Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ Bởi: ĐH Bách Khoa Y Sinh K50 Các ưu điểm từ tâm đồ Chúng ta biết rằng, hoạt động điện sinh học tim nguyên nhân tạo nguồn dòng, với mật độ i(x,y,z,t) Như nói, điện trường lẫn từ trường hình thành nguồn này, ngược lại, chúng tạo tượng điện sinh lý học: khử cực tái cực tế bào tim Một câu hỏi logic đặt liệu có thông tin nhận từ phép đo từ trường mà phép đo điện trường được? Khi câu hỏi xuất hiện, với sở lý thuyết biết, điện trường từ trường không hoàn toàn độc lập với nhau, nguyên nhân khác nguyên lý cho việc sử dụng MCG Chúng chia theo đặc điểm lý thuyết kỹ thuật Các đặc điểm lý thuyết dựa đặc tính phổ biến từ trường sinh học, đặc điểm kỹ thuật dựa đặc điểm trang bị dụng cụ Chúng đề cập đến phần Các ưu điểm mặt lý thuyết Đầu tiên, chất trường đạo trình điện từ tương đối khác nhau, mô tả phần 12.9 Nói xác, đạo trình từ lý tưởng nhạy cảm với thành phần tiếp tuyến nguồn kích hoạt đó, có đáp ứng đặc biệt bất thường kích hoạt (bởi nguồn kích hoạt bình thường chủ yếu thành phần hướng tâm) Hơn nữa, thành phần tiếp tuyến bị suy giảm ECG hiệu ứng Brody Một nhân tố khác tỉ số SNR trình ghi nhận điện từ bị ảnh hưởng yếu tố khác, có ưu điểm mặt thực tế việc sử dụng so với khác, có tương đồng mặt phương pháp chúng Hai là, độ từ thẩm mô độ từ thẩm không gian tự Do đó, độ nhạy MCG không bị ảnh hưởng điện trở suất cao mô phổi Chính điều này, ghi lại độ hoạt động điện mặt sau tim nhờ MCG từ phía sau vùng ngực Điều khó thực điện cực ECG đặt bên ngoài, 1/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ lại với điện cực đặt thực quản, nhiên lại bất tiện cho bệnh nhân Một ứng dụng quan trọng khác đặc điểm bật ghi MCG cho thai Trong giai đoạn định trình mang thai, gặp khó khăn lớn việc ghi ECG thai lớp mỡ cách điện bào thai Các ưu điểm kỹ thuật Ưu điểm khác biệt quan trọng, dò từ không tiếp xúc với đối tượng Có lợi không cần có trình chuẩn bị bề mặt da gắn điện cực (trong trường hợp người bệnh bị bỏng da ưu mấu chốt) Thứ 2, từ kế SQUID (Superconducting QUantum Interference Device- thiết bị can nhiễu lượng tử siêu dẫn) có khả đo tín hiệu chiều Chúng xuất với lên xuống đoạn S-T nhồi máu tim (Cohen et al., 1971; Cohen and Kaufman, 1975) Những tín hiệu gây khó khăn lớn để đo mặt điện Mặc dù giá trị lâm sàng chúng chứng minh, cần lưu ý khó khăn vấp phải việc thực phép đo điện nên có khảo sát điện chiều Những nhược điểm MCG Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc ECG sử dụng phổ biến MCG Một nguyên nhân quan trọng tính dễ ứng dụng lấy ví dụ, quan tâm đến nhịp tim ECG thể đơn giản nhiều Nguyên nhân việc đo MCG thời điểm gặp nhiều rắc rối mặt công nghệ đòi hỏi thiết bị phức tạp đắt tiền Cụ thể, thiết bị gồm có từ kế SQUID, heli lỏng môi trường nhiễu Nhờ phát triển công nghệ thiết bị SQUID, không cần phòng cách ly với bên MCG (trong tương lai gần, thao