人体心脏的电生理活动伴随着丰富的磁信息,心磁图是通过检测人体心脏磁场进行成像的一种诊断技术,具有完全无创、无辐射、无接触、灵敏度高、早期诊断能力好等优点。在诊断缺血性心脏疾病、室性心律失常等方面,心磁图具有独特的应用潜力,是当前超导电子学应用领域的研究热点。　　 心磁信号非常微弱,典型的强度为数十皮特(pT,10-12 T),而环境磁场的强度达到了数十微特(μT,10-6T),其变化也高达数百纳特(nT,10-9T)。因而,高灵敏的磁传感器和高性能的噪声抑制是心磁技术的核心。　　 本文针对低成本的心磁应用,选择了成熟度较高的低温超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device,SQUID)作为磁传感器,使用线绕二阶轴向梯度计抑制环境噪声,实现了无屏蔽环境下微弱心磁信号的探测。针对硬件梯度计的场不平衡度,提出并实现了一种经济实用的室温预标定方法,通过与低温标定的比较,验证了该方法的有效性;研究了基于参考三轴磁强计的梯度计不平衡补偿技术,并进行了优化,显著提高了梯度计的噪声抑制性能。在此基础上,建立了以心电驱动小线圈产生模拟心磁的评估系统,提出了时域相关系数、特征峰相对比值和频域相关系数三个定量指标,有效评估了心磁信号的完整性。通过研究,掌握了心磁探测系统的核心技术一梯度计技术,研制的SQUID二阶梯度计的典型场不平衡度约为1:50,噪声抑制性能达到了30 dB以上,经软件补偿,抑制性能进一步提高到90 dB以上,多周期和平均单周期心磁信号的信噪比分别达到了5和80,心磁信号的完整性(和目标信号的相关性)达到了0.999。　　 在掌握心磁探测系统关键技术的基础上,本文解决了杜瓦射频屏蔽、三维机械传动系统、多点扫描定位系统等心磁系统辅助的相关技术,研究了通道间的串扰和多通道系统的标定,从而成功地研制了无屏蔽4通道心磁系统,并开发了系统配套的采集和处理软件。经测试和评估,多通道心磁系统的通道间串扰达到0.1％,通道间的一致性达到了1:1.019:1.013:1.024,磁场分辨率优于1 pT,工作频段0.1～100 Hz,可稳定工作于无屏蔽环境下。基于4通道心磁系统,本文测量了48点心磁阵列信号,覆盖人体胸腔的面积为24.5×20 cm2,并给出了波组图、等高线图、伪电流密度图等成像。　　 本研究工作为下一步开展心磁技术的临床研究打下了坚实的基础。