心電圖一定要貼電極嗎？鑽石量子感測器在室溫下不碰皮膚量到心臟磁場，德國團隊實測

如果你做過心電圖，應該記得那幾片黏在胸口的電極貼片。來源指出，在燒傷等情況下，電極甚至沒辦法直接貼上皮膚。德國美因茲約翰尼斯古騰堡大學（JGU）團隊示範了另一條路：不碰皮膚，直接量心臟的磁場。

鑽石裡的一個小缺陷，就是感測器

團隊用的是鑽石中的「氮空位中心」（NV）：鑽石晶格裡本來該是碳原子的位置被氮原子取代，而它旁邊剛好又缺了一個原子。講白話，就是鑽石結構上的一個小瑕疵，反而變成極靈敏的探頭，靠觀察它的能階變化，就能量出磁場、電場、溫度與機械應力。

不碰皮膚的心臟訊號

目前量心臟活動有兩條路：心電圖（ECG）用皮膚電極量電活動，心磁圖（MCG）則量磁場。來源指出，ECG 會受到不同人體組織導電度差異影響，燒傷等情況下甚至沒辦法把電極貼上去；MCG 不需接觸皮膚，也幾乎不受組織導電度左右，但長年得依賴昂貴複雜的超導量子干涉元件（SQUID）與光泵浦磁力計（OPM）。

JGU 這顆感測器是一個體積小於 0.5 立方公釐的截頂鑽石金字塔，做成光纖式、可攜的內視鏡形式，而且不需要磁偏置場，在室溫下就能運作。翻成人話：不必配一整套昂貴又複雜的量測系統，它可以直接貼在病人身上任何想量的位置。

三套系統一起上場

DIAQNOS 計畫由 JGU、斯圖加特與弗萊堡大學，以及新創公司 Q.ANT GmbH 分別開發的三套系統共同量測心臟磁場，並整理出還缺哪些改進。Wickenbrock 說：「我們與神經外科醫師密切合作，確保我們的技術不會只留在實驗室裡。」

還沒贏，但路已經看得到

研究也誠實寫下差距：NV 鑽石磁力計的靈敏度與訊噪比目前仍不如 SQUID 與 OPM。補救方向之一是「磁通聚集器」，把磁力線集中到鑽石裡放大訊號；來源指出，靠 NV 感測器的小體積，放大幅度可超過 100 倍，而室溫磁通聚集器正是協調作者 Omar 的主攻方向。

Arne Wickenbrock 表示：「NV 磁力計的特點是快速初始化、優異的生物相容性，以及在寬溫域內穩定運作。」他也說：「這些成果是超過十年開發工作的產物。」

研究團隊提到的延伸用途不只心臟：心肌炎或癲癇的早期偵測、母體與胎兒心跳訊號的非侵入分離、腫瘤手術中的神經監測，甚至室溫可攜式腦磁圖與下一代腦機介面。

對正在追蹤心律不整、或準備去做心電圖的人來說，這還不是明天就能用上的東西，但方向很清楚。量子技術這幾年最常上新聞的是算力競賽，這回它安靜地量了一次心跳。

資料來源

Phys.org：Diamond quantum sensors can detect heart magnetism at room temperature without skin contact｜論文：Muhib Omar et al., “Human cardiac measurements with diamond magnetometers,” Science Advances (2026)，DOI: 10.1126/sciadv.aeg5281｜研究單位：美因茲約翰尼斯古騰堡大學 PRISMA++ 卓越叢集、亥姆霍茲研究所美因茲、DIAQNOS 計畫（協調人 Arne Wickenbrock、Dmitry Budker 研究群）