Диссертация (1024691), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Как правило,40многоканальные электроэнцефалографические системы также включают в составкомплексовииспользуютдляпараллельнойсМЭГзаписиэлектроэнцефалограмм. При этом пациент во время проведения обследованияразмещается в системе в положении «сидя» или «лежа».Вкачествевозможныхнаправленийразвитиямагнитоэнцефалографиинеобходимо отметить попытки ее применения в исследованиях электрическойактивности мозга детей и эмбрионов, находящихся в утробе матери [49, 50].1.5.2 МагнитокардиографияМагнитокардиография (МКГ) представляет собой регистрацию и анализмагнитных полей, обусловленных электрофизиологическими процессами всердце. В отличие от МЭГ, этот метод лишь недавно вступил в фазу широких истатистически значимых клинических испытаний в Европе и США.
Его широкоепризнание и использование в клинической практике возможно, однако, толькопослепубликацийрезультатовбольшогочиславысококачественныхмногоцентровых клинических исследований, которые еще предстоит провести.Среди возможных препятствий подобного признания МКГ необходимо отметитьконкуренцию других новых методов, таких, например, как магнитно-резонанснаятомография сердца, высокий «криогенный» барьер, относительно высокуюстоимость вложений (однако, гораздо меньшую по сравнению с МРТ сердца), иопределенныйконсерватизмкардиологов,иихявноепредпочтениеканатомической визуализации. Тем не менее, при внедрении в широкуюклиническую практику именно магнитокардиография может дать наибольшийсоциально-экономический эффект среди всех биомагнитных методов, посколькуона предлагает полностью неинвазивный и быстрый тест основных заболеванийсердца и связанных с ними рисков, включая инфаркт миокарда.
МКГ такжеидеально подходит для массового скрининга населения и неинвазивногомониторинга медикаментозной терапии. Большинство текущих клиническихисследований с использованием МКГ связано с изучением различных аспектов41заболеваний коронарных артерий - ишемической болезни сердца (ИБС),исследованием природы различных аритмий и медикаментозной терапией.
Вкачестве примеров можно привести результаты недавних МКГ-исследований,документальноподтвердившихвозможностьпредсказаниязаболеваниякоронарных артерий у пациентов с острой грудной болью [51], а такжеопределения аномалий процесса реполяризации сердца в покое (предикторпотенциальногоинфарктамиокарда)упациентовснеизмененнойилималоизмененной ЭКГ и отрицательным результатом теста с тропонином [52].По аналогии с МЭГ, МКГ определяется результатом коллективного действияионных токов в сердечной мышце [1, 40, 53]. «Электрическим» аналогом МКГкартирования с помощью СКВИД-магнитометров является многоканальноекартирование потенциалов на поверхности тела (ПКПТ), которое значительноточнее ЭКГ с 12-ю стандартными отведениями.
Однако в недавних исследованияхбыло убедительно показано, что МКГ может определять локальные электрическиеисточники в сердце, которые с помощью ЭКГ не определяются [54, 55].Значимость таких источников для качества диагностики в настоящее времяисследуется. Отклонение от ортогональности электрического и магнитного полейможет быть связано с анизотропией проводимости сердечной мышцы, котораяобъясняетнеэквивалентностьпредставленияМКГмагнитокардиосигналаиПКПТдля[56].Обычнодальнейшеговкачестведиагностическогоиспользования анализируют двумерную карту распределения интенсивностимагнитного поля Bz, и ее изменения на протяжении всего кардиоцикла или какогонибудь его сегмента.
В случаях, когда источник магнитного поля может бытьпредставлен в качестве точечного электрического или магнитного диполя,изменение его координат во времени и отклонение его поведения от «нормы»используется при оценке степени заболевания и процедуры классификации.Сравнение карт распределения магнитного поля и траекторий восстановленныхэлектрических источников в случаях «нормы» и различных заболеваний являетсяпроблемой для кардиологов, поскольку пока не существует готовых баз данных сточно сформулированными правилами для такого сравнения. Поэтому в42настоящий момент существует срочная необходимость в разработке описанияинтерпретации данных МКГ-обследований и автоматизации процесса ихклассификации,чтобыуменьшитьвероятностьпостановкикардиологомкоммерческихМКГ-систем,ошибочного диагноза [57, 58].Внастоящеевремяпоявилисьобразцыработающие в магнитно-экранированных камерах или открытом пространстве,однако большинство из них пока может рассматриваться только в качестведействующих прототипов [59-66].
При обеспечении технических условий, когдакачество МКГ-данных, получаемых без дополнительной магнитной экранировки,ухудшится незначительно, МКГ-системы для неэкранированного пространствапредставляютсянаиболеепредпочтительнымидляширокихклиническихприменений. Главное отличие МКГ-систем от МЭГ-систем заключается в том, чтоприемные элементы СКВИД-датчиков располагают в плоскости, и их количествообычно не превышает 50-100 штук, покрывая практически всю грудную клеткупациента.
