心磁图和脑磁图

jonneyhuang

     　　我们在体格检查或因心脏、脑部疾病去医院就医时，常常需要做心电图或脑电图的检查，由此了解心脏或脑部的生理和病理情况。但是我们知道电的活动(电流)会产生磁场，因此在心电流产生心电图和脑电流产生的脑电图时，也应该有心磁场产生的心磁图和脑磁场产生的脑磁图。那么为什么目前医院里还没有应用心磁图和脑磁图呢？这是因为心脏产生的心磁场和脑部产生的脑磁场都太微弱，不但需要特别的高度灵敏的测量心、脑磁场的磁强计，例如应用在很低温度下才能使用的超导量子干涉仪(SQUID)式磁强计，而且由于微弱的心脏磁场只有地球磁场的大约百万分之一(10-6)，更微弱的脑部磁场只有地球磁场的大约亿分之一(10-8)，因此在测量心脏磁场和脑部磁场时还必须排除地球磁场的干拢，这就需要在能把地球磁场显著减小的磁屏蔽室中进行心、脑磁场的测量，或者利用超导量子干涉仪式磁场梯度计在没有磁屏蔽室时进行心、脑磁场的测量。这是因为磁场梯度计只测量不均匀的磁场，而对均匀的磁场无反应。而在小的区域中的地球磁场是均匀的，但人的心、脑磁场却是随距离心、脑远近的不同而不同的非均匀磁场，故可以用高灵敏度的超导量子干涉仪式磁场梯度计而不需用磁屏蔽室便可以测量人的心、脑磁场。可以看出，心、脑磁场的测量要比心、脑电场的测量复杂和困难得多，因而在应用上受到许多限制。目前国外和我国虽然都研制出超导量子干涉式磁强计，大的磁屏蔽室和超导量子干涉式磁场梯度计，但都还没有实际和大量应用到心、脑磁场和心、脑磁图的测量上。
     但是，从另一方面看，同心、脑电图相比较，心、脑磁图在医学应用上却有许多特点和优点。例如，心电图只能测量交变的电流信号，不能测量直流(恒定)的电流信号，因而不能应用于只产生直流异常电信号的生理病理探测，而心、脑磁图却能同时测量交变和直流(恒定)的磁场信号。又例如，心、脑电图的测量都需要使用同人体接触的电极片，而电极片的干湿程度及同人体接触的松紧程度都会影响测量的结果，同时因使用电极片，不能离开人体，故只能是2维空间的测量，但是心、脑磁图却是使用可不同人体接触的测量线圈(磁探头)，既没有接触的影响，又可以离开人体进行3维空间的测量，可得到比2维空间测量更多的信息。再例如，实验研究结果表明，心、脑磁图比心、脑电图具有更高的分辩率。还有除了心、脑磁图外，到目前已经测量研究了人体的眼磁图、肌(肉)磁图、肺磁图和腹磁图等，取得了人体多方面的磁信息。图1显示出一位癫痫病人头部由脑磁场测量确定的脑神经缺损区病灶。为了提高测量人体心、脑等磁场的分辩率，可以采用几个到几十个测量磁场的磁探头。