論文の概要: Human Cardiac Measurements with Diamond Magnetometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18843v1
• Date: Mon, 26 Jan 2026 11:42:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-28 15:26:51.007352
• Title: Human Cardiac Measurements with Diamond Magnetometers
• Title（参考訳）: ダイヤモンド磁力計を用いた心臓の計測
• Authors: Muhib Omar, Magnus Benke, Shaowen Zhang, Jixing Zhang, Michael Kuebler, Pouya Sharbati, Ara Rahimpour, Arno Gueck, Maryna Kapitonova, Devyani Kadam, Carlos Rene Izquierdo Geiser, Jens Haller, Arno Trautmann, Katharina Jag-Lauber, Robert Roelver, Thanh-Duc Nguyen, Leonardo Gizzi, Michelle Schweizer, Mena Abdelsayed, Ingo Wickenbrock, Andrew M. Edmonds, Matthew Markham, Peter A. Koss, Oliver Schnell, Ulrich G. Hofmann, Tonio Ball, Juergen Beck, Dmitry Budker, Joerg Wrachtrup, Arne Wickenbrock,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づく量子センサを用いたヒト心臓磁気信号の直接的,非侵襲的,非接触的検出を実証した。 信号は、磁気心電図の痕跡を検出するために、数百から数千の心臓ビートで平均された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5065080552478527
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We demonstrate direct, non-invasive and non-contact detection of human cardiac magnetic signals using quantum sensors based on nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. Three configurations were employed recording magnetocardiography (MCG) signals in various shielded and unshielded environments. The signals were averaged over a few hundreds up to several thousands of heart beats to detect the MCG traces. The compact room-temperature NV sensors exhibit sensitivities of 6-26 pT/Hz^(1/2) with active sensing volumes below 0.5 mm^3, defining the performance level of the demonstrated MCG measurements. While the present signals are obtained by averaging, this performance already indicates a clear path toward single-shot MCG sensing. To move beyond shielded environments toward practical clinical use, strong noise suppression is required. To this end, we implement NV-based gradiometry and achieve efficient common-mode noise rejection, enabled by the intrinsically small sensing volume of NV sensors. Together, these multi-platform results obtained across diverse magnetic environments provide a solid foundation for translating quantum sensors into human medical diagnostics such as MCG and magnetoencephalography (MEG).
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心に基づく量子センサを用いてヒト心臓磁気信号の直接的,非侵襲的,非接触的検出を行う。 磁気心電図 (MCG) の信号は, 遮蔽環境と遮蔽環境の3つの構成が採用された。 MCGの痕跡を検出するために、信号は数百から数千の心拍数で平均された。 室温NVセンサの感度は6-26 pT/Hz^(1/2)で, 0.5 mm^3以下で, MCG測定の性能レベルが決定された。 現在の信号は平均化によって得られるが、この性能はシングルショットMCGセンシングへの明確な経路をすでに示している。 遮蔽環境を超えて実践的な臨床利用に移行するためには,強い騒音抑制が必要である。 そこで本研究では,NVセンサのセンサ容量を内在的に小さくすることで,NVに基づくグラジオメトリーを実装し,高効率なコモンモードノイズ除去を実現する。 様々な磁気環境にまたがって得られたこれらの多プラットフォーム結果は、MCGや脳磁図(MEG)などのヒトの医療診断に量子センサーを翻訳する基盤となる。

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