Elektrilise impedantstomograafia (EIT) on uus pildistamistehnika, mis põhineb keha erinevate piirkondade erineval elektrijuhtivusel. Paljud potentsiaalsed rakendused on alles eksperimentaalses etapis. Selle kasutamine on testimisel tõestatud kops funktsiooni.
Mis on elektritakistuse tomograafia?
Elektrilise impedantstomograafia on end juba kopsufunktsioonide diagnostikas sisse seadnud. Elektroodide abil süstitakse külgnevasse koesse vaheldumisi erineva sagedusega ja väikese amplituudiga elektrivoolusid. Uue mitteinvasiivse pildistamismeetodina inimkoe uurimiseks on elektrilise impedantstomograafia (EIT) end kopsufunktsioonide diagnostikas juba sisse seadnud. Muude rakenduste osas on EIT läbimurre äärel. Elektroodide abil juhitakse külgnevasse koesse erineva sagedusega ja väikese amplituudiga vahelduvad elektrivoolud. Sõltuvalt koe olemusest või funktsionaalsest seisundist tekivad erinevad juhtivused. Need sõltuvad vastava kehapiirkonna vastavast impedantsist (vahelduvvoolutakistus). Mõõdetavale kerepinnale on paigutatud mitu elektroodi. Kui kahe elektroodi vahel voolavad korraga väikese amplituudiga kõrgsageduslikud vahelduvvoolud, mõõdetakse elektrilist potentsiaali teistel elektroodidel. Mõõtmist korratakse pidevalt, muutes stimuleerivat elektroodipaari vastavalt soovile. Mõõdetud potentsiaalid annavad ristlõikepildi, mis võimaldab teha järeldusi kompositsiooni ja seisund uuritava koe. Elektrilise impedantstomograafia puhul eristatakse absoluutset ja funktsionaalset EIT-d. Absoluutne EIT uurib koe koostist, samas kui funktsionaalne EIT meetmed erinevad juhtivused sõltuvalt mõõdetava kehapiirkonna konkreetsest funktsionaalsest seisundist.
Funktsioon, mõju ja eesmärgid
Nagu varem mainitud, põhineb elektritakistuse tomograafia erinevate kehapiirkondade, bioloogiliste kudede või elundite erineval juhtivusel. Seega on olemas hästi juhtivad ja halvasti juhtivad kehapiirkonnad. Inimese kehas määrab juhtivuse vabade ioonide arv. Näiteks a vesi-rikas kude kõrge kontsentratsioon of elektrolüüdid eeldatavasti on parem juhtivus kui a rasvkude. Lisaks, kui organites on funktsionaalseid muutusi, võivad koes esineda ka keemilised muutused, mis mõjutavad juhtivust. Absoluutne EIT on ebatäpne, kuna see sõltub individuaalsest anatoomiast ja halvasti juhtivatest elektroodidest. Selle tulemuseks on sageli artefakti moodustumine. Funktsionaalne EIT võib neid vigu oluliselt vähendada, lahutades esitused. Kopsud sobivad eriti elektrilise impedantstomograafiaga uurimiseks, kuna nende juhtivus on palju madalam kui enamikul teistel organitel. Selle tulemuseks on absoluutne kontrastsus teiste kehaosadega, millel on pildistamisele positiivne mõju. Kopsude juhtivus muutub ka tsükliliselt sõltuvalt sellest, kas patsient hingab sisse või välja. See on veel üks põhjus uurida kopse eelkõige EIT abil. Nende varieeruv juhtivus hingamine soovitab testimisel häid tulemusi kops funktsioon. Digitaalse tehnoloogia areng võimaldab intensiivsetel inimestel saada andmeid kops juhtivuse mõõtmised töödeldud nii, et kopsufunktsiooni saab visualiseerida otse patsiendi voodis. Elektrilise impedantstomograafial põhinevad kopsufunktsiooni monitorid on hiljuti välja töötatud ja neid kasutatakse juba intensiivravi meditsiinis. Praegu viiakse läbi uuringuid teiste võimalike rakenduste avamiseks EIT-le. Näiteks võib see tehnoloogia mängida tulevikus diagnostika lisadiagnostika rolli mammograafia. On leitud, et normaalse ja pahaloomulise rinnanäärmekoe juhtivus on erinev ja nende sagedus on erinev. Sama kehtib ka günekoloogilises täiendavas diagnostikas vähk sõelumine. Praegu on käimas ka EIT võimaliku kasutamise uurimine XNUMX. Aastal epilepsia ja insult. Tulevane rakendus intensiivravi jaoks järelevalve of aju mõeldav on ka aktiivsus raskete aju patoloogiate korral. Hea elektrijuhtivus veri tähendab ka võimalikku rakendust elundi perfusiooni kuvamiseks. Viimane, kuid mitte vähem oluline on see, et elektrilise impedantsi tomograafiat saab kasutada ka spordimeditsiini kontekstis hapnik omastamine (Vo2) või arteriaalne veri surve treeningu ajal.
Riskid, kõrvaltoimed ja ohud
Võrreldes teiste tomograafia meetoditega on elektrilise impedantstomograafia eeliseks see, et see on organismile täiesti kahjutu. Ioniseerivat kiirgust ei kasutata, nagu joonisel kompuutertomograafia. Lisaks saab vältida madalama voolutugevusega kõrgema sagedusega vahelduvvooludest (10–100 kilohertsist) tulenevaid kütteefekte. Lisaks sellele, kuna seadmed on ka palju odavamad ja väiksemad kui traditsioonilised tomograafiatehnikad, saab EIT-d patsiendil pikema aja vältel kasutada ja pakkuda reaalajas pidevat visualiseerimist. Praegu osutub aga peamiseks puuduseks madalam ruumiline eraldusvõime võrreldes teiste tomograafiatehnikaga. Siiski on ideid piltide eraldusvõime parandamiseks, suurendades elektroodide arvu. Ka piltide kvaliteedil on endiselt puudusi. Kvaliteedi paranemine toimub järk-järgult aktiivsete pinnaelektroodide suureneva kasutamise kaudu. Teine puudus on see, et vool ei jää uuritavasse kereosasse, vaid jaotub kolmemõõtmelises ruumis järgides vähimat takistust. Seetõttu on ka pildi kujundamine palju keerulisem kui klassikalises kompuutertomograafia. Kolmemõõtmelise kujutise lõplikuks genereerimiseks on vaja mitut kahemõõtmelist kujutist kolmemõõtmelises ruumis, mis seejärel esitatakse uuesti kahemõõtmelisena. Selle tulemuseks on nn pöördprobleem. Pöördprobleem ütleb, et põhjus tuleb järeldada praegusest tulemusest. Enamasti on neid probleeme väga raske või isegi võimatu lahendada. Ainult koos teiste meetoditega saab põhjust selgitada. EIT esinduste hindamiseks on piisavate kogemuste saamiseks vaja veel täiendavaid uuringuid.
