传统的植入电极方法因其侵入性和潜在的电极损坏或移位风险而受到限制。而在最近，德国斯图加特大学的多学科联盟QHMI开发了一种全新的方法，使用量子传感器来检测微小而快速的神经信号，为非侵入性假肢控制提供了新的可能。
该解决方案基于光学检测磁共振 (ODMR) 设备，该设备由一小片掺杂有氮空位中心（简称NV中心）的金刚石制成。这些NV中心具有净电子自旋，因此表现得像像微小的条形磁铁。当绿色激光照射到它们时，它们会产生红色荧光信号。因此，当施加合适的微波磁场时，该荧光信号对外部磁场非常敏感，可用于以极高的精度测量神经信号。
控制NV中心自旋所需的微波磁场是使用由微波发射器驱动的合适线圈产生的，然后又使用任意波形发生器 (AWG) 生成该发射器的基带信号，以提供载波信号所需的相位和幅度调制。随后，携带神经磁场信息的荧光信号被光电二极管捕获、放大、滤波和数字化，以进行高级信号处理。
据悉，肌肉神经信号的磁场变化在10-100皮特斯拉量级，这比地球的磁场都还要小几个量级，传统的传感器无法检测这样微小的磁场变化，而使用量子传感器不但可以通过皮肤监测到肌肉的神经信号变化，甚至还可以进一步发展去检测飞特斯拉级别的大脑内信号的变化。
研究人员表示：“这是量子传感器探测器在现实世界中的首批应用之一，因为没有其他方法可以非侵入性地检测如此微小的磁场变化。”
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