tác thiết bị SQUID nhiệt độ nitơ lỏng, nhờ chi phí hoạt động giảm đáng kể) Ứng dụng lâm sàng Ứng dụng lâm sàng MCG dựa lý thuyết (điện từ trường sinh học) đặc điểm kĩ thuật phương pháp đo Những lợi ích mặt kĩ thuật MCG đề cập phần 20.2.1 Các điểm bật mặt lý thuyết gồm có phân bố độ nhạy khác biệt MCG nguồn điện sinh học tim Một số nghiên cứu chất lượng chẩn đoán MCG công bố Để có nhìn tổng quan nghiên cứu trên, tìm đọc viết Siltanen (1989) Cơ thể người bệnh với nhóm bệnh tim khảo sát ECG, bao gồm nhồi máu, phình đại hụt dẫn Trong hầu hết nghiên cứu, MCG thu với phương pháp ánh xạ cách ghi lại thành phần x cường độ từ trường tim vài điểm ghi phía ngực mà không cần sử dụng chất vector cường độ 2/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ từ trường (Cohen McCaughan, 1972; Saarinen cộng sự, 1978) Ngoài có nhiều báo cáo liên quan đến việc ghi lại ba thành phần trường vector từ tim với phương pháp ánh xạ (Cohen Chandler, 1969; Rosen Inouye, 1975; Seppänen cộng sự, 1983; Shirae, Furukawa, Katayama, 1988; Sakauchi cộng sự, 1989) Trong phương pháp ánh xạ, số lượng điểm đo thường 30-40 Nếu tín hiệu ghi với từ kế đơn kênh (như thường thực có kích thước lưới đo lớn) giả sử có 1’ dành cho việc định vị từ kế, thêm 1’ cho việc thu thập liệu dẫn tới thời gian ghi tổng cộng cho bệnh nhân 1h Bằng cách sử dụng phương pháp ánh xạ cho bất thường liên quan đến tim, chất lượng chẩn đoán MCG, xét trung bình, giống với ECG Ở đây, tổng kết cách ngắn gọn kết thu nghiên cứu, thực Học viện Ragnar Granit với hợp tác Bệnh viện Đại học Tampere, nơi nghiên cứu chất lượng chẩn đoán MCG sử dụng hệ thống đạo trình đơn điểm (Oja, 1993) Có tổng cộng 526 đối tượng lựa chọn, có 290 người khỏe mạnh 236 người có rối loạn hoạt động tim, bao gồm chứng nhồi máu tim, phình đại tâm thất trái, hụt dẫn tâm thất hội chứng Wolf-Parkinson-White Phép phân tích thống kê biệt số tuyến tính bậc thang dùng để đánh giá chất lượng chẩn đoán VECG (sử dụng hệ thống đạo trình Frank) VMCG thực Sự sai khác VMCG đối tượng bình thường ảnh hưởng thể chất nghiên cứu Nousiainen cộng (Nousiainen, 1991; Nousiainen, Oja, Malmivuo, 1994ab) Và kết nghiên cứu hình thành nên sở cho việc đánh giá kết trình chẩn đoán VMCG Chất lượng chẩn đoán VECG VMCG lần so sánh khả phân biệt nhóm, gồm (1) đối tượng khỏe mạnh; bệnh nhân với (2) chứng nhồi máu tim vách trước, (3) nhồi máu tim dưới, (4) nhồi máu tim bên, (5) chứng phì đại tâm thất trái Khi sử dụng VECG, kết nhận tối ưu tổng cộng 30 thông số từ vector QRS đoạn ST-T sử dụng Trong VMCG, kết tối ưu nhận với việc sử dụng 11 thông số từ vector QRS từ đoạn ST-T Trong điều kiện trên, độ nhạy (ví dụ phần trăm phân loại xác) VECG VMCG nhau, 73.7% Chúng ta tăng tốc độ phân loại nhóm nói cách đáng kể chọn phần 30 thông số từ ECG phần lại từ MCG Với kết hợp này, tốc độ phân loại xác lên tới 81.4% Sự cải thiện chất