8/7/2019 Biomagnetometry Imaging the Hearts Magnetic Field

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d e t e c t i o n , a n d i t i s e x p e c t e d t h a t t h e a c c u ra c y o f l o c a l i s a -t i o n o f d er i v e d c u r r e n t s o u r c e s w i l l i m p r o v e c o r r e s -p o n d i n g l y . A n o t h e r b e n e f i t o f h a v i n g m o r e d e t e c t o r s i s t h a tt h e t i m e n e c e s s a r y f o r t h e e x a m i n a t i o n h a s b e e n r e d u c e d . I tc a n now b e c o m p l e t e d i n 1 0 - 2 0 m i n u t e s r a t h e r t h a n t a k i n g

u p t o s e v e r a l h o u r s .The i s o m a g n e t i c c o n t o u r m a p s may e v e n t u a l l y h a v e a

w i d e r u s e f u l n e s s t h a n t h e d e r i v e d i n f o r m a t i o n o n t h e

p o s i t i o n s o f c u r r e n t s o u r c e s . The s p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f t h e

m a g n e t i c f i e l d c o n t o u r s d o e s n o t n o r m a l l y v a ry v e r y muchwhen t h e n e t e l e c t r i c a l a c t i v i t y o f t h e h e a r t i s r e l a t i v e l yq u i e s c e n t , f o r e x a m p l e d u r i n g t h e ST s e g m e n t s o f t h e

e l e c t r o c a r d i o g r a m . I n p a t i e n t s a f t e r a c u t e m y o c a r d i a li n f a r c t i o n t h e m a g n e t i c c o n t o u r m a p s t a k e n a t i n t e r v a l s o f

2 5 ms may c h a n g e m a r k e d l y d u r i n g t h e ST s e g m e n t , 7 a n d

t h e m a p s may p o t e n t i a l l y p r o v i d e much more i n f o r m a t i o n

t h a n s i g n a l a v e r a g e d e l e c t r o c a r d i o g r a m s r e c o r d e d d u r i n gt h i s p e r i o d . An i n d e x h a s b e e n d e r i v e d o f t h e " r e l a t i v es m o o t h n e s s " o f t h e m a g n e t i c f i e l d s d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e

ST s e g m e n t 9 a n d t h i s i n d e x s e e m s t o b e s i g n i f i c a n t l yr e d u c e d i n p a t i e n t s w i t h v e n t r i c u l a r a r r h y t h m i a s c a u s e d b yf a c t o r s s u c h a s c a r d i o m y o p a t h y . T h o u g h o n l y s m a l l num-b e r s o f p a t i e n t s h a v e b e e n s t u d i e d s o f a r , i t h a s b e e n

s u g g e s t e d f r o m d a t a s u c h a s t h e s e t h a t b i o m a g n e t o m e t r ymay b e u s e f u l i n i d e n t i f y i n g p a t i e n t s a t h i g h r i s k o f

d e v e l o p i n g s e r i o u s v e n t r i c u l a r a r r h y t h m i a s . I t w o u l d b e

f a s c i n a t i n g t o know t h e e f f e c t s o f a n t i a r r h y t h m i c d r u g s( s u c c e s s f u l o r o t h e r w i s e ) on t h e i s o m a g n e t i c maps i np a t i e n t s w i t h v e n t r i c u l a r a r r h y t h m i a s a n d on p a t t e r n s o f

c u r r e n t f l o w t h r o u g h a c c e s s o r y p a t h w a y s . And r e s e a r c h

i n t e r e s t n e e d n o t b e r e s t r i c t e d t o t h e s t u d y o f a r r h y t h m i a s ;i t i s l i k e l y t h a t t h e m a g n e t i c p a t t e r n s a r e s i g n i f i c a n t l ya l t e r e d i n , f o r e x a m p l e , h a e m o c h r o m a t o s i s a f f e c t i n g t h e

h e a r t .W i t h t h e new g e n e r a t i o n o f m a c h i n e s , b i o m a g n e t o m e t r y

h a s b e c o m e a n i m p o r t a n t c l i n i c a l r e s e a r c h t o o l a n dm a c h i n e s a r e a v a i l a b l e f r o m B i o m a g n e t i c T e c h n o l o g i e s ,

S a n D i e g o , c o s t i n g a b o u t $ 2 m i l l i o n . S i e m e n s h a v e a l s od e v e l o p e d a 3 7 c h a nn el s y s t e m a n d o th e r m a n u f a c t u re r s

h a v e a c t i v e r e s e a r c h p r o g r a m m e s . The e n c o u r a g i n g r e s u l t sf r o m m a c h i n e s w i t h 2 , 7 , a n d 1 4 c h a n n e l s h a v e p r o m p t e dt h i s new g e n e r a t i o n o f 3 7 c h a n n e l u n i t s a n d we w a i t t o s e e

w h a t s o r t o f r e s o l u t i o n t h e y w i l l h a v e , b u t i t may b e

n e c e s s a r y t o h a v e more t h a n 1 0 0 SQUIDs b e f o r e b i o -m a g n e t o m e t r y c a n r e l i a b l y c h a l l e n g e i n v a s i v e e l e c t r i c a l

m a p p i n g f o r l o c a l i s a t i o n o f t h e s i t e o f o r i g i n a n d t h ec o n d u c t i o n p a t h w a y s o f a r r h y t h m i a s . T h e s e new m a c h i n e sa l r e a d y h a v e t h e p o t e n t i a l t o i d e n t i f y p a t i e n t s who a r e a th i g h r i s k f r o m a r r h y t h m i a s a f t e r m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n a n dt o m o n i t o r t h e e f f e c t s o f a n t ia r rh y t h m i c m e d i c a t i o n b e t t e rt h a n we c a n a t t h e m o m e n t .The n e x t s t a g e f o r i n v e s t i g a t o r s i s t o d e f i n e t h e r o l e ( i f

