Электроимпедансная томография

редактировать
Электроимпедансная томография
CT of human thorax showing current paths for EIT corrected.jpg Рис. 1. Поперечное сечение грудной клетки человека с рентгеновской компьютерной томографии показаны линии тока и эквипотенциалы от электродов привода. Обратите внимание, как изгибаются линии при изменении проводимости между различными органами.
Цельизмерения используются для формирования томографического изображения части человеческого тела

Электроимпедансная томография (EIT ) - это неинвазивный тип медицинской визуализации, в котором электрическая проводимость, диэлектрическая проницаемость и импеданс части тела выводится из измерений поверхности электрода и используется для формирования томографического изображения этой части. Электропроводность значительно варьируется среди различных биологических тканей (абсолютная EIT) или движение жидкостей и газов внутри тканей (разница EIT). В большинстве систем EIT применяются небольшие переменные токи на одной частоте, однако некоторые системы EIT используют несколько частот, чтобы лучше различать нормальную и предполагаемую патологическую ткань в одном органе (многочастотная EIT или спектроскопия электрического импеданса).

Обычно проводящие поверхностные электроды прикрепляют к коже вокруг исследуемой части тела. Небольшие переменные токи будут приложены к некоторым или всем электродам, а результирующие эквипотенциалы будут записаны с других электродов (рисунки 1 и 2). Затем этот процесс будет повторяться для множества различных конфигураций электродов и, наконец, приведет к двумерной томограмме в соответствии с включенными алгоритмами реконструкции изображения.

Поскольку содержание свободных ионов определяет проводимость ткани и жидкости, мышцы и кровь будут проводить прикладывать токи лучше, чем жировая, костная или легочная ткань. Это свойство можно использовать для восстановления статических изображений по морфологическому или абсолютному EIT (a-EIT). Однако, в отличие от линейных рентгеновских лучей, используемых в компьютерной томографии, электрические токи распространяются в трехмерном пространстве по пути наименьшего удельного сопротивления. Это означает, что часть электрического тока выходит из поперечной плоскости и приводит к передаче импеданса. Этот и другие факторы являются причиной того, почему реконструкция изображения в абсолютном EIT настолько сложна, поскольку обычно существует более чем одно решение для восстановления изображения трехмерной области, спроецированной на двухмерную плоскость.

С математической точки зрения проблема восстановления проводимости на основе измерений тока и потенциала на поверхности является нелинейной обратной задачей и в значительной степени некорректной. Математическая формулировка проблемы принадлежит Альберто Кальдерону, и в математической литературе по обратным задачам она часто упоминается как «обратная задача Кальдерона» или «проблема Кальдерона». Существует обширное математическое исследование проблемы уникальности решения и численных алгоритмов для этой задачи.

По сравнению с проводимостью большинства других мягких тканей грудной клетки человека, проводимость легочной ткани примерно в пять раз ниже, что дает высокий абсолютный контраст. Эта характеристика может частично объяснить количество исследований, проведенных при визуализации легких с помощью EIT. Кроме того, проводимость легких сильно колеблется во время цикла дыхания, что объясняет огромный интерес исследовательского сообщества к использованию ЭИТ в качестве прикроватного метода для визуализации неоднородности вентиляции легких у пациентов с механической вентиляцией легких. Измерения EIT между двумя или более физиологическими состояниями, например между вдохом и выдохом, поэтому называются разницей во времени EIT (td-EIT).

Разница во времени EIT (td-EIT) имеет одно важное преимущество перед абсолютным EIT (a-EIT): неточности, возникающие из-за индивидуальной анатомии, недостаточного контакта с кожей поверхностных электродов или переноса импеданса, могут быть исключены, поскольку большинство артефактов устраняет сами за счет простого вычитания изображений в f-EIT. Это, скорее всего, причина того, что на сегодняшний день наибольший прогресс в исследованиях EIT был достигнут с разницей в EIT.

