Từ tâm đồ và các phương pháp cơ bản trong từ tâm đồ
Năm 1963, hai nhà khoa học Baule và McFee đã lần đầu tiên phát hiện ra tín hiệu điện điện sinh học bằng từ tâm đồ (MCG). Phát hiện mới này mang lại tín hiệu lạc quan cho các nhà khoa học,người ta tin rằng MCG có thể thu được tín hiệu điện tim ...
Năm 1963, hai nhà khoa học Baule và McFee đã lần đầu tiên phát hiện ra tín hiệu điện điện sinh học bằng từ tâm đồ (MCG). Phát hiện mới này mang lại tín hiệu lạc quan cho các nhà khoa học,người ta tin rằng MCG có thể thu được tín hiệu điện tim như máy điện tim ECG .Mặc dù theo lý thuyết và thực nghiệm thì nó là điều không thể thực hiện được, MCG phải dùng rất nhiều điện cực (Rush, 1975). Ở phần 2.7 ta sẽ tìm đề cập thêm về vấn đề này,trong đó người ta kết hợp sử dụng ECG và MCG (EMCG),do đó người ta có thể giảm được một nửa khả năng chẩn đoán sai các bệnh về tim mạch so với trước đây khi sử chỉ sử dụng ECG.
Năm 1970, Baule và McFee đã đưa ra lý thuyết về trường vector từ tim. Nhờ đó, các nhà khoa đã phát triển thành vector từ tâm đồ (trong đó tim được coi như một lưỡng cực từ). Ngày nay,với công nghệ hiện đại nhưng khi nghiên cứu về MCG người ta vẫn phải dựa vào sơ đồ cấu tạo cơ bản đầu tiên về từ tâm đồ.
Hiện nay ,các nhà khoa học vẫn đang thử nghiệm thêm những ứng dụng của MCG, như nghiên cứu thêm về sự đột tử do nhồi máu cơ tim hay sự đào thải của tim đối với các thiết bị cấy từ bên ngoài.
Trong chương này chúng ta sẽ chủ yếu tìm hiểu về các ứng dụng của lưỡng cực tương đương hai chiều đối với tim và mối quan hệ giữa ECG-MCG.
Đo lưỡng cực từ tương đương hai chiều
Các điều kiện đầu:
Nguồn:Lưỡng cực hai chiều tại một vùng cố định.
Bộ dẫn:Có hạn,bộ dẫn khối thuần nhất (có thể không thuần nhất).
Bảng 17.1 là danh sách các mô hình nguồn và bộ dẫn ,ta có thể coi chúng như các đạo trình điện tâm đồ khác nhau. Từ bảng này, ta có thể biết được điện tâm đồ trong y học hiện đại (với 12 đạo trình chuẩn và hệ thống vector điện tâm đồ Frank(VECG)),một lưỡng cực được giữ cố định để dùng như mô hình nguồn điện tim.Thể tích bộ dẫn coi như không đáng kể trong 12 đạo trình ECG (hay có giới hạn) và đồng nhất trong VECG.
Từ tâm đồ được dùng để hỗ trợ đo hoạt động điện của tim. Do đó mô hình nguồn và bộ dẫn của từ tâm đồ phải cùng cấp độ với đồ điện tim. Nghĩa là trong ứng dụng y học mô hình nguồn là lưỡng cực từ. Bộ dẫn có thể thay đổi được do sự biến đổi của cơ tim và lượng máu bên trong nó.
Tín hiệu từ tâm đồ thu được hiển thị trên màn hình gồm ba thành phần như dạng hàm vô hướng thời gian, hay dạng vòng lặp vector. Trong đó dạng hiển thị vòng lặp vector là quan trọng nhất, vector tín hiệu từ tim là cơ sở cơ bản của hệ thống từ tâm đồ (hình 20.1).
Lưỡng cực từ là cơ sở cơ bản của hệ thống đo từ tâm đồ.
Phương pháp ánh xạ từ trường
Các điều kiện đầu:
Nguồn: Nguồn phân phát
Bộ dẫn: Vô hạn,đồng nhất.
Năm 1887, Augustus Waller đã nghiên cứu và tìm ra từ tâm đồ người. Sau đó ,người ta ứng dụng nó trong kĩ thuật phát xạ ánh xạ điện thế trên bề mặt ngực. Tuy nhiên trong ứng dụng y học nó vẫn chỉ là công cụ để nghiên cứu.
