Eteisaktivaation magnetokardiografiakartoitusten spatiaalisia ja temporaalisia analyysimenetelmiä

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2004
Major/Subject
Lääketieteellinen tekniikka
Mcode
Tfy-99
Degree programme
Language
fi
Pages
72
Series
Abstract
Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia of the heart requiring hospitalization. AF is not generally fatal, but it heavily increases the risk of thrombi (blood cloth). Symptoms of AF have been reported to significantly reduce the quality of life. Several cardiovascular diseases expose to AF. However, approximately quarter of the patients (lone AF) have no cardiac or other underlying disease. In this thesis, methods were studied and created to examine the human atria using especially magnetocardiography (MCG). The work is a part of a research line that includes also the MCG measurements at the BioMag laboratory located at the Helsinki University Central Hospital. The subject matter of the thesis is three-fold: The software for MCG-measurements was modified, and different noise suppression methods were presented. Especially two noise-model based adaptive filters were compared. The filters may be used to suppress the power-line interference in bio magnetic recordings. A method for multichannel time alignment based on pattern recognition was developed utilizing correlations between waveforms. The method can be used to time align the atrial and ventricular waves independently in bio magnetic recordings. The accuracy of the method was found to be good. Magnetic multipole expansion was used to interpolate the MCG mappings for visualisation and gradient analysis. Previously used to analyse the ventricular activation, the gradient analysis of the MCG mappings was applied to study and parameterize the atrial activation. Through the gradient analysis it is also possible to create so-called pseudo-current map that describes the current induced by the heart in the human body. During this work it was also found that it is quite common that the atrial waves present two or even three different morphologies in the mappings of both patients and healthy volunteers. Changes in the signal morphology suggest different conduction pathways in the atria. In addition, it seems feasible to separate the healthy volunteers from the patients suffering from lone AF on the grounds of the direction of the pseudo-current during the latter part of the atrial activation.

Sydämen eteisvärinä (EV) on yleisin sairaalahoitoa vaativa rytmihäiriö. EV ei yleensä johda kuolemaan, mutta se lisää voimakkaasti tromboembolisaatioiden (veritulppa) riskiä. Taudin aiheuttamat oireet sekä sairauden tuntemukset laskevat elämän laatua selvästi. Monien sydän- ja verisuonisairauksien on havaittu altistavan eteisvärinälle. Kuitenkaan neljänneksellä potilaista ei todeta EV:n lisäksi muuta sydänsairautta tai altistavaa syytä (idiopaattinen EV). Tässä työssä tutkittiin ja kehitettiin menetelmiä sydämen eteisten toiminnan tutkimiseksi erityisesti magnetokardiogrammin (MKG) avulla. Työ on osa eteisvärinäalttiuden arviointiin keskittyvää hanketta, johon kuuluvat myös MKG-mittaukset Helsingin Yliopistollisessa Keskussairaalassa sijaitsevassa BioMag-laboratoriossa. Työn aihepiiri jakautuu kolmeen osa-alueeseen: Työssä muokattiin MKG-mittausohjelmistoa sekä esiteltiin käytössä olevia ja käyttöön tulevia häiriönpoistomenetelmiä. Erityisesti verrattiin kahta häiriömalliin perustuvaa suodinta, joita voidaan käyttää biosähkömagneettisissa mittauksissa toisinaan esiintyvien verkkovirtahäiriöiden vähentämiseen. Aaltomuotojen korrelaation avulla luotiin hahmontunnistukseen perustuva monikanavainen sydänsignaalin aaltomuotojen ajoitusmenetelmä, jolla voidaan ajoittaa kammiokompleksien lisäksi myös eteisaallot toisistaan riippumatta. Menetelmän ajoitustarkkuuden havaittiin olevan hyvä. Työssä käytettiin magneettista muitipolikehitelmää MKG-kartoitusten interpoloimisessa visualisointia sekä gradienttianalyysia varten. Aiemmin kammioaktivaation tutkimiseen käytettyä MKG-kartoituksen gradienttianalyysia sovellettiin eteisaaltojen parametrisoinnissa. Gradienttianalyysin avulla voidaan tuottaa myös nk. pseudovirtakartta, joka kuvaa sydämen toiminnan aiheuttamaa virtaa kehossa. Työn aikana havaittiin, että eteisaaltojen morfologia vaihtelee sekä potilailla että terveillä kahden tai jopa kolmen muodon välillä ilman liukumaa. Morfologiamuutokset viittaavat aktivaation johtumisreittien muuttumiseen. Lisäksi eteisaallon loppuosan pseudovirran suunnan perusteella näyttää olevan mahdollista erotella terveet ja idiopaattisesta, lisälyöntilähtöisestä EV:stä kärsivät potilaat.
Description
Supervisor
Katila, Toivo
Thesis advisor
Montonen, Juha
Nenonen, Jukka
Keywords
magnetocardiography (MCG), magnetokardiografia (MKG), electrocardiography (ECG), elektrokardiografia (EKG), signal processing, signaalinkäsittely
Other note
Citation