Предлагаемые дополнительные приложения EIT включают обнаружение / локализацию рака в кожа, грудь или шейка матки, локализация эпилептических очагов, визуализация мозговой активности. а также диагностический инструмент при нарушении опорожнения желудка. Попытки обнаружить или локализовать тканевую патологию в пределах нормальной ткани обычно основываются на многочастотной EIT (MF-EIT), также называемой электроимпедансной спектроскопией (EIS), и основаны на различиях в моделях проводимости на разных частотах.

Изобретение EIT в качестве метода медицинской визуализации обычно приписывается Джону Г. Вебстеру и публикации 1978 года, хотя первая практическая реализация медицинской системы EIT была подробно описана в 1984 году из-за на работы и Брайан Х. Браун. Вместе Браун и Барбер опубликовали первую томограмму электрического импеданса в 1983 году, визуализировав поперечное сечение предплечья человека с помощью абсолютной EIT. Несмотря на то, что за это время был достигнут существенный прогресс, большинство приложений a-EIT все еще считаются экспериментальными. Однако два коммерческих устройства f-EIT для мониторинга функции легких у пациентов интенсивной терапии были представлены совсем недавно.

Техника, аналогичная EIT, используется в геофизике и мониторинге производственных процессов - томография электрического сопротивления. По аналогии с EIT, поверхностные электроды размещаются на земле, в стволах скважин, в емкости или трубе для обнаружения аномалий удельного сопротивления или контроля смесей проводящих жидкостей. Методы настройки и реконструкции сравнимы с EIT. В геофизике идея возникла в 1930-х годах.

Томография электрического сопротивления также была предложена для отображения электрических свойств подложек и тонких пленок для электронных приложений.

Содержание
  • 1 Теория
  • 2 Свойства
  • 3 Приложения
    • 3.1 Легкое (a-EIT, td-EIT)
    • 3.2 Грудь (MF-EIT)
    • 3.3 Шейка матки (MF -EIT)
    • 3.4 Мозг (a-EIT, td-EIT, mf-EIT)
    • 3.5 Перфузия (td-EIT)
    • 3.6 Спортивная медицина / уход на дому (a-EIT, td-EIT)
  • 4 Коммерческие системы
    • 4.1 a-EIT и td-EIT
    • 4.2 MF-EIT
    • 4.3 V5R
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
Теория
В этом прототипе, электроды прикреплены вокруг грейпфрута, который представляет собой голову ребенка. Жидкость вводится в грейпфрут, чтобы имитировать кровоизлияние в мозг.

Как упоминалось ранее, электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость варьируются в зависимости от типа биологических тканей и зависят от содержания в них свободных ионов. Дополнительные факторы, влияющие на проводимость, включают температуру и другие физиологические факторы, например дыхательный цикл между вдохом и выдохом, когда легочная ткань становится более проводящей из-за более низкого содержания изоляционного воздуха в ее альвеолах.

После размещения поверхностных электродов через клейкие электроды, электродную ленту или токопроводящий электродный жилет вокруг интересующей части тела, переменные токи обычно в несколько миллиампер с частотой 10–100 кГц будут подаваться на два или больше электродов привода. Остальные электроды будут использоваться для измерения результирующего напряжения. Затем процедура будет повторяться для множества «моделей стимуляции», например последовательные пары соседних электродов до тех пор, пока не будет завершен весь круг, и восстановление изображения может быть выполнено и отображено цифровой рабочей станцией, которая включает сложные математические алгоритмы и априорные данные.

Сам ток прикладывается с использованием источники тока, либо одиночный источник тока, переключаемый между электродами с использованием мультиплексора, либо система преобразователей напряжения в ток, по одному на каждый электрод, каждый из которых управляется цифро-аналоговый преобразователь. Измерения снова могут быть выполнены либо с помощью одной схемы измерения напряжения, мультиплексированной по электродам, либо с помощью отдельной схемы для каждого электрода. Более ранние системы EIT по-прежнему использовали схему аналоговой демодуляции для преобразования переменного напряжения в уровень постоянного тока перед тем, как пропустить его через аналого-цифровой преобразователь . Новые системы преобразуют переменный сигнал непосредственно перед выполнением цифровой демодуляции. В зависимости от индикации некоторые системы EIT могут работать на нескольких частотах и ​​измерять как величину, так и фазу напряжения. Измеренные напряжения передаются на компьютер для восстановления и отображения изображения. Выбор диаграммы тока (или напряжения) существенно влияет на отношение сигнал / шум. С помощью устройств, способных подавать токи от всех электродов одновременно (например, ACT3), можно адаптивно определять оптимальные схемы тока.