Tương tự, trong từ tâm đồ phương pháp từ trường phát xạ quanh ngực cũng chỉ là công cụ nghiên cứu cơ bản. Tuy nhiên, từ trường là một đại lượng vector có ba hướng trong không gian nên phương pháp phát xạ được ứng dụng để biểu thị các hướng thành phần của từ trường xung quanh ngực. Nó cũng được ứng dụng để biểu thị trên ô tọa độ trung tâm. Năm 1972, lần đầu tiên Cohen và McCaughan đưa ra dạng biểu diễn ô tọa độ. Sau đó ,người ta đưa nó về dạng chuẩn (Karp, 1981) gồm 6×6 vùng đo trên lồng ngực trước.
Theo thuyết trường đạo trình, phương pháp phát xạ thường đưa ra những tín hiệu bị méo được sinh ra từ bộ dẫn không đồng nhất ( giống với trạng thái làm việc của trường điện thế phát xạ). Người ta nhận ra rằng nếu sử dụng phương pháp cảm biến điện tử phát xạ sẽ làm giảm tỉ lệ nhiễu và có thể vận dụng dễ dàng.
Hình minh họa điểm tương tự giữa đạo trình điện trường và đạo trình từ trường. Nếu như từ trường được đo là đại lượng có hướng và cố định ,có trục đối xứng đặt xa so với tim thì trường đạo trình từ giống với trường đạo trình điện (ví dụ như đạo trình II),có trục đối xứng và tín hiệu thu được tương tự nhau.
Các phương pháp khác của từ tâm đồ
Để phân tích các chỉ số của tín hiệu MCG ta có thể dùng phương pháp xác định lưỡng cực từ tương đương hay phương pháp phát xạ,ngoài ra ta có thể áp dụng thêm một số phương pháp kĩ thuật. Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu về phương pháp định vị nguồn điện tim.
Định vị nguồn điện tim là phương pháp xác định những chỗ dị thường của tim hay những đường mạch dẫn trong nó. Nó có thể gây lên chứng loạn nhịp hay suy giảm hoạt động của tim. Ví dụ như trong đường mạch dẫn ở tim, điện tích hoạt động truyền trực tiếp từ cơ tâm nhĩ tới cơ tâm thất qua lớp chuyển tiếp tâm nhĩ thất ( AV junction). Người ta gọi nó là hội chứng Wolff-Parkinson-White hay WPW. Nếu một đường mạch dẫn từ khối tâm thất trở lại khối tâm nhĩ bị thoái hóa, nó sẽ làm tim đập nhanh hơn bình thường. Nếu khi dùng thuốc mà triệu chứng vẫn không kiểm soát được thì ta phải đưa bệnh nhân đi phẫu thuật. Do đó việc đầu tiên cần làm là giữ ổn định chu kì tim.
Trong nghiên cứu lâm sang ,việc định vị đường mạch dẫn theo cách thong thường phải mất vài tiếng đồng hồ. Để rút ngắn thời gian, người ta dùng một nguồn định vị đường dẫn tương đương bằng cách xác định điện thế trên bề mặt ngực. Bạn có thể tìm hiểu thêm phương pháp này trong cuốn sách của Gulrajani, Savard, và Roberge (1988).
Trong từ tâm đồ ,mục đích là để thay thế phương pháp định vị bằng cực điện bằng các phương pháp định vị từ. Phương pháp này có thể cải thiện được tính chính xác và những hạn chế của phương pháp sử dụng cực điện. Trong từ tâm đồ ,người ta định vị bằng cách lập bản đồ xác định khoảng 30-40 vị trí ở bề mặt trước của tim nhờ sử dụng đồng hồ đo từ đơn kênh và đồng hồ đa kênh. Phương pháp định vị sử dụng mô hình lưỡng cực điện là phương pháp cho kết quả rõ nhất. Bằng cách sử dụng mô hình bốn cực càng làm tăng tính chính xác của phương pháp hơn (Nenonen et al., 1991a). Độ chính xác còn phụ thuộc rất lớn vào sự chính xác của thể tích mạch dẫn. Độ sai lệch của đường mạch dẫn thực tế không quá 2-3cm so với yêu cầu.Bởi vì phương pháp định vị trong từ não đồ đòi hỏi tính chính xác ,phức tạp và giá cao hơn rất nhiều so với phương sử dụng cực điện. Ngày nay trong ứng dụng lâm sàng nó ngày càng được sử dụng phổ biến.