Системы с существенно меньшим количеством датчиков также могутбыть использованы, особенно при работе в неэкранированном пространстве. Припроведении МКГ-исследования пациента располагают под криостатом соСКВИД-датчиками в положении лежа на специальной подвижной кровати. Приэтом параллельно регистрируют одно из стандартных отведений ЭКГ, котороеиспользуется для синхронизации данных МКГ-измерений. Известны такжеэкспериментальные МКГ-системы, которые включали в свой состав специальныйнемагнитный велоэргометр, что позволяло проводить МКГ-исследования вовремя физических нагрузок или сразу поле их окончания.В качестве отдельного направления развивается так называемая эмбриональнаямагнитокардиография(ЭМКГ)[64],т.е.бесконтактноеисследованиеэлектрической активности сердца плода, находящегося в утробе матери, котораятакже имеет хорошие шансы на широкое применение, поскольку в развитииэмбриона существует период времени, когда он электрически изолирован, ипоэтому невозможно сделать запись его ЭКГ.43Большинство исследований МКГ плода было сделано в МЭК с использованиемразличных МКГ-систем.
При таких условиях ЭМКГ является чувствительнымметодом для измерения стандартных кардиоинтервалов, вариабильности ритма,мониторирования нейроразвития плода, определения и классификации аритмий уплода, идентификации и трактовки факторов аритмогенного риска, таких, каквентрикулярное предвозбуждение или синдромы удлиненных QT и другихпатологических условий, которые могут угрожать жизни плода или выживаниюноворожденного после рождения [65-72].Среди производителей коммерческих МКГ-систем необходимо отметитьследующие компании: BMDSys Production GmbH (Германия) в Европе, HitachiLtd. В Японии, CardioMag Imaging, Inc. (CMI) в США.
Последняя компанияпровела процедуру сертификации производимых ею МКГ-систем в Food & DrugAdministration (FDA) США.1.5.3 Измерение магнитной восприимчивости печениИзмерение магнитной восприимчивости печени с использованием СКВИДмагнитометров не является методом визуализации, однако позволяет сделатьинтегральную оценку количества железа в печени [2, 40]. В клинической практикевозможность определения концентрации железа в печени является важнойзадачей, поскольку слабые сигналы, указывающие на недостаток железа упациентов,страдающих,например,малокровием,подавляютсяфизиологическими вариациями в организме человека или влиянием окружающейсреды.
При чувствительности СКВИД-магнитометра порядка 100 фТ/Гц1/2 можноразличить изменения концентрации железа порядка 10 микрограмм на грамм весапечени, в то время как их естественные вариации составляют величину порядка300 микрограмм на грамм. Печень здорового человека имеет концентрациюжелеза в пределах 50–500 мкг/г, в то время как при патологии может достигатьвеличины порядка 5000 мкг/г. Измерение магнитной восприимчивости печениприменяется в качестве замены периодической биопсии при мониторировании44медикаментознойтерапиизаболеванийкрови,связанныхснарушениемструктуры гемоглобина. К дополнительным преимуществам этого метода посравнению с биопсией следует отнести то обстоятельство, что естественныефлуктуации концентрации железа в печени не оказывают существенного влиянияна результат обследования. Метод был внедрен в клиническую практику в начале80-х годов [73] прошлого столетия, и с его помощью была оказана медицинскаяпомощьтысячампациентов.Методимеетхорошиеперспективыприиспользовании для ранней диагностики наследственного гемохроматоза до того,как он проявляется клинически, и его становится трудно лечить.
В Европе(Германия и Италия) использовании е данного метода диагностики оплачиваетсястраховыми компаниями.Измерения магнитной восприимчивости производят бесконтактно, располагаямагнитометрическую систему над областью печени, и с использованиемдополнительного поля подмагничивания амплитудой в несколько миллиТесла,постоянный градиент которого создается специальным сверхпроводниковыммагнитом. Во время измерений расстояние между СКВИД-датчиком и печеньюизменяетсяпосредствомпрограммируемогоперемещенияпациентаподмагнитометрической системой на подвижной кушетке. В пространстве междукриостатом и телом пациента размещают также пластиковый пакет с водой,который имитирует диамагнитную ткань человеческого тела.
При этомрегистрируются и усредняются изменения магнитного потока, которые несутинформацию о концентрации железа в печени [74]. Метод уже прошел процедурурегистрации в Европе и находится в процессе завершения этой процедуры вСША.1.5.4 Магнитно-резонансная томография в слабых магнитных поляхОсновные принципы магнитно-резонансной томографии описаны, например, в[2, 75] и не рассматривались в рамках настоящей работы. Отметим лишь, чтоугловая частота магнитного резонанса в магнитном поле B0 определятся45соотношением Лармора ω0 = γB0, где γ – гиромагнитное отношение. Для протоновω0/2π B0 = 42.58 MГц /Tл.В клинической практике магнитно-резонансная томография выполняется привысоких значениях статического магнитного поля, типичные величины которогосоставляют B0 = 1,5 - 4 T, поэтому регистрируемый сигнал находится врадиочастотном диапазоне.