a n y ) o f b i o m a g n e t o m e t r y i n c l i n i c a l c a r d i a c p r a c t i c e . F o rt h o s e who h a v e a c c e s s t o a b i o m a g n e t o m e t e r i t w i l l b e

i m p o r t a n t t o a s s e s s t h e s p a t i a l a c c u r a c y o f t h e new g e n e r a -t i o n o f m a c h i n e s ; t o c o r r e l a t e f i n d i n g s o n a c c e s s o r y p a t h -

w a y s a n d a r r h y t h m o g e n i c f o c i w i t h d a t a f r o m c o n v e n t i o n a le l e c t r o p h y s i o l o g i c a l s t u d i e s ; t o s t u d y a l a r g e c o h o r t o f

p a t i e n t s a f t e r m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n b y c o n t o u r m a p p i n g ,c o r r e l a t i n g m a g n e t i c a c t i v i t y d u r i n g t h e ST s e g m e n t w i t hs u d d e n d e a t h , a r r h y t h m i a s , a n d o t h e r c o m p l i c a t i o n s ; a n dt o i n v e s t i g a t e t h e p a t t e r n s o f e l e c t r i c a l a c t i v i t y i n p a t i e n t sw i t h c a r d i o m y o p a t h i e s , e t c . O n l y b y c a r e f u l c l i n i c a l t r i a l sw i t h a d e q u a t e n u m b e r s o f p a t i e n t s c a n t h e p o t e n t i a l v a l u eo f t h i s p r o m i s i n g t ec h n iq u e b e p r o p e r l y a s s e s s e d a n dc r i t e r i a d r a w n u p o n w h i c h t o b a s e i t s r o u t i n e c l i n i c a l u s e .

G HARTD e p a r t m e n t o f C a r d i o v a s c u l a r M e d i c i n e ,U n i v e r s i t y o f O x f o r d ,J o h n R a d c l i f f e H o s p i t a l , O x f o r d OX3 9DU

1 B a u l e GM , McFee R . D e t e c t i o n o f t h e m a g n e t i c f i e l d o f t h e h e a r t . Am H e a r tJ 1 9 6 3 ; 6 6 : 9 5 - 6 .

2 C o h e n D , E d e l s a c k A , Zimmerman J E . M a g n e t o c a r d i o g r a m s t a k e n i n s i d e as h i e l d e d r o o m w i t h a s u p e r c o n d u c t i n g p o i n t - c o n t a c t m a g n e t o m e t e r . Ap pP h y s L e t t 1 9 7 0 ; 1 6 : 2 7 8 - 8 0 .

3 C o h e n D , McCaoughan D . M a g n e t o c a r d i o g r a m s a n d t h e i r v a r i a t i o n o v e r t h ec h e s t i n n o r m a l s u b j e c t s . Am J C a r d i o l 1 9 7 2 ; 2 9 : 6 7 8 - 8 5 .

4 W i l l i a m s o n S J , R o m a n i GL , Kaufman L , Modena I , e d s . B i o m a g n e t i s m : a ni n t e r d i s c i p l i n a r y a p p r o a c h . New Y o r k : P l e n u m , 1 9 8 3 .

5 F e n i c i R R , M e l i l l o G , C a p p e l l i A , De L u c a C , M a s s e l l i M. M a g n e t o c a r -d i o g r a p h i c l o c a l i z a t i o n o f a p a c i n g c a t h e t e r . I n : B i o m a g n e t i s m ' 8 9 . T o k y o :T o k y o D e n k i U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 9 0 ( i n p r e s s ) .

6 F e n i c i RR, M a s s e l l i M, L o p e z L , M e l i l l o G . M a g n e t o c a r d i o g r a p h i cl o c a l i z a t i o n o f a r r h y t h m o g e n i c t i s s u e . I n : A t s u m i K , K o t a n i M, Ueno S , .K a t i l a T , W i l l i a m s o n S J , e d s . B i o m a g n e t i s m ' 8 7 . T o k y o : T o k y o D e n k iU n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 8 8 : 2 8 2 - 5 .

7 S c h m i t z L , O e f f M, E r n e S N . L o c a l i z a t i o n o f a r r h y t h m o g e n i c a r e a s i n t h ehuman h e a r t . I n : A t s u m i K , K o t a n i M, Ueno S , K a t i l a T , W i l l i a m s o n S J ,e d s . B i o m a g n e t i s m ' 8 7 . T o k y o : T o k y o D e n k i U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 8 8 :2 8 6 - 9 .

8 Nomura M, N a k a y a Y , W a t a n a b e K , e t a l . D e t e c t i on o f a c c e s s o r y p a t h w a y i np a t i e n t s w i t h WPW s y n d r o m e b y m e a n s o f t h e i s o m a g n e t i c map a n d MRI.I n : B i o m a g n e t i s m ' 8 9 . T o k y o : T o k y o D e n k i U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 9 0 ( i np r e s s ) .

9 S c h m i t z L , B r o c k m e i e r K , Trahms L , E r n e S N . M a g n e t o c a r d i o g r a p h y i np a t i e n t s w i t h c a r d i o m y o p a t h y a n d o p e r a t e d c o n g e n i t a l h e a r t d i s e a s e . I n :B i o m a g n e t i s m ' 8 9 . T o k y o : T o k y o D e n k i U n i v e r s i t y P r e s s , 1 9 9 0 ( i n p r e s s ) .

H a r t