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?
Elektrická impedanční tomografie (EIT) se již jako nová neinvazivní zobrazovací metoda pro vyšetřování lidské tkáně etablovala v diagnostice plicních funkcí. Pro jiné aplikace se EIT chystá dosáhnout průlomu.
Pomocí elektrod se do sousední tkáně přivádí střídavý elektrický proud různých frekvencí as malými amplitudami. 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. V případě absolutního 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, biologické tkáně 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 v tkáni vyskytnout také chemické změny, které ovlivňují 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. Výsledkem je absolutní kontrast 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 plicních funkcí. 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 budoucnosti 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 se také provádějí studie možného využití EIT při epilepsii a mozkové příhodě.
Je také myslitelné budoucí použití pro intenzivní lékařské sledování mozkové aktivity u závažných mozkových patologií. Dobrá elektrická vodivost krve také znamená 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 vysokofrekvenčním střídavým proudem (10 až 100 kilohertz) s nízkou proudovou intenzitou.
Protože zařízení je také mnohem levnější a menší než klasická tomografická metoda, 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 vadná.
Ke zvyšování kvality však dochází postupně, díky rostoucímu využívání aktivních povrchových elektrod. Další nevýhodou je, že proud nezůstává v části těla, která se má zkoumat, 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.
To vede k tzv. „Inverznímu problému“. 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. Dostatečné zkušenosti pro hodnocení zastoupení ETI musí být nejprve získány prostřednictvím dalších studií.
