Tomografija z električno impedanco

The Tomografija z električno impedanco (EIT) je nova metoda slikanja, ki temelji na različnih električnih prevodnostih različnih telesnih površin. Številna možna področja uporabe so še v fazi eksperimentiranja. Njihova uporaba se je izkazala pri preverjanju delovanja pljuč.

Kaj je električna impedance tomografija?

Električna impedance tomografija se je že uveljavila v diagnostiki pljučnih funkcij. Z uporabo elektrod se v sosednje tkivo napajajo izmenični električni tokovi različnih frekvenc in z majhnimi amplitudami.

Kot nova neinvazivna slikovna metoda za pregledovanje človeškega tkiva se je električna impedance tomografija (EIT) že uveljavila v diagnostiki pljučnih funkcij. Pri drugih aplikacijah bo EIT kmalu preboj.

Z uporabo elektrod se v sosednje tkivo napajajo izmenični električni tokovi različnih frekvenc in z majhnimi amplitudami. Glede na naravo ali funkcionalno stanje tkiva povzročajo različne prevodnosti. Ti so odvisni od ustrezne impedance (odpornosti na izmenični tok) ustrezne površine telesa. Na telesni površini za merjenje je nameščenih več elektrod.

Medtem ko so visokofrekvenčni izmenični tokovi z majhnim amplitudnim tokom med dvema elektrodama, se električni potencial meri na drugih elektrodah. Meritev se ponavlja neprekinjeno s spreminjanjem para spodbudnih elektrod po potrebi. Izmerjeni potenciali povzročijo sliko prereza, ki omogoča sklep o sestavi in ​​stanju preiskovanega tkiva.

Pri električni impedance tomografiji se razlikuje med absolutnim in funkcionalnim EIT. V primeru absolutnega EIT se preuči narava tkiva, medtem ko funkcionalni EIT meri različne prevodnosti glede na posamezno funkcionalno stanje območja telesa, ki ga je treba izmeriti.

Funkcija, učinek in cilji

Kot smo že omenili, električna impedance tomografija temelji na različni prevodnosti različnih področij telesa, biološkega tkiva ali organov. Torej obstajajo dobro vodljiva in slabo vodljiva področja telesa. V človeškem telesu prevodnost določimo s številom prostih ionov.

Pričakujemo, da je na primer z vodo veliko tkivo z visoko koncentracijo elektrolitov boljša prevodnost kot maščobno tkivo. Poleg tega, ko pride do funkcionalnih sprememb v organih, se lahko v tkivu pojavijo tudi kemične spremembe, ki vplivajo na prevodnost. Absolutni EIT je nenatančen, saj je odvisen od posamezne anatomije in slabo prevodnih elektrod. To pogosto vodi do nastanka artefaktov. Funkcionalni EIT lahko te napake znatno zmanjša z odštevanjem predstavitev.

Zlasti pljuča so primerna za pregled z električno impedance tomografijo, saj je njihova prevodnost veliko nižja kot pri večini drugih organov. To ima za posledico absolutno nasprotje z drugimi deli telesa, kar pozitivno vpliva na reprezentacijo v postopku slikanja. Tudi prevodnost pljuč se ciklično spreminja, odvisno od tega, ali vdihnete ali izdihnete.

To je še en razlog za pregled pljuč, zlasti z uporabo EIT. Njihova različna prevodnost med dihanjem kaže na dobre rezultate pri pregledu pljučne funkcije. Z napredkom digitalne tehnologije zdravnik intenzivne nege omogoča, da podatke, pridobljene z merjenjem prevodnosti pljuč, obdela tako, da lahko funkcijo pljuč vizualizira neposredno ob bolnikovi postelji. Monitorji funkcije pljuč, ki se že uporabljajo v medicini intenzivne nege, so bili pred kratkim razviti na podlagi električne impedance tomografije.

Trenutno se pripravljajo študije za odpiranje drugih načinov uporabe EIT. Ta tehnologija lahko v prihodnosti igra vlogo dodatne diagnostike za mamografijo. Ugotovljeno je bilo, da ima normalno in maligno tkivo dojk različne prevodnosti pri različnih frekvencah. Enako velja za dodatno diagnostiko pri ginekološkem pregledu raka. Trenutno se izvajajo tudi študije o možni uporabi EIT pri epilepsiji in možganski kapi.

Možna je tudi prihodnja aplikacija za intenzivno medicinsko spremljanje možganske aktivnosti pri hudih možganskih patologijah. Dobra električna prevodnost krvi pomeni tudi morebitno uporabo za vizualno predstavitev krvnega pretoka organov. Nenazadnje lahko električno impedance tomografijo uporabimo tudi v športni medicini za določanje vnosa kisika (Vo2) ali arterijskega krvnega tlaka med vadbo.

Tveganja, neželeni učinki in nevarnosti

V primerjavi z drugimi metodami tomografije ima električna impedance tomografija prednost, da je popolnoma neškodljiva za organizem. Ne uporablja se ionizirajoče sevanje, kot je to primer pri računalniški tomografiji. Poleg tega se je mogoče izogniti učinkom ogrevanja zaradi visokofrekvenčnih izmeničnih tokov (10 do 100 kilohercev) z nizko amperažo.

Ker je oprema tudi veliko cenejša in manjša od klasične tomografske metode, se lahko EIT uporablja pri bolnikih v daljšem časovnem obdobju in zagotavlja stalne vizualizacije v realnem času. Trenutno je glavna pomanjkljivost nižja prostorska ločljivost v primerjavi z drugimi metodami tomografije. Obstajajo pa ideje za izboljšanje ločljivosti slik s povečanjem števila elektrod. Kakovost slik je še vedno pomanjkljiva.

Vendar se izboljšanje kakovosti dogaja korak za korakom s pomočjo vse večje uporabe aktivnih površinskih elektrod. Druga pomanjkljivost je, da tok ne ostane v telesnem delu, ki ga je treba pregledati, temveč se porazdeli v tridimenzionalni prostor po najnižjem uporu. Zato je ustvarjanje slik tudi veliko bolj zapleteno kot pri klasični računalniški tomografiji. Več dvodimenzionalnih predstavitev v tridimenzionalnem prostoru je potrebno, da se končno ustvari tridimenzionalna slika, ki je nato ponovno predstavljena v dvodimenzionalni.

To povzroča tako imenovano "inverzno težavo". Inverzna težava pravi, da je treba vzrok razbrati iz sedanjega rezultata. Običajno je te težave zelo težko ali nemogoče rešiti. Vzrok je mogoče razjasniti le v kombinaciji z drugimi postopki. Z nadaljnjimi študijami je treba najprej pridobiti zadostne izkušnje za oceno predstavitev EIT.