Exercise ergometer in cardiomagnetic measurements

Abstract

Sydänlihaksen solujen yhdenaikaisen aktivaation seurauksena sydämessä esiintyy biosähköisiä virtoja, jotka synnyttävät heikon magneettikentän kehoon ja sen ulkopuolelle. Magnetokardiografialla (MKG) tarkoitetaan tämän magneettikentän mittaamista kehon ulkopuolelta ja kentän muutosta ajan kuluessa kutsutaan magnetokardiogrammiksi. Rasituksen aikana tehtyjä MKG-mittauksia käsitteleviä tutkimuksia on julkaistu vain vähän. Tehdyt tutkimukset ovat kohdistuneet terveisiin koehenkilöihin eikä yhtään potilasmittausta ole raportoitu. Yksi syy tähän on kaupallisesti saatavan, tarkoitukseen soveltuvan rasitusergometrin puuttuminen. Tavanomaisissa ergometreissä olevien magneettisten osien aiheuttamat häiriöt tekevät sydämen tuottaman heikon magneettikentän rekisteröinnin mahdottomaksi rasituksen aikana.

Tässä työssä rakennettiin rasitusergometri, jolla suoritettavan rasituskokeen yhteydessä voidaan rekisteröidä tutkittavan henkilön magnetokardiogrammi. Laitteen keskeisin piirre on, ettei se sisällä magneettisia osia. Ergometri kalibroitiin ja sillä tehtiin rasituskokeita yhteensä kymmenellä potilaalla ja terveellä koehenkilöllä. Mittauksissa rekisteröitiin tutkittavien magnetokardiogrammi, 12-kytkentäinen elektrokardiogrammi (EKG) sekä sähköiset pintapotentiaalit rasituksen aikana. Työssä tehtiin myös MKG-mittausten alustava analysointi.

Tehdyt rasituskokeet osoittivat, että myös liikuntaan tottumattomat ja huonokuntoiset potilaat pystyvät suorittamaan rasituskokeen ergometrillä. Kokeissa ergometri toimi ongelmitta eikä yhtään koetta jouduttu keskeyttämään tai peruuttamaan ergometristä johtuvista syistä. Mitatussa MKG-signaalissa ei havaittu ergometrin aiheuttamia häiriöitä.

Mittausdatan alustavan analyysin perusteella voidaan todeta sydänlihaksen iskemian olevan havaittavissa rasituksen aikaisella MKG-mittauksella. Vasemman sepelvaltimon ahtaumasta (LAD) kärsivistä potilaista puolella nähtiin välittömästi rasituksen jälkeen mitatun MKG:n ST-väliltä muodostetussa keskiarvokartassa yli 3 pT:n ero suurimman ja pienimmän arvon välillä. Terveillä koehenkilöillä tämä ero oli keskimäärin 1.7 pT.

MKG:n QRS-kompleksin ajalta muodostetun keskiarvokartan maksimiarvo oli kaikilla terveillä koehenkilöillä sekä LAD-potilailla levossa suurempi kuin välittömästi rasituksen päätyttyä. Oikean sepelvaltimon ahtaumasta (RCA) kärsivillä potilailla tilanne oli keskimäärin päinvastainen ja rasituksen jälkeen mitatusta MKG:sta QRS-kompleksin ajalta muodostetun keskiarvokartan maksimin suhde lepovaiheen vastaavan kartan maksimiin oli kaikilla RCA-potilailla suurempi kuin yhdelläkään muihin ryhmiin kuuluvista.