基于 diamond 量子传感器的活体大鼠非侵入式磁心电图
医学物理
2024-05-07 v1 量子物理
摘要
磁心电图（MCG）已成为一种灵敏且精确的心血管疾病诊断方法，提供比传统技术更多的诊断信息。然而，传统MCG系统的传感器局限性，如大型体积和低温需求，阻碍了其广泛应用和深入理解。本研究提出一种基于负电荷氮空位（NV）中心的diamond量子传感器的高灵敏度、室温MCG系统。通过非侵入式测量，我们成功捕获了活体大鼠的心脏磁信号，其R波幅度约为20 pT。为检测这些极其微弱的生物磁信号，我们利用磁通浓缩等灵敏度提升技术。这些方法使我们同时实现了9 pT·Hz^{-1/2}的磁感度和5 mm的传感器规模。通过将NV中心的探测范围从细胞和分子水平扩展到活体生物体的宏观水平，我们开拓了固态量子传感技术在临床环境中的未来应用前景。
关键词
引用
@article{arxiv.2405.02376,
title = {Non-invasive magnetocardiography of living rat based on diamond quantum sensor},
author = {Ziyun Yu and Yijin Xie and Guodong Jin and Yunbin Zhu and Qi Zhang and Fazhan Shi and Fang-yan Wan and Hongmei Luo and Ai-hui Tang and Xing Rong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02376},
year = {2024}
}