Elektrisk impedans tomografi (EIT) er en ny bildebehandlingsteknikk basert på de forskjellige elektriske ledningsevnene i forskjellige områder av kroppen. Mange potensielle applikasjoner er fremdeles i eksperimentfasen. Bruken har blitt bevist ved testing lunge funksjon.
Hva er elektrisk impedans tomografi?
Elektrisk impedantomografi har allerede etablert seg i lungefunksjonsdiagnostikk. Ved hjelp av elektroder injiseres vekslende elektriske strømmer med forskjellige frekvenser og lav amplitude i det tilstøtende vevet. Som en ny ikke-invasiv avbildningsteknikk for undersøkelse av humant vev, har elektrisk impedantomografi (EIT) allerede etablert seg i lungefunksdiagnostikk. For andre applikasjoner er EIT på randen av et gjennombrudd. Ved hjelp av elektroder mates vekselstrømmer med forskjellige frekvenser og lav amplitude inn i det tilstøtende vevet. Avhengig av vevets natur eller funksjonelle tilstand, oppstår forskjellige ledningsevner. Disse avhenger av den respektive impedansen (AC-motstand) til det tilsvarende kroppsområdet. Flere elektroder er plassert på kroppsoverflaten som skal måles. Mens høyfrekvente vekselstrømmer med liten amplitudestrøm mellom to elektroder om gangen, måles det elektriske potensialet ved de andre elektrodene. Målingen gjentas kontinuerlig ved å variere det stimulerende elektrodeparet etter ønske. De målte potensialene gir et tverrsnittsbilde som gjør det mulig å trekke konklusjoner om sammensetningen og tilstand av vevet som undersøkes. I elektrisk impedantomografi skilles det mellom absolutt og funksjonell EIT. Absolutt EIT undersøker sammensetningen av vevet, mens funksjonell EIT målinger forskjellige konduktanser avhengig av den spesielle funksjonelle tilstanden til kroppsområdet som måles.
Funksjon, effekt og mål
Som nevnt tidligere er elektrisk impedantomografi basert på den forskjellige ledningsevnen til forskjellige kroppsområder, biologiske vev eller organer. Dermed er det godt ledende og dårlig ledende kroppsområder. I menneskekroppen bestemmes ledningsevne av antall frie ioner. For eksempel, a Vannrik vev med høy konsentrasjon of elektrolytter forventes å ha bedre ledningsevne enn a fettvev. I tillegg, hvis det er funksjonelle endringer i organene, kan det også være kjemiske endringer i vevet som påvirker ledningsevnen. Absolutt EIT er unøyaktig fordi det avhenger av individuell anatomi og dårlig ledende elektroder. Dette resulterer ofte i dannelse av gjenstander. Funksjonell EIT kan redusere disse feilene betydelig ved å trekke representasjonene. Lungene er spesielt egnet for undersøkelse med elektrisk impedantomografi fordi de har mye lavere ledningsevne enn de fleste andre organer. Dette resulterer i en absolutt kontrast til de andre kroppsdelene, noe som har en positiv effekt på bildebehandling. Konduktiviteten til lungene endres også syklisk avhengig av om pasienten inhalerer eller puster ut. Dette er en annen grunn til å studere lungene spesielt ved bruk av EIT. Deres varierende ledningsevne under puste foreslår gode resultater ved testing lunge funksjon. Fremskritt innen digital teknologi gjør det mulig for intensivister å få dataene hentet fra lunge konduktivitetsmålinger behandlet slik at lungefunksjonen kan visualiseres direkte ved pasientens seng. Lungefunksjonsmonitorer basert på elektrisk impedantomografi er nylig utviklet og brukes allerede i intensivmedisin. Det gjennomføres for tiden studier for å åpne for andre mulige applikasjoner for EIT. For eksempel kan denne teknologien spille en rolle i fremtiden som en tilleggsdiagnostikk for mammografi. Det er funnet at normalt og ondartet brystvev har ulik ledningsevne ved forskjellige frekvenser. Det samme gjelder tilleggsdiagnostikk i gynekologisk kreft screening. Studier pågår også for tiden om mulig bruk av EIT i epilepsi og hjerneslag. En fremtidig søknad om intensiv medisinsk behandling overvåking of hjerne aktivitet i alvorlige hjernepatologier kan også tenkes. Den gode elektriske ledningsevnen til blod innebærer også en mulig applikasjon for avbildningsorganperfusjon. Sist men ikke minst kan elektrisk impedantomografi også tjene i sammenheng med sportsmedisin for å bestemme oksygen opptak (Vo2) eller arteriell blod trykk under trening.
Risiko, bivirkninger og farer
Sammenlignet med andre tomografimetoder har elektrisk impedantomografi den fordelen at den er helt ufarlig for organismen. Ingen ioniserende stråling brukes, som i datatomografi. I tillegg kan varmeeffekter på grunn av vekselstrømmer med høyere frekvens (10 til 100 kilohertz) med lav strømintensitet unngås. I tillegg, fordi utstyret også er mye billigere og mindre enn tradisjonelle tomografiteknikker, kan EIT dermed brukes på pasienter i lengre perioder og gi kontinuerlig sanntidsvisualisering. For tiden viser det seg imidlertid at den største ulempen er den lavere romlige oppløsningen sammenlignet med andre tomografiteknikker. Imidlertid er det ideer om å forbedre oppløsningen på bildene ved å øke antallet elektroder. Kvaliteten på bildene har også fremdeles mangler. Imidlertid skjer kvalitetsforbedring gradvis gjennom økende bruk av aktive overflateelektroder. En annen ulempe er at strømmen ikke forblir i kroppsseksjonen som skal undersøkes, men fordeles i et tredimensjonalt rom etter minst motstand. Derfor er bildedannelse også mye mer komplisert enn i klassisk datatomografi. Flere todimensjonale representasjoner i tredimensjonalt rom er nødvendige for til slutt å generere et tredimensjonalt bilde, som deretter presenteres igjen i to dimensjoner. Dette resulterer i det såkalte “Inverse Problem”. Det omvendte problemet sier at årsaken må utledes fra det nåværende resultatet. For det meste er disse problemene veldig vanskelige eller umulige å løse. Bare i kombinasjon med andre metoder kan årsaken avklares. Tilstrekkelig erfaring for å evaluere representasjonene av EIT har ennå ikke fått gjennom videre studier.