Если изображения должны отображаться в реальном времени, типичным подходом является применение некоторой формы регуляризованный обратный линеаризации прямой задачи или быстрая версия метода прямой реконструкции, такого как метод D-стержня. Большинство практических систем, используемых в медицинской среде, генерируют «разностное изображение», то есть различия в напряжении между двумя временными точками умножаются слева на регуляризованную обратную величину для расчета приблизительной разницы между изображениями диэлектрической проницаемости и проводимости. Другой подход состоит в построении конечно-элементной модели тела и корректировке проводимости (например, с использованием варианта метода Левенбурга – Маркварта ) для соответствия измеренным данным. Это сложнее, так как требует точной формы тела и точного положения электродов.

Большая часть фундаментальных работ, лежащих в основе электрического импеданса, была проделана в Политехническом институте Ренсселера, начиная с 1980-х годов. См. Также работу, опубликованную в 1992 г. в рамках проекта Glenfield Hospital Project (ссылка отсутствует).

Абсолютные подходы EIT нацелены на цифровую реконструкцию статических изображений, то есть двумерное представление анатомии в пределах интересующей части тела. Как упоминалось выше и в отличие от линейных рентгеновских лучей в компьютерной томографии, электрические токи распространяются в трехмерном пространстве по пути наименьшего удельного сопротивления (рисунок 1), что приводит к частичной потере приложенного электрического тока (передача импеданса, например, из-за кровотока в поперечной плоскости). Это одна из причин, почему реконструкция изображения в абсолютном EIT настолько сложна, поскольку обычно существует несколько решений для реконструкции изображения трехмерной области, спроецированной на двумерную плоскость. Другая трудность состоит в том, что с учетом количества электродов и точности измерения на каждом электроде можно различить только объекты, превышающие заданный размер. Это объясняет необходимость очень сложных математических алгоритмов, которые будут решать обратную задачу и ее некорректность.

Дальнейшие трудности при абсолютном EIT возникают из-за различий в проводимости электродов между и внутри индивидов с соответствующими искажениями изображения и артефактами. Также важно иметь в виду, что интересующая часть тела редко бывает точно круглой и что анатомия у разных людей различается, например форма грудной клетки, влияющая на расстояние между электродами. Априорные данные, учитывающие типичную для возраста, роста и пола анатомию, могут снизить чувствительность к артефактам и искажениям изображения. Улучшение отношения сигнал / шум, например За счет использования электродов с активной поверхностью еще больше сокращаются ошибки визуализации. Некоторые из новейших систем EIT с активными электродами контролируют работу электродов через дополнительный канал и могут компенсировать недостаточный контакт с кожей, удаляя их из измерений.

Разница во времени EIT позволяет обойти большинство этих проблем, записывая измерения одного и того же человека между двумя или более физиологическими состояниями, связанными с линейными изменениями проводимости. Один из лучших примеров этого подхода - легочная ткань во время дыхания из-за линейных изменений проводимости между вдохом и выдохом, которые вызваны изменением содержания изоляционного воздуха во время каждого цикла дыхания. Это позволяет выполнять цифровое вычитание записанных измерений, полученных во время цикла дыхания, и дает функциональные изображения вентиляции легких. Одним из основных преимуществ является то, что относительные изменения проводимости остаются сопоставимыми между измерениями, даже если один из записывающих электродов менее проводящий, чем другие, что снижает большинство артефактов и искажений изображения. Однако включение априорных наборов данных или сеток в разностную EIT по-прежнему полезно для проецирования изображений на наиболее вероятную морфологию органа, которая зависит от веса, роста, пола и других индивидуальных факторов.

