Phân bố độ nhạy của các đạo trình MCG cơ bản

Trong phần này, sự phân bố độ nhạy của 1 từ kế đơn cuộn được tính toán theo phần 12.11. Sự phân bố độ nhạy này được xét cho trường hợp đối xứng trụ. Giả sử khoảng cách trước-sau của ngực là 210 mm và bán kính của mô hình tim hình cầu là 56 mm, được chỉ ra trong hình 20.13. Tâm của quả tim nằm cách lồng ngực trước 70 mm và 140 mm so với lồng ngực sau. Ngoài ra ta giả sử rằng bán kính của cuộn dây trong từ kế là 10 mm và khoảng cách từ tâm của nó đến lồng ngực là 30 mm. Do đó, khi từ kế được đặt ở phía trước hay sau ngực thì khoảng cách tối thiểu từ tâm của cuộn dây trong từ kế đến tâm của quả tim lần lượt là 100 mm hoặc 170 mm (Malmivuo, 1976). Các số đo này phù hợp với các phép đo đơn điểm đơn cực và lưỡng cực. Trong phần này giả sử rằng từ kế không có các cuộn bù, ví dụ như từ kế không phải làmáy đo trường năng lượng (gradiometer).

Các kích thước cho mô hình ngực và tim, và các khoảng cách đo trong phép đo đơn điểm đơn cực và lưỡng cực. (A) vị trí đo đơn cực (không đối xứng) ở mặt trước. (B) các vị trí đo lưỡng cực (đối xứng) ở mặt trước và mặt sau.

Như đã chú thích trong phần 12.11, trong trường hợp đối xứng trụ, dòng kích trường đạo trình (lead field current) có phương tiếp tuyến, và biên độ của nó độc lập với góc. Do đó, sự phân bố dòng kích trường đạo trình có thể xem như hàm của bán kính hướng tâm r từ trục đối xứng, với khoảng cách h từ từ kế là 1 tham số. Hình 20.14 minh họa sự phân bố độ nhạy bên trong phạm vi 100 mm của mô hình tim. Điều này được chỉ ra với một loạt các đường cong mô tả mật độ dòng kích trường đạo trình, là hàm của khoảng cách (hình 20.14A) và với các đường cong đẳng nhạy (isosensitivity) (hình 20.14B). Hình này cũng chỉ ra vị trí và kích thước của từ kế. Trường hợp đo này phù hợp với phép đo thành phần x của MHV sử dụng hệ thống đạo trình đơn điểm (đơn cực) không đối xứng tại phía trước ngực như đã minh họa trong hình 20.10. Hình 20.15 minh họa thông tin tương tự cho khoảng cách đo là 170 mm. Trường hợp này phù hợp với phép đo đơn cực tại phía sau của ngực.

Như có thể thấy trong hình 20.14, độ nhạy của phép đo đơn cực tập trung trên vùng trước của tim. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng lân cận.

Sự phân bố độ nhạy của một phép đo đơn cực (không đối xứng) bên trong phạm vi của mô hình tim với khoảng cách giữa 2 tâm là 100 mm. Trong hình cũng minh họa vị trí và kích thước của từ kế. Trường hợp đo này phù hợp với phép đo thành phần x của MHV với hệ thống đạo trình đơn điểm không đối xứng ở mặt trước ngực. (A) Sự phân bố độ nhạy trong phạm vi của tim. Khoảng cách tới từ kế, h, và khoảng cách tới trục r không được chỉ ra. (B) Các đường cong đẳng nhạy được minh họa bằng các đường đứt nét màu đen. Các đường mô tả dòng kích trường có màu xanh. Các kích thước h và r được biểu diễn trên thang

Sự phân bố độ nhạy của một phép đo đơn cực (không đối xứng) bên trong phạm vi mô hình tim với khoảng cách tâm-tâm giữa tim và từ kế là 170 mm. Trường hợp đo này phù hợp với phép đo thành phần x của MHV tại phía sau của ngực. (A) Sự phân bố độ nhạy bên trong phạm vi tim. h và r không được chỉ ra trên thang. (B) Các đường cong đẳng nhạy được minh họa bởi các đường đứt nét màu đen. Các dòng kích trường được biểu diễn bởi các đường liền nét màu xanh. Độ lớn của h và r được biểu diễn trên thang.

Hiệu ứng lân cận có thể được bù bằng cách sử dụng các phép đo lưỡng cực, mà ở đó 2 phép đo được thực hiện một cách đối xứng ở 2 phía đối diện của tim. Đây là trường hợp trong các hình 20.6 và 20.7, tương ứng với các hệ thống đạo trình (lưỡng cực) đối xứng XYZ và ABC. Đó cũng là trường hợp của phép đo thành phần x với hệ thống đạo trình đơn điểm đối xứng như đã chỉ ra trong hình 20.12.

Hình 20.16 minh họa sự phân bố độ nhạy trong phép đo lưỡng cực của thành phần dọc trục của từ trường. Bán kính cuộn dây trong từ kế vẫn là 10 mm. Khoảng cách tới từ tâm của tim tới từ kế ở cả 2 phía là 170 mm, bởi vì đây là khoảng cách tối thiểu trên vùng sau của ngực. Trường hợp đo này ứng với phép đo thành phần x của MHV trên cả 2 phía của ngực với hệ thống đạo trình đối xứng XYZ hoặc với hệ thống đạo trình đơn điểm đối xứng (đối với phép đo đối xứng của các thành phần y và z trong hệ thống đạo trình XYZ và cho tất cả các thành phần của hệ thống đạo trình ABC, các khoảng cách đo sẽ phải lớn hơn.). Trong hình này, mật độ các dòng kích trường đạo trình của các phép đo ở đằng trước và đằng sau được tính đến. Điều này tương ứng với việc tính tổng các tín hiệu MCG tương ứng. Cần chú ý rằng nhiễu của các phép đo trên cũng được tính đến. Do đó, thang độ nhạy của các hình 20.15 và 20.16 là thích hợp khi so sánh với biên độ các tín hiệu nhưng sẽ là không thích hợp khi so sánh với các tỉ số SNR.

Trong phép đo các thành phần y và z của hệ thống đạo trình đơn vị trí (đơn điểm ), trường hợp này không có đối xứng trục do các trường đo không có các thành phần dọc trục. Vì vậy, chúng ta phải giả sử rằng mô hình tim là một khối dẫn hình cầu, được bao quanh bởi các mô phổi cách điện. Hình 20.17 chỉ ra sự phân bố độ nhạy trong phép đo của thành phần y. Nó được chỉ ra trong cả 2 mặt phẳng zx và yz. Trong phép đo thành phần z, cường độ từ trường đảo dĩ nhiên là tương tự. Chú ý rằng, như đã đề cập đến trong phần 20.3.5, cường độ từ trường đảo này bằng một nửa cường độ trong phép đo thành phần x. Do đó cần phải có hệ số -2 trong phương trình 20.7.

Các hình 20.16 và 20.17 minh họa rằng hiệu ứng lân cận có thể được bù một cách rất chính xác nhờ phép đo lưỡng cực (đối xứng). Bởi vì vị trí phía trước của cuộn dây trong từ kế so với bề mặt phần thân trên trong phép đo lưỡng cực ở xa hơn trong phép đo đơn cực, nên độ nhạy của nó bị giảm đi so với độ nhạy của từ kế mặt sau. Tuy vậy cách sắp xếp đối xứng (lưỡng cực) được khuyến khích bởi vì nó dẫn đến sự phân bố độ nhạy gần với lý tưởng hơn.