lượng chẩn đoán dựa sở thực tế đạo trình MCG độc lập với đạo trình ECG Do đó, ECG MCG có chất lượng chẩn đoán số lượng bệnh nhân chẩn đoán xác nhau, nhóm phân loại lại không giống Bằng việc kết hợp ECG MCG, gọi EMCG (electromagnetocardiogram-điện từ tâm đồ), kết hợp nhóm bệnh nhân chẩn đoán đúng, minh họa hình 20.23 3/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ Trên sở nghiên cứu viết nghiên cứu khác có, rút kết luận liên quan đến chất lượng chẩn đoán MCG sau: phép đo MCG đơn điểm thực vị trí nhất, so với 30-40 điểm đo phương pháp ánh xạ, chất lượng phương pháp tốt chất lượng hệ thống ánh xạ chênh lệch đáng kể chất lượng chẩn đoán MCG so sánh với ECG Frank cách phân loại chẩn đoán ECG MCG không giống (nghĩa đối tượng cá thể phân loại nhóm không phương pháp số lượng bệnh nhân chẩn đoán nhau.) chất lượng chẩn đoán EMCG tốt ECG MCG riêng lẻ, EMCG sử dụng số lượng thông số ECG MCG Trong điều kiện tốt nhất, EMCG, cách kết hợp liệu điện từ, giảm số lượng bệnh nhân bị phân loại sai xuống khoảng nửa Cơ sở cho việc tăng chất lượng chẩn đoán phép đo từ sinh học Ý tưởng đằng sau việc tăng chất lượng chẩn đoán áp dụng phép ghi điện từ tâm đồ (mục trên) tảng việc ứng dụng phương pháp từ sinh học cho chẩn đoán lâm sàng nói chung nói rõ phần Nếu đạo trình MCG kết hợp tuyến tính đạo trình ECG (như trường hợp hình 20.3), nhóm bệnh nhân chẩn đoán phải lần kiểm tra Như trường hợp minh họa Willems Lesaffre (1987), người ECG 12 đạo trình VCG Frank có chất lượng chẩn đoán Việc kết hợp hệ thống đạo trình không làm tăng chất lượng chẩn đoán Điều tất nhiên, số hệ thống đạo trình tổ hợp tuyến tính hệ thống khác Nhưng, theo lý thuyết Helmholtz ra, đạo trình ECG MCG độc lập mặt toán học Do đó, thể người bệnh chẩn đoán với phương pháp có số lượng nhau, không giống Bởi với kết hợp tín hiệu ECG MCG, liên kết nhóm bệnh nhân chẩn đoán tăng chất lượng chẩn đoán mà chí không cần tăng số lượng thông số trình chẩn đoán Điều kết thực tế, phương pháp kết hợp, có + = đạo trình độc lập ECG MCG dựa mô hình lưỡng cực Nguyên lý minh họa hình 20.23, toàn dân số biểu thị vòng tròn lớn giả sử bệnh nhân chẩn đoán với ECG biểu thị vòng tròn nhỏ bên trong, người chẩn đoán với MCG biểu thị vòng tròn tương tự Nếu hệ thống ECG MCG có số lượng phép đo độc lập (ví dụ, dựa mô hình lưỡng cực), 4/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ chất lượng chẩn đoán chúng tương đương nhau, diện tích vòng tròn biểu thị cho số bệnh nhân chẩn đoán với hệ thống Bởi bệnh nhân chẩn đoán với ECG mà lại bị sai với MCG, ngược lại, với hệ thống chẩn đoán riêng rẽ dùng ECG MCG, tăng chất lượng chẩn đoán tổng cộng (nếu biết bệnh nhân chẩn đoán đúng, bệnh nhân bị chẩn đoán sai, chất lượng chẩn đoán dĩ nhiên 100%!) Chất lượng chẩn đoán tổng cộng tăng lên trình chẩn đoán bao gồm tín hiệu điện từ việc hình thành phép đo điện từ tâm đồ (EMCG) Chất lượng