的方式的缺陷引起的。不幸的是，医生很难研究这些缺陷，因为测量这些电流涉及高度侵入性的程序和暴露于X射线辐射。

幸运的是，还有其他选择。例如，心磁图(MCG)是间接测量心脏电流的一种有前途的替代方法。

这项技术包括感应由心脏电流引起的心脏附近磁场的微小变化，这可以通过完全无接触的方式完成。

为此，已经开发了适合于此目的的各种类型的量子传感器。然而，它们的空间分辨率仅限于厘米级:不足以检测毫米级传播的心脏电流。此外，这些传感器中的每一个都有其实际限制，例如尺寸和工作温度。

在发表在《通信物理》上的一项研究中，由日本东京工业大学(Tokyo Tech)副教授Takayuki Iwasaki领导的一个科学家小组现在开发了一种新的设置，可以在更高的分辨率下执行MCG。他们的方法基于包含氮空位的钻石量子传感器，氮空位充当特殊的磁“中心”，对心脏电流产生的弱磁场敏感。


但是，如何观察这些中枢的状态来提取关于心脏电流的信息呢？传感器也是荧光的，这意味着它很容易吸收特定频率的光，然后以不同的频率重新发射它们。重要的是，在氮空位处重新发射的光的强度根据外部磁场的强度和方向而变化。

研究小组创建了一个MCG设置，使用532纳米激光来激发钻石传感器，使用光电二极管来捕获重新发射的光子。他们还开发了数学模型，以准确地将这些捕获的光子与相应的磁场进行映射，进而与负责它们的心脏电流进行映射。