Открытый исходный код Проект EIDORS предоставляет набор программ (написанных на Matlab / GNU_Octave ) для реконструкции и отображения данных под лицензией GNU GPL. Метод прямого нелинейного D-образного стержня для нелинейной реконструкции EIT доступен в коде Matlab по адресу [2].

Исследовательская инициатива Open Innovation EIT направлена ​​на продвижение разработки электроимпедансной томографии (EIT) в целом и, в конечном итоге, ускорить его клиническое внедрение. Аппаратный и программный пакет EIT с функцией plug-and-play доступен через Swisstom и может быть приобретен по чистой себестоимости. Реконструкция изображений и обработка исходных данных, полученных с помощью этого набора, может выполняться без каких-либо ограничений с помощью программных инструментов, предоставляемых через EIDORS.

Свойства

В отличие от большинства других методов томографической визуализации, EIT не применяет никаких видов ионизирующего излучения. Токи, обычно применяемые при EIT, относительно малы и определенно ниже порога, при котором они могут вызвать значительную нервную стимуляцию. Частота переменного тока достаточно высока, чтобы не вызывать электролитических эффектов в организме, а рассеиваемая омическая мощность достаточно мала и распространяется по телу, чтобы с ней легко справлялась система терморегуляции тела. Эти свойства дают право на непрерывное применение EIT у людей, например во время ИВЛ в отделении интенсивной терапии (ОИТ). Поскольку оборудование, необходимое для выполнения EIT, намного меньше и дешевле, чем при обычной томографии, EIT подходит для непрерывной визуализации вентиляции легких в реальном времени прямо у постели больного. Основным недостатком EIT по сравнению с обычной томографией является более низкое максимальное пространственное разрешение (примерно 15% диаметра электродной матрицы в EIT по сравнению с 1 мм в КТ и МРТ). Однако разрешение можно улучшить, используя 32 электрода вместо 16. Качество изображения можно дополнительно улучшить, построив систему EIT с активными поверхностными электродами, которые значительно уменьшают потери сигнала, артефакты и помехи, связанные с кабелями, а также длину кабеля и обращение с ним. В отличие от пространственного разрешения, временное разрешение EIT (0,1 миллисекунды) намного выше, чем при КТ или МРТ (0,1 секунды).

Приложения

Легкое (a-EIT, td-EIT)

EIT особенно полезен для мониторинга функции легких, поскольку сопротивление легочной ткани в пять раз выше, чем у большинства других мягких тканей грудной клетки. Это приводит к высокому абсолютному контрасту легких. Кроме того, резистентность легких увеличивается и уменьшается в несколько раз между вдохом и выдохом, что объясняет, почему мониторинг вентиляции в настоящее время является наиболее многообещающим клиническим применением EIT, поскольку механическая вентиляция часто приводит к повреждению легких, вызванному вентилятором (ВАЛИ). Возможность использования EIT для визуализации легких была впервые продемонстрирована в Политехническом институте Ренсселера в 1990 году с использованием алгоритма NOSER. Разница во времени EIT может устранить изменения в распределении объемов легких между зависимыми и независимыми областями легких и помочь в настройке параметров аппарата ИВЛ для обеспечения защитной вентиляции легких для пациентов во время критического заболевания или анестезии.

Большинство исследований EIT содержат сосредоточены на мониторинге регионарной функции легких с использованием информации, определяемой разницей во времени EIT (td-EIT). Однако абсолютная EIT (a-EIT) также может стать клинически полезным инструментом для визуализации легких, поскольку этот подход позволит напрямую различать состояния легких, возникающие в областях с более низким сопротивлением (например, гемоторакс, плевральный выпот, ателектаз, отек легких) и с более высоким сопротивлением (например, пневмоторакс, эмфизема).

Адгезивные электроды на груди 10-дневного ребенка Реконструкция EIT (слева) и изменение импеданса за шесть вдохов, от. Доступные данные на

На изображении выше показано исследование 10-дневного ребенка, нормально дышащего с 16 клеящимися электродами, приложенными к груди.

