Томография с електрически импеданс

Най- Томография с електрически импеданс (EIT) е нов метод за изобразяване, който се основава на различните електрически проводимости на различни области на тялото. Много възможни области на приложение все още са в експериментален етап. Тяхната употреба се е доказала при проверка на функцията на белите дробове.

Какво е томография с електрически импеданс?

Електрическата импедансна томография вече се е утвърдила в диагностиката на белодробната функция. Електродите се използват за подаване на електрически променливи токове с различна честота и с ниски амплитуди в съседната тъкан.

Като нов неинвазивен образен метод за изследване на човешката тъкан, електрическата импедансна томография (EIT) вече се е утвърдила в диагностиката на белодробната функция. За други приложения EIT е на път да направи пробив.

Електродите се използват за подаване на електрически променливи токове с различна честота и с ниски амплитуди в съседната тъкан. В зависимост от естеството или функционалното състояние на тъканта се получават различни проводимости. Те зависят от съответния импеданс (съпротивление на променлив ток) на съответната област на тялото. Няколко електрода са разположени върху повърхността на тялото, за да бъдат измерени.

Докато променливите токове с висока честота с малък амплитуден поток между два електрода, електрическият потенциал се измерва при останалите електроди. Измерването се повтаря непрекъснато чрез промяна на двойката стимулиращи електроди според желанието. Измерените потенциали водят до изображение на разрез, което позволява да се правят изводи за състава и състоянието на изследваната тъкан.

При електрическата импедансна томография се прави разлика между абсолютен и функционален EIT. В случая на абсолютния EIT се изследва естеството на тъканта, докато функционалният EIT измерва различни проводимости в зависимост от съответното функционално състояние на областта на тялото, която трябва да бъде измерена.

Функция, ефект и цели

Както вече споменахме, томографията с електрически импеданс се основава на различната проводимост на различни области на тялото, биологични тъкани или органи. Така че има добре проводящи и лошо проводящи зони на тялото. В човешкото тяло проводимостта се определя от броя на свободните йони.

Например, може да се очаква, че богата на вода тъкан с висока концентрация на електролити има по-добра проводимост от мастна тъкан. Освен това, когато има функционални промени в органите, могат да настъпят и химични промени в тъканта, които имат влияние върху проводимостта. Абсолютният EIT е неточен, защото зависи от индивидуалната анатомия и лошо проводими електроди. Това често води до образуването на артефакти. Функционалният EIT може значително да намали тези грешки, като извади представите.

По-специално белите дробове са подходящи за изследване с помощта на електрическа импедансна томография, тъй като тяхната проводимост е много по-ниска от тази на повечето други органи. Това води до абсолютен контраст с останалите части на тялото, което има положителен ефект върху представянето в процеса на изобразяване. Проводимостта на белите дробове също се променя циклично в зависимост от това дали вдишвате или издишвате.

Това е още една причина да се изследват белите дробове, по-специално с помощта на EIT. Различната им проводимост по време на дишане предполага добри резултати при изследване на белодробната функция. Напредъкът в дигиталните технологии позволява на лекаря с интензивно лечение данните, получени от измерването на проводимостта на белите дробове, да се обработват по такъв начин, че функцията на белите дробове да се визуализира директно в леглото на пациента. Мониторите на белите дробове, които вече се използват в медицината за интензивно лечение, наскоро са разработени на базата на томография с електрически импеданс.

В момента се провеждат проучвания за откриване на други приложения за EIT. В бъдеще тази технология може да играе роля като допълнителна диагностика за мамография. Установено е, че нормалната и злокачествена тъкан на гърдата има различна проводимост при различни честоти. Същото се отнася и за допълнителната диагностика при гинекологичен преглед на рак. В момента се провеждат проучвания за възможната употреба на EIT при епилепсия и инсулт.

Възможно е и бъдещо приложение за интензивно медицинско наблюдение на мозъчната активност при тежки мозъчни патологии. Добрата електрическа проводимост на кръвта предполага и възможно приложение за визуалното представяне на органовия кръвен поток. Не на последно място, електрическата импедансна томография може да се използва и в спортната медицина за определяне на приема на кислород (Vo2) или артериално кръвно налягане по време на тренировка.

Рискове, странични ефекти и опасности

В сравнение с други методи за томография, електрическата импедансна томография има предимството, че е напълно безвредна за организма. Не се използва йонизиращо лъчение, какъвто е случаят с компютърната томография. Освен това могат да бъдат избегнати ефекти на нагряване поради променливите токове с по-висока честота (10 до 100 килогерца) с нисък ампераж.

Тъй като оборудването е също много по-евтино и по-малко от класическия метод на томография, EIT може да се използва с пациенти за по-дълъг период от време и да осигурява непрекъснати визуализации в реално време. В момента обаче основният недостатък е по-ниската пространствена разделителна способност в сравнение с другите методи на томография. Има обаче идеи за подобряване на разделителната способност на изображенията чрез увеличаване на броя на електродите. Качеството на снимките също все още е недостатъчно.

Подобряването на качеството обаче се случва стъпка по стъпка чрез нарастващата употреба на активни повърхностни електроди. Друг недостатък е, че токът не остава в секцията на тялото, която трябва да се изследва, а се разпределя в триизмерно пространство след най-ниското съпротивление. Следователно създаването на изображения също е много по-сложно, отколкото при класическата компютърна томография. Няколко двумерни представи в триизмерно пространство са необходими, за да се генерира окончателно триизмерно изображение, което след това се представя отново в двуизмерно.

Това поражда така наречения „обратен проблем“. Обратният проблем казва, че причината трябва да бъде изведена от настоящия резултат. Обикновено тези проблеми са много трудни или невъзможни за решаване. Причината може да се изясни само в комбинация с други процедури. Първоначално трябва да се придобие достатъчно опит за оценка на представителствата на EIT.