Elektriskās pretestības tomogrāfija

Elektriskās pretestības tomogrāfija (EIT) ir jauna attēlveidošanas metode, kuras pamatā ir dažādu ķermeņa zonu atšķirīgā elektriskā vadītspēja. Daudzas iespējamās piemērošanas jomas joprojām atrodas eksperimenta stadijā. To lietošana ir pierādījusi sevi plaušu funkcijas pārbaudē.

Kas ir elektriskās pretestības tomogrāfija?

Elektriskās pretestības tomogrāfija jau ir pierādījusi sevi plaušu funkciju diagnostikā. Izmantojot elektrodus, blakus esošajos audos tiek ievadītas dažādu frekvenču un ar zemu amplitūdu mainīgas elektriskās strāvas.

Elektriskā pretestības tomogrāfija (EIT) kā jauna neinvazīva attēlveidošanas metode cilvēka audu izmeklēšanai jau ir pierādījusi sevi plaušu funkcijas diagnostikā. Citiem lietojumiem EIT gatavojas panākt izrāvienu.

Izmantojot elektrodus, blakus esošajos audos tiek ievadītas dažādu frekvenču un ar zemu amplitūdu mainīgas elektriskās strāvas. Atkarībā no audu rakstura vai funkcionālā stāvokļa rodas atšķirīga vadītspēja. Tie ir atkarīgi no attiecīgā ķermeņa laukuma pretestības (maiņstrāvas pretestības). Uz izmērāmās ķermeņa virsmas ir novietoti vairāki elektrodi.

Kamēr augstas frekvences maiņstrāvas ar nelielu amplitūdu plūst starp diviem elektrodiem, elektrisko potenciālu mēra pie citiem elektrodiem. Mērījumu atkārto nepārtraukti, mainot stimulējošo elektrodu pāri pēc vajadzības. Izmērīto potenciālu rezultātā tiek iegūts šķērsgriezuma attēls, kas ļauj izdarīt secinājumus par pārbaudīto audu sastāvu un stāvokli.

Elektriskās pretestības tomogrāfijā tiek nošķirts absolūtais un funkcionālais EIT. Absolūtā EIT gadījumā tiek pārbaudīts audu raksturs, savukārt funkcionālā EIT mēra dažādas vadītspējas atkarībā no mērāmā ķermeņa zonas attiecīgā funkcionālā stāvokļa.

Funkcija, efekts un mērķi

Kā jau minēts, elektriskās pretestības tomogrāfija balstās uz dažādu ķermeņa zonu, bioloģisko audu vai orgānu atšķirīgo vadītspēju. Tātad ir labi vadoši un slikti vadoši ķermeņa apgabali. Cilvēka ķermenī vadītspēju nosaka brīvo jonu skaits.

Piemēram, sagaidāms, ka ar ūdeni bagātam audam ar augstu elektrolītu koncentrāciju būs labāka vadītspēja nekā taukaudiem. Turklāt, ja orgānos ir funkcionālas izmaiņas, audos var notikt arī ķīmiskas izmaiņas, kas ietekmē vadītspēju.Absolūtais EIT ir neprecīzs, jo tas ir atkarīgs no individuālās anatomijas un vāji vadošajiem elektrodiem. Tas bieži noved pie artefaktu veidošanās. Funkcionālais EIT var ievērojami samazināt šīs kļūdas, atņemot reprezentācijas.

Īpaši plaušas ir piemērotas izmeklēšanai, izmantojot elektriskās pretestības tomogrāfiju, jo to vadītspēja ir daudz zemāka nekā lielākajai daļai citu orgānu. Tas rada absolūtu pretstatu citām ķermeņa daļām, kas pozitīvi ietekmē attēlojumu attēlveidošanas procesā. Arī plaušu vadītspēja mainās cikliski atkarībā no tā, vai jūs ieelpojat, vai izelpojat.

