Elektrická impedanční tomografie (EIT) je nová zobrazovací metoda, která je založena na různých elektrických vodivostech různých oblastí těla. Mnoho možných oblastí použití je stále v experimentální fázi. Jejich použití se osvědčilo při kontrole plicních funkcí.
Co je to elektrická impedanční tomografie?
Jako nová neinvazivní zobrazovací metoda pro zkoumání lidské tkáně se již v diagnostice plicních funkcí zavedla elektrická impedanční tomografie (EIT). Pro jiné aplikace se EIT chystá dosáhnout průlomu.
Elektrody se používají k napájení elektrických střídavých proudů různých frekvencí as malými amplitudami do sousední tkáně. V závislosti na povaze nebo funkčním stavu tkáně vznikají různé vodivosti. Ty jsou závislé na příslušné impedanci (odpor střídavého proudu) odpovídající oblasti těla. Několik elektrod je umístěno na měřeném povrchu těla.
Zatímco vysokofrekvenční střídavé proudy s malým amplitudovým tokem mezi dvěma elektrodami, elektrický potenciál se měří na ostatních elektrodách. Měření se opakuje nepřetržitě změnou dvojice stimulačních elektrod podle potřeby. Naměřené potenciály vedou k řezu, který umožňuje vyvodit závěry o složení a stavu vyšetřované tkáně.
V elektrické impedanční tomografii se rozlišuje mezi absolutním a funkčním EIT. S absolutním EIT se zkoumá kvalita tkáně, zatímco funkční EIT měří různé vodivosti v závislosti na příslušném funkčním stavu měřené oblasti těla.
Funkce, účinek a cíle
Jak již bylo zmíněno, elektrická impedanční tomografie je založena na různé vodivosti různých oblastí těla, biologických tkání nebo orgánů. Takže existují dobře vodivé a špatně vodivé oblasti těla. V lidském těle je vodivost určena počtem volných iontů.
Například lze očekávat, že tkáň bohatá na vodu s vysokou koncentrací elektrolytů bude mít lepší vodivost než tuková tkáň. Kromě toho, pokud dojde k funkčním změnám v orgánech, mohou se vyskytnout také chemické změny v tkáni, které mají vliv na vodivost. Absolutní EIT je nepřesný, protože závisí na individuální anatomii a špatně vodivých elektrodách. To často vede k tvorbě artefaktů. Funkční EIT může tyto chyby významně snížit odečtením reprezentací.
Zejména plíce jsou vhodné pro vyšetření pomocí elektrické impedanční tomografie, protože jejich vodivost je mnohem nižší než u většiny ostatních orgánů. To vede k absolutnímu kontrastu s ostatními částmi těla, což má pozitivní vliv na reprezentaci v zobrazovacím procesu. Vodivost plic se také cyklicky mění v závislosti na tom, zda vdechujete nebo vydechujete.
To je další důvod k prozkoumání plic zejména pomocí EIT. Jejich různá vodivost při dýchání naznačuje dobré výsledky při zkoumání funkce plic. Pokroky v digitální technologii umožňují lékaři intenzivní péče nechat zpracovat data získaná z měření vodivosti plic tak, aby byla funkce plic vizualizována přímo na lůžku pacienta. Monitory plicních funkcí, které se již používají v medicíně intenzivní péče, byly nedávno vyvinuty na základě elektrické impedanční tomografie.
Probíhají studie s cílem otevřít ETI další využití. V budoucnu může tato technologie hrát roli jako další diagnostika mamografie. Bylo zjištěno, že normální a maligní tkáň prsu mají různé vodivosti při různých frekvencích. Totéž platí pro další diagnostiku screeningu gynekologických nádorů. V současné době také probíhají studie možného využití EIT při epilepsii a mrtvici.
Je také myslitelné budoucí použití pro intenzivní lékařské sledování mozkové aktivity u závažných mozkových patologií. Dobrá elektrická vodivost krve také zahrnuje možnou aplikaci pro vizuální reprezentaci toku krve v orgánech. V neposlední řadě může být elektrická impedanční tomografie také použita ve sportovní medicíně pro stanovení absorpce kyslíku (Vo2) nebo arteriálního krevního tlaku během cvičení.
Rizika, vedlejší účinky a nebezpečí
Ve srovnání s jinými tomografickými metodami má elektrická impedanční tomografie tu výhodu, že je pro organismus zcela neškodná. Nepoužívá se žádné ionizující záření, jako je tomu v případě počítačové tomografie. Kromě toho lze zabránit vyhřívacím efektům způsobeným vysokofrekvenčními střídavými proudy (10 až 100 kilohertz) s nízkou proudovou intenzitou.
Protože zařízení je také mnohem levnější a menší než u klasických tomografických metod, lze EIT používat s pacienty po delší dobu a poskytovat nepřetržité vizualizace v reálném čase. Hlavní nevýhodou je však v současné době nižší prostorové rozlišení ve srovnání s jinými tomografickými metodami. Existují však nápady, jak zlepšit rozlišení obrázků zvýšením počtu elektrod. Kvalita obrázků je stále chybná.
Ke zlepšování kvality však dochází postupně, díky rostoucímu využívání aktivních povrchových elektrod. Další nevýhoda spočívá v tom, že proud nezůstává v části těla, která má být vyšetřena, ale je spíše distribuován v trojrozměrném prostoru po nejnižším odporu. Vytváření obrázků je proto mnohem komplikovanější než u klasické počítačové tomografie. Aby bylo možné konečně vygenerovat trojrozměrný obraz, který je poté znovu představen v dvourozměrném, je zapotřebí několik dvojrozměrných zobrazení v trojrozměrném prostoru.
Z toho vyplývá tzv. „Inverzní problém“. Inverzní problém říká, že příčina musí být odvozena ze současného výsledku. Obvykle jsou tyto problémy velmi obtížné nebo nemožné vyřešit. Příčinu lze objasnit pouze v kombinaci s jinými postupy. Nejprve musí být prostřednictvím dalších studií získána dostatečná zkušenost k vyhodnocení zastoupení ETI.
