Sähköinen impedanssitomografia (EIT) on uusi kuvantamismenetelmä, joka perustuu kehon eri alueiden erilaisiin sähkönjohtavuuksiin. Monet mahdolliset sovellusalueet ovat vielä kokeiluvaiheessa. Niiden käyttö on todistanut itsensä keuhkojen toiminnan tarkastamisessa.
Mikä on sähköinen impedanssitomografia?
Uudella ei-invasiivisella kuvantamismenetelmällä ihmisen kudoksen tutkimiseksi sähköinen impedanssitomografia (EIT) on jo vakiinnuttanut asemansa keuhkotoimintojen diagnostiikassa. Muiden sovellusten osalta EIT on tekemässä läpimurtoa.
Elektrodien avulla viereiseen kudokseen syötetään vaihtelevia, eri taajuuksilla ja pienillä amplitudilla olevia sähkövirtoja. Kudoksen luonteesta tai toiminnallisesta tilasta riippuen saadaan erilaisia johtavuuksia. Nämä ovat riippuvaisia vastaavan vartaloalueen impedanssista (vaihtovirtavastus). Useat elektrodit on sijoitettu mitattavan rungon pinnalle.
Vaikka korkean taajuuden vaihtovirta, jolla on pieni amplitudi, virtaa kahden elektrodin välillä, sähköinen potentiaali mitataan muissa elektrodoissa. Mittaus toistetaan jatkuvasti vaihtamalla stimuloivien elektrodien paria tarpeen mukaan. Mitatut potentiaalit tuottavat leikkauskuvan, jonka perusteella voidaan tehdä johtopäätöksiä tutkitun kudoksen koostumuksesta ja kunnosta.
Sähköimpedanssitomografiassa erotetaan absoluuttinen ja toiminnallinen EIT. Absoluuttisen EIT: n tapauksessa kudoksen luonne tutkitaan, kun taas toiminnallinen EIT mittaa erilaisia johtavuuksia mitattavan kehon alueen vastaavasta toiminnallisesta tilasta riippuen.
Toiminta, vaikutus ja tavoitteet
Kuten jo mainittiin, sähköinen impedanssitomografia perustuu kehon eri alueiden, biologisen kudoksen tai elinten erilaiseen johtavuuteen. Joten kehossa on hyvin johtavia ja huonosti johtavia alueita. Ihmiskehossa johtavuus määräytyy vapaiden ionien lukumäärän perusteella.
Esimerkiksi vesirikkaan kudoksen, jolla on korkea elektrolyyttipitoisuus, voidaan odottaa johtavan parempaan johtavuuteen kuin rasvakudoksessa. Lisäksi kun elimissä on toiminnallisia muutoksia, kudoksessa voi tapahtua myös kemiallisia muutoksia, jotka vaikuttavat johtavuuteen. Absoluuttinen EIT on epätarkka, koska se riippuu yksilöllisestä anatomiasta ja huonosti johtavista elektrodoista. Tämä johtaa usein esineiden muodostumiseen. Toiminnallinen EIT voi vähentää näitä virheitä merkittävästi vähentämällä esitykset.
Erityisesti keuhkot soveltuvat tutkimuksiin sähköimpedanssitomografialla, koska niiden johtavuus on paljon pienempi kuin useimpien muiden elinten. Tämä johtaa absoluuttiseen kontrastiin muiden kehon osien kanssa, jolla on positiivinen vaikutus kuvantamisprosessin esitykseen. Keuhkojen johtavuus muuttuu myös syklisesti riippuen siitä, hengitätkö vai ulos.
Tämä on toinen syy tutkia keuhkoja etenkin EIT: n avulla. Niiden erilainen johtavuus hengityksen aikana viittaa hyviin tuloksiin tutkittaessa keuhkojen toimintaa. Digitaalitekniikan kehitys mahdollistaa, että tehohoitoalan lääkärillä on keuhkojen johtavuuden mittauksesta saadut tiedot prosessoituna siten, että keuhkojen toiminta voidaan havaita suoraan potilaan sängyssä. Keuhkojen toimintamonitorit, joita käytetään jo tehohoidossa, on äskettäin kehitetty sähköisen impedanssitomografian perusteella.
Parhaillaan tutkitaan EIT: n muiden käyttötapojen avaamista. Jatkossa tämä tekniikka voi olla tärkeä lisädiagnostiikka mammografialle. On havaittu, että normaalilla ja pahanlaatuisella rintakudoksella on erilaiset johtavuudet eri taajuuksilla. Sama pätee gynekologisen syöpäseulonnan lisädiagnostiikkaan. EIT: n mahdollista käyttöä epilepsiassa ja aivohalvauksessa tehdään myös parhaillaan.
Tulevaisuuden sovellus voimakkaaseen aivojen toiminnan lääketieteelliseen seurantaan vaikeissa aivopatologioissa on myös mahdollista. Veren hyvä sähkönjohtavuus merkitsee myös mahdollista käyttöä elimen verenvirtauksen visuaalisena esityksenä. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, sähköimpedanssitomografiaa voidaan käyttää myös urheilulääketieteessä hapenottokyvyn (Vo2) tai valtimoverenpaineen määrittämiseen harjoituksen aikana.
Riskit, sivuvaikutukset ja vaarat
Verrattuna muihin tomografiamenetelmiin, sähköisen impedanssitomografian etuna on, että se on täysin vaaraton organismille. Ionisoivaa säteilyä ei käytetä, kuten datatomografialla. Lisäksi voidaan välttää kuumennusvaikutukset, jotka johtuvat korkean taajuuden vaihtuvista virroista (10–100 kilohertsiä) alhaisella ampeerilla.
Koska laitteet ovat myös paljon halvempia ja pienempiä kuin klassinen tomografiamenetelmä, EIT: tä voidaan käyttää potilaiden kanssa pidemmän ajanjakson ajan ja tarjota jatkuvia reaaliaikaisia visualisointeja. Tällä hetkellä pääasiallisena haittana on kuitenkin alhaisempi avaruudellinen resoluutio verrattuna muihin tomografiamenetelmiin. Kuitenkin on ideoita kuvien resoluution parantamiseksi lisäämällä elektrodien lukumäärää. Kuvien laatu on edelleen puutteellinen.
Laadun paraneminen tapahtuu kuitenkin askel askeleelta aktiivisten pintaelektrodien lisääntyneen käytön kautta. Toinen haitta on se, että virta ei jää tutkittavaan runko-osaan, vaan jakautuu pikemminkin kolmiulotteiseen tilaan pienimmän vastuksen seurauksena. Siksi kuvien luominen on myös paljon monimutkaisempaa kuin klassisella tietokoneella. Useat kaksiulotteiset esitykset kolmiulotteisessa tilassa ovat välttämättömiä kolmiulotteisen kuvan tuottamiseksi, joka esitetään sitten taas kaksiulotteisena.
Tämä aiheuttaa ns. Käänteisen ongelman. Käänteinen ongelma sanoo, että syy on johdettava nykyisestä tuloksesta. Yleensä näitä ongelmia on erittäin vaikea tai mahdoton ratkaista. Syy voidaan selvittää vain yhdessä muiden menettelyjen kanssa. Riittävä kokemus EIT: n esitysten arvioimiseksi on ensin kerättävä jatkotutkimuksilla.
.jpg)