Tas ir vēl viens iemesls, īpaši plaušu izmeklēšanai, izmantojot EIT. Viņu atšķirīgā vadītspēja elpošanas laikā liecina par labiem rezultātiem, pārbaudot plaušu darbību. Digitālās tehnoloģijas sasniegumi ļauj intensīvās terapijas ārstam iegūt datus, kas iegūti, plaušu vadītspējas mērījumos, apstrādājot tādā veidā, lai plaušu funkciju varētu vizualizēt tieši pacienta gultas vietā. Balstoties uz elektriskās pretestības tomogrāfiju, nesen tika izstrādāti plaušu funkciju monitori, kurus jau izmanto intensīvās terapijas medicīnā.

Tiek veikti pētījumi, lai atvērtu citus ETI izmantošanas veidus. Nākotnē šai tehnoloģijai var būt nozīme kā papildu diagnostikai mammogrāfijai. Konstatēts, ka normāliem un ļaundabīgiem krūšu audiem ir atšķirīga vadītspēja dažādās frekvencēs. Tas pats attiecas uz ginekoloģiskā vēža skrīninga papildu diagnostiku. Pašlaik tiek veikti arī pētījumi par iespējamo EIT izmantošanu epilepsijas un insulta gadījumos.

Iespējams arī nākotnes pieteikums intensīvai medicīniskai smadzeņu darbības uzraudzībai smagu smadzeņu patoloģiju gadījumā. Asins labā elektriskā vadītspēja nozīmē arī iespējamu pielietojumu orgānu asins plūsmas vizuālai attēlošanai. Visbeidzot, elektriskās pretestības tomogrāfiju var izmantot arī sporta medicīnā, lai noteiktu skābekļa uzņemšanu (Vo2) vai arteriālo asinsspiedienu fiziskās slodzes laikā.

Riski, blakusparādības un briesmas

Salīdzinot ar citām tomogrāfijas metodēm, elektriskās pretestības tomogrāfijai ir tāda priekšrocība, ka tā ir pilnīgi nekaitīga organismam. Netiek izmantots jonizējošais starojums, kā tas ir datortomogrāfijas gadījumā. Turklāt var izvairīties no sildīšanas efektiem, ko rada augstfrekvences maiņstrāvas (10 līdz 100 kiloherci) ar zemu strāvas stiprumu.

Tā kā aprīkojums ir arī daudz lētāks un mazāks nekā klasiskā tomogrāfijas metode, EIT var izmantot kopā ar pacientiem ilgāku laika periodu un nodrošināt nepārtrauktu reāllaika vizualizāciju. Tomēr šobrīd galvenais trūkums ir zemāka telpiskā izšķirtspēja salīdzinājumā ar citām tomogrāfijas metodēm. Tomēr ir idejas, kā uzlabot attēlu izšķirtspēju, palielinot elektrodu skaitu. Attēlu kvalitāte joprojām ir kļūdaina.

Tomēr kvalitātes uzlabošana notiek pakāpeniski, arvien vairāk izmantojot aktīvos virsmas elektrodus. Vēl viens trūkums ir tāds, ka strāva nepaliek pārbaudāmajā korpusa daļā, bet drīzāk tiek sadalīta trīsdimensiju telpā pēc zemākās pretestības. Tāpēc arī attēlu izveidošana ir daudz sarežģītāka nekā ar klasisko datortomogrāfiju. Ir nepieciešami vairāki divdimensiju attēlojumi trīsdimensiju telpā, lai beidzot izveidotu trīsdimensiju attēlu, kas pēc tam atkal tiek parādīts divdimensiju.

Tas rada tā saukto "apgriezto problēmu". Apgrieztā problēma saka, ka cēlonis ir jānovērš no pašreizējā rezultāta. Parasti šīs problēmas ir ļoti grūti vai neiespējami atrisināt. Cēloni var noskaidrot tikai kombinācijā ar citām procedūrām. Pietiekama pieredze ETI pārstāvības novērtēšanai vispirms jāapkopo, veicot turpmākus pētījumus.