FI98267B - Laite sydämen ja hermoston muodostamien biosähköisten lähteiden mittaamiseksi yhdistämällä niiden biosähköisen toiminnan synnyttämän sähköisen ja magneettisen kentän mittauksista saatava informaatio - Google Patents

Description

98267 LAITE SYDÄMEN JA HERMOSTON MUODOSTAMIEN BIOSÄHKÖISTEN LÄHTEIDEN MITTAAMISEKSI YHDISTÄMÄLLÄ NIIDEN BIOSÄHKÖISEN TOIMINNAN SYNNYTTÄMÄN SÄHKÖISEN JA MAGNEETTISEN KENTÄN MITTAUKSISTA SAATAVA INFORMAATIO.

Keksinnön kohteena on laite jolla voidaan saada entistä tarkempaa informaatiota biosähköisen tilavuuslähteen rakenteesta ja toiminnasta käyttäen samanaikaisesti hyväksi mainitun biosähköisen toiminnan synnyttämien 5 sähköisen ja magneettisen kentän mittauksista saatavaa informaatiota. Laitetta voidaan käyttää sydänr.n ja aivojen muodostaman biosähköisen lähteen mittaamiseen.

Matemaattisten tosiasioiden vuoksi volyymilähteestä voidaan tehdä vain kolme riippumatonta bipolaarista 10 sähköistä mittausta. Nämä ovat ortogonaalisia, siis toisiaan vastaan kohtisuoria mittauksia. Niistä kunkin herkkyys on siis asianomaisen komponentin (koordinaat- tiakselin) suunnassa ja mittausherkkyyden itseisarvo on homogeend nen kautta koko sydämen alueen, kuva 1. Tyy- 15 pillisimmillään tämä toteutuu mitattaessa sydämen säh- . . köistä dipolia. Tätä mittausmenetelmää kutsutaan vekto- • · rikardiografiäksi, VKG.

# t · • ·· • · :V Kliinisessä käytössä olevassa 12-kytkentäisessä EKG- „111 2 järjestelmässä mittauksia tehdä myös muissa suunnissa t3.: 20 kuin koordinaattiakselien suunnissa. Tällöin kuitenkin, ainakin niiden mittausten kohdalla, jotka tehdään riit-tävän etäällä sydämestä, kaikki muut mittaukset ovat * .·. edellä mainittujen kolmen mittauksen lineaarisia kom- .···. binaatioita, eivätkä siis tuo uutta informaatiota ei- * · · 25 vätkä paranna menetelmän diagnostista kykyä (oikein • · V1: diagnosoitujen potilaiden prosentuaalista määrää).

m 9 9 9 999 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 9 9.

2 9 9 3 98267

Koska sähkövirta aina synnyttää myös magneettisen kentän, niin samoin biologisen kudoksen biosähköinen toiminta synnyttää biosähköisen kentän lisäksi myös biomagneettisen kentän. Sydämen biosähköisen toiminnan 5 synnyttämän magneettikentän mittaus on nimeltään magnetokardiogrammi, MKG, ja aivojen biosähköisen toiminnan synnyttämän magneettikentän mittaus on nimeltään magne-toenkefalogrammi, MEG.

Samoin kuin sähköisiä mittauksia, voidaan volyymiläh-10 teestä tehdä myös magneettisia mittauksia vain kolme ortogonaalieta, siis toisiaan vastaan kohtisuoraa riippumatonta bipolaarista mittausta. Nämä muodostavat volyymilähteen biosähköisen toiminnan muodostaman magneettisen dipolin mittaamisen. Näiden herkkyysjakautuma 15 on sähköisen mittauksen herkkyysjakautumasta oleellisesti poikkeava. Magneettisen mittauksen herkkyysjakautuma on (sylinterisymmetrisessä tapauksessa) kauttaaltaan tangentiaalisessa suunnassa symmetria-akseliin (koordinaattiakseliin) nähden. Herkkyyden itseisarvo on 20 suoraan verrannollinen etäisyyteen symmetria-akselista, kuva 2.

Koska myös magneettisen dipolin mittaus muodostuu kolmesta riippumattomasta komponentista, on luonnollista, että magneettisella mittauksella biosähköisestä läh- * *· 25 teestä saadaan samaa suuruusluokkaa oleva määrä infor- • · · • ·· .1 .* maatiota kuin sähköiselläkin mittauksella. Siksi oikein • e · : * diagnosoitujen potilaiden lukumäärä on samaa suuruus- «·· ***\ luokkaa sekä MKG:ssa että BKGrssa, (ja vastaavasti myös *· *5 MBG:ssä ja BEG:ssä) . Nämä oikein diagnosoitujen poti- *.! : 30 laiden joukot eivät kuitenkaan ole identtiset, koska sähköisen ja magneettisen mittauksen herkkyysjakautumat poikkeavat oleellisesti toisistaan. Tätä on havainnoi- listettu kuvassa 3. Siinä kirjaimella P merkitty suuri / ; ympyrä tarkoittaa koko potilasmateriaalia. Sen sisällä *· *| 35 oleva ympyrä B tarkoittaa sähköisesti mitattuun signaa- ····· liin perustuvalla diagnoosilla oikein diagnosoitua :[**: potilasjoukkoa. Toinen suunnilleen saman kokoinen ympy- ·· · • · · v · • · 3 98267 rä N tarkoittaa magneettisesti mitattuun signaaliin perustuvalla diagnoosilla oikein diagnosoitua potilasjoukkoa. Alueet E ja M menevät osittain päällekkäin. Päällekkäin olevan alueen edustamat potilaat ovat nii-5 tä, jotka on diagnosoitu oikein kummallakin menetelmällä. Koska kyseessä on tilastollinen analyysi, ei luonnollisestikaan voida tietää keitä ovat ne potilaat, jotka on diagnosoitu oikein tai väärin jommallakummalla menetelmällä.

