人体磁场的医学应用与心磁图解析

人体磁场的医学应用与心磁图人体磁场的产生生物电流：人体中氧化还原反应的进行引起电子的转移或离子的移动，形成生物电流。由于运动的电荷产生磁场，因此凡产生生物电信号的部位均产生生物磁信号。如：心磁场、脑磁场、神经磁场、肌磁场。生物磁性物质：人体组织内某些物质有一定的磁性。如肝、脾含有较多铁质，在地磁场的作用下产生感应磁场。外界磁性物质的剩余磁场：由于环境或职业原因，强磁性物质如含铁尘埃，磁铁粉矿进入人体，在地磁场作用下被磁化，产生剩余磁场。例如：肺磁场。人体自身产生的磁场：表现在人的经络和穴位点可以测出磁性。1.肺磁场：强度在人体磁场中最大，约为10∧-7~10∧-4Gs。由侵入肺中的强磁性物质产生。有人预言：肺磁图很可能成为临床上广为应用的具有划时代意义的一种检查技术。2.眼磁场：非常微弱，约为10∧-9~10∧-8Gs。3.肌磁场：人体骨骼肌运动时产生肌电流，从而产生磁场。4.穴位磁场：现代科学测定人体穴位有一定范围磁场，是人体磁场活动的敏感点。外加磁场（磁片或者电磁疗机）能改变穴位磁场的方向和强度，这是磁场作用于穴位治疗疾病的一个基本原理。心磁场与心磁图（MCG）溯源：1963年Baule和McFee首次用线圈式磁量计测得心脏磁场，磁场极为微弱，最大振幅仅50pT，只有地球磁场的百万分之一。1970年，心磁图被超导量子干扰磁力计测获。美国CMI-9通道低温超导心磁图检查仪心磁场技术(MCG)原理心电图是心肌细胞兴奋产生的活动电流引发生物电信号在人体体表测定得出的结果。同样的活动电流也会在其周围产生磁场，这个磁场在体表测得的结果即为心磁图。即人体心磁场强度随时间的变化曲线。心磁图应用领域1、诊断冠心病心肌缺血。2、诊断高血压左室肥厚。3、对预激综合征旁道的定位准确性较高。4、用于胎儿心肌肥厚和心律失常的诊断。优点——和心电图的比较1.磁信号比电信号微弱，但是更稳定，因为人体组织属于非磁性物质，磁导率和在真空中近似相同，所以不受肺、胸壁、肋骨等介质的干扰，得到的结果更加可靠。2.对与环形电流和大小相等方向相反的电流，电效应相互抵消，无法在心电图上显示，但会产生明显的磁效应，显示在心磁图上。3.心电图电极与皮肤直接接触，电极与皮肤产生极化电压，因此心电图使用的是相对基线。传感器探头不接触人体皮肤，从而避免了由此产生的误差。同时，探头是一个收集装置，没有发射源，所以是无辐射和绝对无创的。心磁图的测获1.屏蔽室、检查床：提供相对五外磁场干扰的理性检测环境。2.信号采集装置：信号的采集需要用敏感的仪器获得微弱的磁信号。目前较为通用的传感器被称为超导量子干涉器。它采用液氮冷却到-269℃，能够探测非常微弱的心磁信号。3.信号处理装置：配置较高的计算机，通过信号的采集、过滤及叠加方法处理、分析原始数据形成心磁图。磁信号的采集心磁场数量级为10∧-10T，远小于地磁场（10∧-5T）。因而检测心磁场需要极为敏感的探头并尽量屏蔽外界磁场。1.磁场传感器：低温SQUID，基于超导效应制成，工作温度为4.2K。2.消除外界干扰磁场：传统磁场屏蔽室：密闭性技术要求高，难度大，造价高。高温超导材料制成磁场屏蔽室，在普通环境下进行人体微弱磁场的检测。更适合临床应用。参考资料1.2.3.《浅谈心脏磁场的检测及心脏源模型建模》.石明伟，顾嘉期，蒋式勤4.《心磁图原理及最新进展》.李勇，石曦，陈伟