chẩn đoán hệ thống kết hợp vùng bao vòng tròn ECG MCG Đây nguyên lý đằng sau việc tăng chất lượng chẩn đoán, đạt với phương pháp từ sinh học cộng với chất lượng phương pháp điện sinh học Nguyên lý ứng dụng với phép đo từ tâm đồ mà ứng dụng với phép đo từ não đồ lĩnh vực khác liên quan đến từ sinh học Minh hoạ nguyên lý tăng chất lượng chẩn đoán việc sử dụng phép đo từ sinh học 5/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ (A) Nếu phương pháp điện từ (ECG MCG) dựa mô hình nguồn có số lượng biến độc lập, số bệnh nhân chẩn đoán phương pháp Sự phân bố độ nhạy hệ thống chênh lệch sai khác số lượng bệnh nhân chẩn đoán lớn Vì bệnh nhân chẩn đoán với phương pháp nên chất lượng chẩn đoán tổng cộng tăng lên cách sử dụng riêng rẽ phương pháp (B) Nếu trình chẩn đoán dựa kết hợp liệu mặt điện từ (EMCG), số bệnh nhân chẩn đoán tăng lên, vùng bao phương pháp Những kết luận tổng quát phép đo từ tâm đồ Dựa sở lý thuyết điện từ trường sinh học viết lĩnh vực nghiên cứu MCG, đưa kết luận tổng quát sau ứng dụng phép đo từ não đồ (Malmivuo, 1976): MCG đo đặc tính hoạt động điện tim Do đó, tảng mặt giá cả, sử dụng phương pháp trình ghi liệu mặt điện hoàn thành, ECG sử dụng, trừ có nguyên nhân kĩ thuật phải chọn MCG (ví dụ, với bệnh nhân bị bỏng da, ghi trường DC ) ECG đo trường điện thế, trường vô hướng Do đó, phép đo điểm đo đủ MCG đo từ trường, trường vector Do đó, phép đo MCG phải mô tả vector, cần phép đo trực giao điểm đo để thu toàn thông tin có (Malmivuo, 1976; Oostendorp, van Oosterom, Huiskamp, 1992) Trong MCG, quan tâm đến hoạt động điện toàn tim không bề mặt Do đó, để bù lại hiệu ứng lân cận, phép đo MCG cần thực cách đối xứng, đằng trước đằng sau ngực Thật ra, phép đo MCG từ phía sau làm tăng lượng thông tin thu phía sau tim, mà độ nhạy toàn đạo trình ECG thấp hiệu ứng cách ly phổi (Như ý phần trước, phép đo MEG, chủ yếu quan tâm đến hoạt động điện vỏ não Do đó, phép đo đơn cực thích hợp việc đo MEG hơn.) Trên sở viết MCG, phép đo đơn điểm không đối xứng có chất lượng chẩn đoán với phương pháp ánh xạ thành phần x từ trường phần phía trước ngực Sự kết hợp phép đo điện từ (ví dụ, ECG MCG) đưa tới chất lượng chẩn đoán tốt phương pháp đo riêng rẽ với số lượng thông số chẩn đoán, số phép đo độc lập tăng gấp đôi 6/6 ... lý ứng dụng với phép đo từ tâm đồ mà ứng dụng với phép đo từ não đồ lĩnh vực khác liên quan đến từ sinh học Minh hoạ nguyên lý tăng chất lượng chẩn đoán việc sử dụng phép đo từ sinh học 5/6 Ứng. .. MCG, gọi EMCG (electromagnetocardiogram-điện từ tâm đồ) , kết hợp nhóm bệnh nhân chẩn đoán đúng, minh họa hình 20.23 3/6 Ứng dụng lâm sàng từ tâm đồ Trên sở nghiên cứu viết nghiên cứu khác có,... đoán phép đo từ sinh học Ý tưởng đằng sau việc tăng chất lượng chẩn đoán áp dụng phép ghi điện từ tâm đồ (mục trên) tảng việc ứng dụng phương pháp từ sinh học cho chẩn đoán lâm sàng nói chung