10 Jo aivan biomagneettisten mittausten alkuvaiheessa magneettisen mittauksen kanssa on tehty samanaikaisesti myös biosähköisen lähteen sähköisiä mittauksia. Näiden mittausten informaatiota ei kuitenkaan ole yhdistetty vaan sähköistä mittausta on joko käytetty synkronoin-15 tisignaalina jaksollisen magneettisen signaalin kes- kiarvottamiseksi sydämen magneettikenttää mitattaessa tai vertaamalla erikseen sähköisillä mittauksilla tehtyä diagnoosia tai lähdepaikannusta erikseen magneettisilla mittauksilla tehtyyn diagnoosiin tai lähdepaikan-20 nuksen. Tätä havainnollistetaan kuvassa 4.

Kun lähteen mittaus tai potilasdiagnoosi tehdään toisaalta sähköisten mittausten ja toisaalta magneettisten mittausten perusteella erikseen, vaikkakin samanaikai-·,·. sesti, ei ole mahdollista tietää ketkä ovat ne poti- • · s 25 laat, joiden kohdalla sähköiseen mittaukseen perustuva [l I· diagnoosi on väärä, mutta magneettiseen mittauksen * · · 5 ·* ' perustuva diagnoosi on oikea, tai päinvastoin. Tämän -··:* vuoksi magneettisilla mittauksilla ei ole päästy säh- *.**: köisiä mittauksia parempaan tarkkuuteen lähdepaikannuk- ··· : 30 sessa tai parempaan diagnostiseen kykyyn, vaikka sa malle potilasmateriaalille tehtäisiinkin sekä sähköi- : seen mittaukseen perustuva diagnoosi että magneettiseen ··· t*r; mittaukseen perustuva diagnoosi.

• _ • · - - - - • · · ** ** Keksinnön kohteena on havainto, että koska sähköisen * 35 dipolin mittauksessa käytettävät kolme riippumatonta mittausta ja magneettisen dipolin mittauksessa käytet-··· .......

♦ · · • ♦ · • · • · 98267 tävät kolme riippumatonta mittausta ovat vielä keskenään riippumattomia, voidaan yhdistämällä sähköinen ja magneettinen mittaus saada kaikkiaan kuusi riippumatonta mittausta mikä parantaa oleellisesti lähteestä saa-5 tavan informaation määrää. Sydäntutkimuksissa tätä menetelmää voidaan kutsua nimellä elektromagnetokar-diografia, EMCG.

Keksinnön oleellinen etu on, että tällä menetelmällä voidaan yhdistää sähköisen signaalin mittauksen perus-10 teella ja magneettisen signaalin mittauksen perusteella oikein diagnosoidut potilasmateriaalit. Kokeellisesti on voitu osoittaa, että näin voidaan saavuttaa sellainen diagnostisen kyvyn paraneminen, jossa väärin dxag-nosoitujen potilaiden määrä putoaa jopa puoleen ilman 15 että lisätään diagnoosissa käytettävien parametrien kokonaismäärää. Tätä on havainnollistettu kuvassa 5 alueella E&M, joka peittää yhteensä alueet E ja M, edustaen sitä potilasjoukkoa, joka on diagnosoitu oikein menetelmällä, jossa on yhdistetty sähköisesti ja 20 magneettisesti mitatut signaalit.

Aivojen ja muiden biosähköisiä signaaleja tuottavien kudosten biosähköisen toiminnan sähköisen ja magneettisen mittauksen herkkyysjakautumat noudattavat soveltu-•a.( vin kohdin edellä mainittuja sydämen biosähköisen toi- f*. 25 minnan sähköiseen ja magneettiseen mittaukseen liitty- |; *· viä herkkyys jakautumia. Samoin näiden kudosten raken- • ·’ teestä ja toiminnasta tehtävät johtopäätökset perustu- vat niistä mitattujen käyrien parametrien mittaamiseen.

• · • · · i ·· • · :T: Mitä edellä on puhuttu sähköisen ja magneettisen dipo- 30 lilähteen mittauksesta voidaan suoraan soveltaa myös : korkeamman kertaluvun lähteiden, siis kvadrupolin, ··· j·;·, oktupolin jne. mittaukseen.

m m · • e · • ·» « · 9 . .

• · * : • mm m· m mmm m m m m

Claims (3)

1. 5 98267 PATENTTIVAATIMUS
2. 1. Laite sydämen ja hermoston biosähköisen toiminnan mittaamiseksi, joka käsittää sekä elimet kohteen synnyttämän sähkökentän mittaamiseksi että elimet kohteen 5 synnyttämän magneettikentän mittaamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää elimet molemmista kentistä saatujen signaalien tallettamiseksi rinnakkain samanarvoisina ja toisistaan riippumattomina ja tietokoneohjelman parametrien valitsemiseksi ja laskemiseksi 10 molemmista näistä signaaleista vapaasti paremmuus-j ärj estyksessä.
3. 1. Anordning för mätning av hjärtmuskelns och nervsyetemets bioelektriska källor, som omfattar bäde 15 system för mätning av elektriska fält och system för „ , mätning av magnetiskä fält, kännetecknad därav, att i den ingär ett system för lagring av de bäda * · i •" f ältsignalema säsom likvärdiga och av varandra ; V oberoende och ett datorprogram som väljer och bestämmer 20 parametrar frän de här signaler i rangordning. 9 e S ·« 9 9 M· »· * • · e »· · 0 9 099 900 it: 9 # • · 0 9 9 0 09 9 9 9 • · 999 t : 990 00 · l ·: # ·