Tomografi impedans elektrik

The Tomografi impedans elektrik (EIT) adalah kaedah pengimejan baru yang berdasarkan pada kekonduksian elektrik yang berlainan dari kawasan tubuh yang berlainan. Banyak kemungkinan bidang aplikasi masih dalam peringkat eksperimen. Penggunaannya telah membuktikan dirinya dalam memeriksa fungsi paru-paru.

Apakah tomografi impedans elektrik?

Tomografi impedans elektrik telah membuktikan dirinya dalam diagnostik fungsi paru-paru. Elektrod digunakan untuk memberi arus elektrik bergantian dengan frekuensi yang berbeza dan dengan amplitud yang rendah ke dalam tisu yang berdekatan.

Sebagai kaedah pengimejan bukan invasif baru untuk memeriksa tisu manusia, tomografi impedans elektrik (EIT) telah membuktikan dirinya dalam diagnostik fungsi paru-paru. Untuk aplikasi lain, EIT akan membuat kejayaan.

Elektrod digunakan untuk memberi arus elektrik bergantian dengan frekuensi yang berbeza dan dengan amplitud yang rendah ke dalam tisu yang berdekatan. Bergantung pada sifat atau keadaan fungsi tisu, kekonduksian yang berlainan akan terhasil. Ini bergantung pada impedans masing-masing (rintangan arus bolak-balik) dari kawasan badan yang sesuai. Beberapa elektrod diletakkan di permukaan badan untuk diukur.

Semasa arus bolak frekuensi tinggi dengan aliran amplitud kecil di antara dua elektrod, potensi elektrik diukur pada elektrod yang lain. Pengukuran diulang secara berterusan dengan mengubah pasangan elektrod rangsangan seperti yang dikehendaki. Potensi yang diukur menghasilkan gambar keratan, yang memungkinkan kesimpulan dibuat mengenai komposisi dan keadaan tisu yang diperiksa.

Dalam tomografi impedans elektrik, perbezaan dibuat antara EIT mutlak dan berfungsi. Dengan EIT mutlak, kualiti tisu diperiksa, sementara EIT berfungsi mengukur kekonduksian yang berbeza bergantung pada keadaan fungsi masing-masing kawasan badan yang akan diukur.

Fungsi, kesan & matlamat

Seperti yang telah disebutkan, tomografi impedans elektrik didasarkan pada kekonduksian yang berlainan dari kawasan tubuh, tisu biologi atau organ yang berbeza. Oleh itu, terdapat bahagian badan yang berkelakuan baik dan tidak baik. Di dalam tubuh manusia, kekonduksian ditentukan oleh bilangan ion bebas.

Sebagai contoh, tisu kaya air dengan kepekatan elektrolit yang tinggi diharapkan mempunyai kekonduksian yang lebih baik daripada tisu berlemak. Selain itu, ketika ada perubahan fungsional pada organ, perubahan kimia juga dapat terjadi pada jaringan, yang berdampak pada kekonduksian. EIT mutlak tidak tepat kerana bergantung pada anatomi individu dan elektrod yang kurang konduktif. Ini sering membawa kepada pembentukan artifak. EIT berfungsi dapat mengurangkan kesilapan ini dengan mengurangkan pengurangan representasi.

Paru-paru khususnya sesuai untuk pemeriksaan menggunakan tomografi impedans elektrik, kerana mereka mempunyai kekonduksian yang jauh lebih rendah daripada kebanyakan organ lain. Ini menghasilkan kontras mutlak dengan bahagian tubuh yang lain, yang memberi kesan positif terhadap perwakilan dalam proses pencitraan. Kekonduksian paru-paru juga berubah secara kitaran bergantung pada sama ada anda menghirup atau menghembuskan nafas.

Ini adalah sebab lain untuk memeriksa paru-paru khususnya menggunakan EIT. Kekonduksian mereka yang berbeza semasa bernafas menunjukkan hasil yang baik ketika memeriksa fungsi paru-paru. Kemajuan teknologi digital memungkinkan untuk doktor rawatan intensif agar data yang diperoleh dari pengukuran kekonduksian paru-paru diproses sedemikian rupa sehingga fungsi paru-paru dapat dilihat secara langsung di sisi pesakit. Monitor fungsi paru-paru, yang sudah digunakan dalam perubatan perawatan intensif, baru-baru ini dikembangkan berdasarkan tomografi impedans elektrik.

Kajian sedang dijalankan untuk membuka kegunaan lain untuk EIT. Pada masa akan datang, teknologi ini dapat memainkan peranan sebagai diagnostik tambahan untuk mamografi. Telah didapati bahawa tisu payudara normal dan ganas mempunyai kekonduksian yang berbeza pada frekuensi yang berbeza. Perkara yang sama berlaku untuk diagnostik tambahan untuk pemeriksaan barah ginekologi. Kajian juga sedang dijalankan mengenai kemungkinan penggunaan EIT dalam epilepsi dan strok.

Permohonan masa depan untuk pemantauan perubatan intensif terhadap aktiviti otak dalam patologi otak yang teruk juga dapat dibayangkan. Kekonduksian elektrik yang baik dari darah juga menunjukkan kemungkinan penerapan representasi visual aliran darah organ. Akhir sekali, tomografi impedans elektrik juga boleh digunakan dalam perubatan sukan untuk menentukan pengambilan oksigen (Vo2) atau tekanan darah arteri semasa latihan.

Risiko, kesan sampingan & bahaya

Berbanding dengan kaedah tomografi yang lain, tomografi impedans elektrik mempunyai kelebihan bahawa ia sama sekali tidak berbahaya bagi organisma. Tidak ada sinaran pengion yang digunakan, seperti halnya dengan tomografi yang dikira. Di samping itu, kesan pemanasan kerana arus bolak frekuensi yang lebih tinggi (10 hingga 100 kilohertz) dengan arus rendah dapat dihindari.

Oleh kerana peralatannya juga jauh lebih murah dan lebih kecil daripada kaedah tomografi klasik, EIT dapat digunakan dengan pesakit dalam jangka masa yang lebih lama dan memberikan visualisasi masa nyata yang berterusan. Namun, pada masa ini, kelemahan utama adalah resolusi ruang yang lebih rendah berbanding dengan kaedah tomografi yang lain. Terdapat, bagaimanapun, idea untuk meningkatkan resolusi gambar dengan meningkatkan bilangan elektrod. Kualiti gambar juga masih cacat.

Walau bagaimanapun, peningkatan kualiti berlaku secara beransur-ansur melalui peningkatan penggunaan elektrod permukaan aktif. Ia juga merugikan bahawa arus tidak tinggal di bahagian badan untuk diperiksa, tetapi diedarkan dalam ruang tiga dimensi berikutan sedikit daya tahan. Oleh itu, penciptaan gambar juga jauh lebih rumit daripada dengan tomografi komputasi klasik. Beberapa perwakilan dua dimensi dalam ruang tiga dimensi diperlukan untuk akhirnya menghasilkan gambar tiga dimensi, yang kemudian disajikan dalam dua dimensi lagi.

Ini menimbulkan apa yang disebut "masalah terbalik". Masalah terbalik mengatakan bahawa penyebabnya mesti disimpulkan dari hasil sekarang. Biasanya masalah ini sangat sukar atau mustahil untuk diselesaikan. Sebabnya hanya dapat dijelaskan dalam kombinasi dengan prosedur lain. Pengalaman yang mencukupi untuk menilai perwakilan EIT mesti diperoleh melalui kajian lanjutan.