Tomografija električne impedance

Tomografija električne impedance (EIT) je nova slikovna metoda koja se temelji na različitim električnim provodnostima različitih područja tijela. Mnoga moguća područja primjene još su u fazi eksperimenta. Njihova se uporaba dokazala u provjeri rada pluća.

Što je električna impedance tomografija?

Tomografija električne impedance već se uspostavila u dijagnostici plućne funkcije. Pomoću elektroda naizmjenične električne struje različitih frekvencija i s malim amplitudama dovode se u susjedno tkivo.

Električna impedancijska tomografija (EIT) već se etablirala u dijagnostici plućnih funkcija kao nova neinvazivna slikovna metoda za ispitivanje ljudskog tkiva. Za ostale se aplikacije EIT sprema probiti.

Pomoću elektroda naizmjenične električne struje različitih frekvencija i s malim amplitudama dovode se u susjedno tkivo. Ovisno o prirodi ili funkcionalnom stanju tkiva, nastaju različite provodljivosti. Oni ovise o odgovarajućoj impedanciji (otpor izmjenične struje) odgovarajućeg područja tijela. Na površini tijela za mjerenje postavljeno je nekoliko elektroda.

Dok se izmjenične struje visoke frekvencije s malim amplitudnim protokom između dvije elektrode, električni potencijal mjeri se na ostalim elektrodama. Mjerenje se ponavlja kontinuirano mijenjanjem para stimulativnih elektroda prema potrebi. Izmjereni potencijali rezultiraju slikom presjeka, koji omogućava donošenje zaključaka o sastavu i stanju ispitivanog tkiva.

U električnoj impedancijskoj tomografiji razlikuje se apsolutni i funkcionalni EIT. U slučaju apsolutnog EIT-a ispituje se priroda tkiva, dok funkcionalni EIT mjeri različite provodljivosti ovisno o odgovarajućem funkcionalnom stanju područja tijela koje se mjeri.

Funkcija, učinak i ciljevi

Kao što je već spomenuto, električna impedancijska tomografija temelji se na različitoj vodljivosti različitih područja tijela, biološkog tkiva ili organa. Dakle, postoje dobro vodljiva i loše vodljiva područja tijela. U ljudskom tijelu vodljivost se određuje brojem slobodnih iona.

Na primjer, može se očekivati ​​da tkivo bogato vodom s velikom koncentracijom elektrolita ima bolju vodljivost od masnog tkiva. Pored toga, kada postoje funkcionalne promjene u organima, mogu se pojaviti i kemijske promjene u tkivu, koje utječu na vodljivost.Apsolutni EIT je neprecizan jer ovisi o pojedinačnoj anatomiji i slabo vodljivim elektrodama. To često dovodi do stvaranja artefakata. Funkcionalni EIT može značajno smanjiti ove pogreške oduzimanjem prikaza.

Naročito su pluća pogodna za ispitivanje pomoću električne impedance tomografije, jer je njihova vodljivost mnogo niža nego kod većine drugih organa. To rezultira apsolutnom kontrastom s ostalim dijelovima tijela, što ima pozitivan učinak na reprezentaciju u procesu snimanja. Vodljivost pluća također se ciklično mijenja ovisno o tome da li udišete ili izdahnete.

To je još jedan razlog za ispitivanje pluća, posebno primjenom EIT-a. Njihova različita vodljivost tijekom disanja sugerira dobre rezultate prilikom ispitivanja funkcije pluća. Napredak digitalne tehnologije omogućuje liječniku intenzivne njege da podatke dobivene izmjeranjem provodljivosti pluća obradi na takav način da se funkcija pluća može vizualizirati izravno na pacijentovom krevetu. Monitori funkcije pluća, koji se već koriste u medicini intenzivne njege, nedavno su razvijeni na temelju električne impedance tomografije.

U tijeku su studije za otvaranje drugih primjena EIT-a. Ova tehnologija u budućnosti može igrati ulogu dodatne dijagnostike za mamografiju. Utvrđeno je da normalno i zloćudno tkivo dojke ima različitu provodnost na različitim frekvencijama. Isto se odnosi i na dodatnu dijagnostiku za ginekološki pregled raka. Trenutno se provode i studije o mogućoj upotrebi EIT-a kod epilepsije i moždanog udara.

Moguća je i buduća primjena intenzivnog medicinskog praćenja moždane aktivnosti u teškim patologijama mozga. Dobra električna vodljivost krvi također podrazumijeva moguću primjenu za vizualni prikaz protoka krvi u organima. I posljednje, ali ne najmanje bitno, električna impedancijska tomografija može se koristiti i u sportskoj medicini za određivanje unosa kisika (Vo2) ili arterijskog krvnog tlaka tijekom vježbanja.

Rizici, nuspojave i opasnosti

U usporedbi s drugim metodama tomografije, električna impedancijska tomografija ima prednost u tome što je potpuno bezopasna za organizam. Ne koristi se ionizirajuće zračenje, kao što je slučaj s računalnom tomografijom. Pored toga, mogu se izbjeći efekti grijanja zbog izmjeničnih struja visoke frekvencije (10 do 100 kiloherca) s niskom strujom.

Budući da je oprema također mnogo jeftinija i manja od klasične tomografske metode, EIT se može koristiti s pacijentima tijekom duljeg razdoblja i pružati stalne vizualizacije u stvarnom vremenu. Trenutno je, međutim, glavni nedostatak niža prostorna rezolucija u usporedbi s drugim metodama tomografije. Postoje, međutim, ideje za poboljšanje razlučivosti slika povećanjem broja elektroda. Kvaliteta slika i dalje je promašena.

Međutim, poboljšanje kvalitete dolazi korak po korak kroz sve veću upotrebu aktivnih površinskih elektroda. Drugi nedostatak je to što struja ne ostaje u dijelu tijela koji se ispituje, već se raspodjeljuje u trodimenzionalnom prostoru slijedeći najmanji otpor. Stoga je stvaranje slika također puno složenije nego kod klasične računalne tomografije. Nekoliko dvodimenzionalnih prikaza u trodimenzionalnom prostoru potrebno je kako bi se konačno stvorila trodimenzionalna slika koja se zatim ponovno prikazuje u dvodimenzionalnom.

To stvara takozvani "obrnuti problem". Obrnuti problem kaže da se uzrok mora utvrditi iz sadašnjeg rezultata. Obično je te probleme vrlo teško ili nemoguće riješiti. Uzrok se može razjasniti samo u kombinaciji s drugim postupcima. Prvo se mora prikupiti dovoljno iskustva za procjenu prikaza EIT-a kroz daljnje studije.