Elektriksel empedans tomografi

Elektriksel empedans tomografi (EIT'nin) vücudun farklı bölgelerinin farklı elektrik iletkenliklerine dayanan yeni bir görüntüleme yöntemidir. Birçok olası uygulama alanı hala deney aşamasındadır. Kullanımları akciğer fonksiyonlarını kontrol etmede kendini kanıtlamıştır.

Elektriksel empedans tomografisi nedir?

Elektriksel empedans tomografisi, akciğer fonksiyon teşhisinde zaten kendini kanıtlamıştır. Elektrotlar, farklı frekanslardaki ve düşük genlikli elektriksel alternatif akımları komşu dokuya beslemek için kullanılır.

İnsan dokusunu incelemek için yeni bir non-invaziv görüntüleme yöntemi olarak, elektriksel empedans tomografisi (EIT) zaten akciğer fonksiyonu teşhisinde kendini kanıtlamıştır. Diğer uygulamalar için, EIT aşmak üzere.

Elektrotlar kullanılarak, farklı frekanslarda ve düşük genlikteki alternatif elektrik akımları, komşu dokuya beslenir. Dokunun doğasına veya işlevsel durumuna bağlı olarak, farklı iletkenlikler ortaya çıkar. Bunlar, ilgili vücut bölgesinin ilgili empedansına (alternatif akım direnci) bağlıdır. Ölçülecek vücut yüzeyine birkaç elektrot yerleştirilmiştir.

İki elektrot arasında küçük genlikli yüksek frekanslı alternatif akımlar akarken, diğer elektrotlarda elektriksel potansiyel ölçülür. Ölçüm, uyarıcı elektrot çifti istenildiği gibi değiştirilerek sürekli olarak tekrarlanır. Ölçülen potansiyeller, incelenen dokunun bileşimi ve durumu hakkında sonuçlara varılmasına izin veren kesitsel bir görüntü ile sonuçlanır.

Elektriksel empedans tomografisinde, mutlak ve fonksiyonel EIT arasında bir ayrım yapılır. Mutlak EIT ile dokunun kalitesi incelenirken fonksiyonel EIT ölçülecek vücut bölgesinin ilgili fonksiyonel durumuna bağlı olarak farklı iletkenlikleri ölçer.

İşlev, etki ve hedefler

Daha önce de belirtildiği gibi, elektriksel empedans tomografisi vücudun farklı bölgelerinin, biyolojik dokuların veya organların farklı iletkenliğine dayanır. Dolayısıyla, vücudun iyi ve kötü iletken bölgeleri var. İnsan vücudunda iletkenlik, serbest iyonların sayısı ile belirlenir.

Örneğin, yüksek elektrolit konsantrasyonuna sahip su bakımından zengin bir dokunun, yağlı bir dokudan daha iyi iletkenliğe sahip olması beklenebilir. Ayrıca organlarda fonksiyonel değişiklikler olduğunda dokuda da iletkenlik üzerinde etkisi olan kimyasal değişiklikler meydana gelebilir. Mutlak EIT kesin değildir çünkü bireysel anatomiye ve zayıf iletken elektrotlara bağlıdır. Bu genellikle eser oluşumuna yol açar. İşlevsel EIT, temsilleri çıkararak bu hataları önemli ölçüde azaltabilir.

Özellikle akciğerler, iletkenlikleri diğer organların çoğundan çok daha düşük olduğu için elektriksel empedans tomografisi kullanılarak muayene için uygundur. Bu, bir görüntüleme sürecindeki temsil üzerinde olumlu bir etkiye sahip olan, vücudun diğer bölümleriyle mutlak bir kontrastla sonuçlanır. Akciğerlerin iletkenliği de nefes alıp vermenize bağlı olarak döngüsel olarak değişir.

Bu, özellikle EIT kullanılarak akciğerleri incelemek için başka bir nedendir. Solunum sırasındaki farklı iletkenlikleri, akciğer fonksiyonunu incelerken iyi sonuçlar verir. Dijital teknolojideki gelişmeler, yoğun bakım hekimlerinin, akciğerlerin iletkenlik ölçümlerinden elde edilen verileri, akciğer fonksiyonunun doğrudan hasta yatağında görselleştirilebilecek şekilde işlenmesine olanak sağlamaktadır. Halihazırda yoğun bakım tıbbında kullanılan akciğer fonksiyon monitörleri son zamanlarda elektriksel empedans tomografisine dayanarak geliştirilmiştir.

EIT için diğer kullanım alanlarını açmak için çalışmalar devam etmektedir. Gelecekte, bu teknoloji mamografi için ek teşhis olarak rol oynayabilir. Normal ve kötü huylu meme dokusunun farklı frekanslarda farklı iletkenliklere sahip olduğu bulunmuştur. Aynı durum jinekolojik kanser taraması için ek teşhis için de geçerlidir. Halen EIT'nin epilepsi ve felçte olası kullanımı üzerine de çalışmalar yapılmaktadır.

Şiddetli beyin patolojilerinde beyin aktivitesinin yoğun tıbbi takibi için gelecekteki bir uygulama da düşünülebilir. Kanın iyi elektrik iletkenliği, organ kan akışının görsel temsili için olası bir uygulamayı da ima eder. Son olarak, elektriksel empedans tomografisi spor hekimliğinde egzersiz sırasında oksijen alımını (Vo2) veya arteriyel kan basıncını belirlemek için de kullanılabilir.

Riskler, yan etkiler ve tehlikeler

Diğer tomografi yöntemlerine kıyasla elektriksel empedans tomografinin organizmaya tamamen zararsız olma avantajı vardır. Bilgisayarlı tomografide olduğu gibi iyonlaştırıcı radyasyon kullanılmaz. Ek olarak, düşük amperli yüksek frekanslı alternatif akımlardan (10 ila 100 kilohertz) kaynaklanan ısınma etkilerinden kaçınılabilir.

Ekipman aynı zamanda klasik tomografi yöntemlerinden çok daha ucuz ve daha küçük olduğundan, EIT hastalarla daha uzun süre kullanılabilir ve sürekli gerçek zamanlı görselleştirmeler sağlayabilir. Ancak şu anda ana dezavantaj, diğer tomografi yöntemlerine kıyasla daha düşük uzaysal çözünürlüktür. Bununla birlikte, elektrotların sayısını arttırarak görüntülerin çözünürlüğünü iyileştirmek için fikirler vardır. Resimlerin kalitesi de hala kusurlu.

Bununla birlikte, kalite iyileştirme, aktif yüzey elektrotlarının artan kullanımıyla adım adım gerçekleşir. Diğer bir dezavantaj, akımın incelenecek gövde bölümünde kalmaması, daha ziyade en düşük direnci takiben üç boyutlu uzayda dağılmasıdır. Bu nedenle, görüntülerin oluşturulması da klasik bilgisayarlı tomografiden çok daha karmaşıktır. Sonunda üç boyutlu bir görüntü oluşturmak için üç boyutlu uzayda birkaç iki boyutlu temsil gereklidir, bu daha sonra tekrar iki boyutlu olarak sunulur.

Bu, sözde "ters soruna" yol açar. Ters problem, sebebin mevcut sonuçtan çıkarılması gerektiğini söylüyor. Genellikle bu sorunların çözülmesi çok zordur veya imkansızdır. Nedeni ancak diğer prosedürlerle birlikte açıklığa kavuşturulabilir. EIT'nin temsillerini değerlendirmek için yeterli deneyim, ilk önce daha ileri çalışmalar yoluyla kazanılmalıdır.