Elektrisk impedansetomografi

De Elektrisk impedansetomografi (EIT) er en ny avbildningsmetode som er basert på forskjellige elektriske ledningsevner i forskjellige områder av kroppen. Mange mulige bruksområder er fremdeles i eksperimentstadiet. Bruken av dem har vist seg å kontrollere lungefunksjonen.

Hva er elektrisk impedansetomografi?

Elektrisk impedansetomografi har allerede etablert seg innen lungefunksjonsdiagnostikk. Elektroder brukes til å mate elektriske vekslende strømmer av forskjellige frekvenser og med lave amplituder i nabovevet.

Som en ny ikke-invasiv avbildningsmetode for å undersøke humant vev, har elektrisk impedansetomografi (EIT) allerede etablert seg innen lungefunksjonsdiagnostikk. For andre applikasjoner er EIT i ferd med å gjøre et gjennombrudd.

Elektroder brukes til å mate elektriske vekslende strømmer av forskjellige frekvenser og med lave amplituder i nabovevet. Avhengig av vevets art eller funksjonelle tilstand, resulterer forskjellige konduktiviteter. Disse er avhengig av den respektive impedansen (vekselstrømmotstand) for det tilsvarende kroppsområdet. Flere elektroder er plassert på kroppsoverflaten som skal måles.

Mens høyfrekvente vekslende strømmer med en liten amplitude strømmer mellom to elektroder, måles det elektriske potensialet ved de andre elektrodene. Målingen gjentas kontinuerlig ved å variere paret med stimulerende elektroder som ønsket. De målte potensialene resulterer i et snittbilde, som gjør det mulig å trekke konklusjoner om sammensetningen og tilstanden til det undersøkte vevet.

I elektrisk impedansetomografi skilles det mellom absolutt og funksjonelt EIT. Med den absolutte EIT undersøkes vevets kvalitet, mens den funksjonelle EIT måler forskjellige konduktiviteter avhengig av den respektive funksjonelle tilstanden til kroppsområdet som skal måles.

Funksjon, effekt og mål

Som allerede nevnt, er elektrisk impedansetomografi basert på den forskjellige ledningsevnen i forskjellige områder av kroppen, biologisk vev eller organer. Så det er godt ledende og dårlig ledende områder av kroppen. I menneskekroppen bestemmes ledningsevne av antall gratisioner.

For eksempel kan et vannrikt vev med høy konsentrasjon av elektrolytter forventes å ha bedre ledningsevne enn et fettvev. I tillegg, når det er funksjonelle forandringer i organene, kan det også oppstå kjemiske forandringer i vevet, som har innvirkning på konduktiviteten. Den absolutte EIT er upresis fordi den avhenger av den individuelle anatomi og dårlig ledende elektroder. Dette fører ofte til dannelse av artefakter. Den funksjonelle EIT kan redusere disse feilene betydelig ved å trekke fra representasjonene.

Spesielt lungene er egnet for undersøkelse ved bruk av elektrisk impedansetomografi, da de har en mye lavere konduktivitet enn de fleste andre organer. Dette resulterer i en absolutt kontrast til de andre kroppsdelene, noe som har en positiv effekt på representasjonen i en avbildningsprosess. Konduktiviteten til lungene endres også syklisk, avhengig av om du inhalerer eller puster ut.

Dette er en annen grunn til å undersøke lungene spesielt ved bruk av EIT. Deres forskjellige konduktivitet under pust antyder gode resultater når du undersøker lungefunksjonen. Fremskrittene innen digital teknologi gjør det mulig for intensivlegen å få dataene hentet fra konduktivitetsmåling av lungene behandlet på en slik måte at lungefunksjonen kan visualiseres direkte ved pasientens sengekant. Lungefunksjonsmonitorer, som allerede er brukt i intensivmedisin, er nylig utviklet på grunnlag av elektrisk impedansetomografi.

Studier pågår for å åpne for andre bruksområder for EIT. I fremtiden kan denne teknologien spille en rolle som tilleggsdiagnostikk for mammografi. Det har blitt funnet at normalt og ondartet brystvev har forskjellige konduktiviteter ved forskjellige frekvenser. Det samme gjelder tilleggsdiagnostikk for gynekologisk kreftscreening. Studier pågår for tiden om mulig bruk av EIT ved epilepsi og hjerneslag.

En fremtidig anvendelse for intensiv medisinsk overvåking av hjerneaktivitet ved alvorlige hjernepatologier er også tenkelig. Den gode elektriske ledningsevnen i blodet innebærer også en mulig anvendelse for den visuelle representasjonen av organets blodstrøm. Sist, men ikke minst, kan elektrisk impedansetomografi også brukes i idrettsmedisin for å bestemme oksygenopptak (Vo2) eller arterielt blodtrykk under trening.

Risiko, bivirkninger og farer

Sammenlignet med andre tomografimetoder, har elektrisk impedansetomografi fordelen at den er helt ufarlig for organismen. Ingen ioniserende stråling brukes, som tilfellet er med computertomografi. I tillegg kan man unngå varmeeffekter på grunn av vekslende strømmer med høyere frekvens (10 til 100 kilohertz) med lav strømstyrke.

Siden utstyret også er mye billigere og mindre enn med klassiske tomografimetoder, kan EIT brukes sammen med pasienter i en lengre periode og gi kontinuerlige visualiseringer i sanntid. For øyeblikket er imidlertid den største ulempen den lavere romlige oppløsningen sammenlignet med andre tomografimetoder. Det er imidlertid ideer om å forbedre oppløsningen av bildene ved å øke antall elektroder. Kvaliteten på bildene er også fortsatt feil.

Kvalitetsforbedring skjer imidlertid trinn for trinn gjennom den økende bruken av aktive overflateelektroder. En annen ulempe er at strømmen ikke blir liggende i kroppsseksjonen som skal undersøkes, men heller fordeler seg i tredimensjonalt rom etter laveste motstand. Derfor er skapelsen av bilder også mye mer komplisert enn med klassisk computertomografi. Flere todimensjonale representasjoner i tredimensjonalt rom er nødvendige for endelig å generere et tredimensjonalt bilde, som deretter presenteres i todimensjonalt igjen.

Dette gir opphav til det såkalte “inverse problem”. Det omvendte problemet sier at årsaken må trekkes ut av det nåværende resultatet. Vanligvis er disse problemene veldig vanskelige eller umulige å løse. Årsaken kan bare avklares i kombinasjon med andre prosedyrer. Tilstrekkelig erfaring for å evaluere representasjonene av EIT må først samles gjennom videre studier.