Když se řekne diamant, málokdo si představí zdravotnický přístroj. Fyzikům z Johannes Gutenberg University Mainz se ale podařilo právě pomocí titěrného diamantu zaznamenat magnetické pole vytvářené lidským srdcem.
Samotný senzor má objem menší než 0,5 milimetru krychlového a připomíná malý komolý jehlan. Přesto je dostatečně citlivý na to, aby zachytil velmi slabé magnetické změny spojené se srdeční činností.
Zařízení vzniklo během doktorského výzkumu Muhiba Omara ve skupině profesora Dmitryho Budkera. Výsledky tým zveřejnil 16. září 2026 v časopise Science Advances pod názvem Human Cardiac Measurements with Diamond Magnetometers.
EKG měří elektřinu, diamant magnetické pole
Klasické EKG sleduje elektrické napětí vznikající při práci srdce. Elektrody kvůli tomu musí být připevněné přímo na těle pacienta a naměřené hodnoty může ovlivňovat vodivost tkání mezi srdcem a pokožkou.
Magnetokardiografie na to jde jinak. Sleduje slabé magnetické pole, které elektrická aktivita srdce zároveň vytváří. Kontakt s pokožkou při tom není nutný.
Takové měření není novinkou. Dosud však obvykle vyžaduje velmi citlivé systémy SQUID nebo opticky čerpané magnetometry označované jako OPM. Právě tady má diamant zajímavou výhodu. Senzor z Mohuče pracuje při pokojové teplotě a díky malým rozměrům jej lze dostat velmi blízko k tělu.
Základem celé technologie jsou takzvaná dusík-vakantní centra, zkráceně NV centra. Jde o drobné poruchy v krystalové mřížce diamantu, kde jeden atom uhlíku nahradí dusík a sousední místo zůstane prázdné. Jejich kvantové vlastnosti jsou mimořádně citlivé na změny okolního magnetického pole.
„NV magnetometry se vyznačují rychlou inicializací, výbornou biokompatibilitou a stabilním provozem v širokém rozsahu teplot,“ uvedl Arne Wickenbrock, koordinátor projektu DIAQNOS.
V ordinacích ho zatím nehledejme
Diamantový senzor má ale před běžným nasazením ještě kus práce. Současné přístroje SQUID a OPM dokážou slabé signály zachytit citlivěji a lépe je oddělit od okolního magnetického šumu.
Výzkumníci proto zkoušejí magnetické pole před vstupem do samotného diamantu zesílit. Takzvané koncentrátory magnetického toku mohou podle týmu zvýšit intenzitu signálu v místě senzoru více než stonásobně.
Pokud se podaří citlivost dál zvýšit, nemusí zůstat pouze u srdce. Tým pracuje také na snímání magnetických signálů mozku a nervů. Jednou by tak podobné senzory mohly pomáhat při vyšetření epilepsie, sledování nervové aktivity během operací nebo při magnetoencefalografii.
Zajímavá je i možnost současně snímat dva body a porovnávat rozdíl jejich magnetického pole. Takový gradiometr by mohl například lépe oddělit srdeční aktivitu nenarozeného dítěte od srdečního rytmu matky.