Реконструкция изображения на основе измерений абсолютного импеданса требует учета точных размеров и формы тела, а также точного расположения электродов, поскольку упрощенные предположения могут привести к серьезным артефактам реконструкции. Хотя первоначальные исследования, оценивающие аспекты абсолютной EIT, были опубликованы, эта область исследований еще не достигла уровня зрелости, который сделал бы ее пригодной для клинического использования.

Напротив, разница во времени EIT определяет изменения относительного импеданса, которые могут быть вызваны либо вентиляцией, либо изменениями объема легких в конце выдоха. Эти относительные изменения относятся к базовому уровню, который обычно определяется распределением внутригрудного импеданса в конце выдоха. Разница во времени EIT-изображения могут генерироваться непрерывно и прямо у постели больного. Эти атрибуты делают региональный мониторинг функции легких особенно полезным, когда есть потребность в улучшении оксигенации или элиминации CO 2 и когда изменения в терапии предназначены для достижения более однородного газораспределения у пациентов с механической вентиляцией легких. Визуализация легких с помощью EIT может разрешить изменения в региональном распределении объемов легких между, например, зависимые и независимые области легких при изменении параметров аппарата ИВЛ. Таким образом, измерения EIT могут использоваться для определения конкретных настроек аппарата ИВЛ для поддержания защитной вентиляции легких для каждого пациента.

Помимо применимости EIT в отделении интенсивной терапии, первые исследования пациентов со спонтанным дыханием открывают дальнейшие перспективные применения. Высокое временное разрешение EIT позволяет проводить региональную оценку общих динамических параметров, используемых в тесте функции легких (например, объем форсированного выдоха за 1 секунду). Кроме того, специально разработанные методы слияния изображений, совмещающие функциональные EIT-данные с морфологическими данными пациента (например, КТ или МРТ изображения), могут быть использованы для получения всестороннего понимания патофизиологии легких. которые могут быть полезны для пациентов, страдающих обструктивными заболеваниями легких (например, ХОБЛ, CF ).

После многих лет исследований легких EIT с временным оборудованием EIT или серийными моделями, произведенными в очень небольшом количестве, две коммерческие системы для Легкие EIT недавно вышли на рынок медицинских технологий: Dräger PulmoVista® 500 и Swisstom AG Swisstom BB. Обе модели в настоящее время устанавливаются в отделениях интенсивной терапии и уже используются в качестве вспомогательных средств в процессах принятия решений, связанных с лечением пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом (ARDS).

Растущая доступность коммерческих систем EIT в отделениях интенсивной терапии покажет, будут ли многообещающие доказательства, полученные из животные модели будут применимы также и к людям (рекрутмент легких под контролем EIT, выбор оптимальных уровней PEEP, обнаружение пневмоторакса, предотвращение повреждения легких, связанного с вентилятором (VALI) и т. д.). Это было бы очень желательно, учитывая, что недавние исследования показывают, что у 15% пациентов с механической вентиляцией легких в отделении интенсивной терапии разовьется острое повреждение легких (ОПЛ) с сопутствующим прогрессирующим коллапсом легких, что связано с предположительно высокой смертностью в 39%. Совсем недавно первое проспективное испытание искусственной вентиляции легких под контролем EIT на животных и результатов могло продемонстрировать значительные преимущества в отношении механики дыхания, газообмена и гистологических признаков повреждения легких, связанного с вентилятором.

Помимо визуальной информации. (например, региональное распределение дыхательного объема), измерения EIT предоставляют необработанные наборы данных, которые можно использовать для расчета другой полезной информации (например, изменения внутригрудного объема газа во время критического заболевания), однако такие параметры все еще требуют тщательной оценки и проверки.

Еще одним интересным аспектом грудной EIT является ее способность записывать и фильтровать пульсирующие сигналы перфузии. Хотя по этой теме опубликованы многообещающие исследования, эта технология все еще находится в зачаточном состоянии. Этот прорыв позволит одновременно визуализировать как регионарный кровоток, так и региональную вентиляцию, что позволит клиницистам определять местонахождение физиологических шунтов и реагировать на них, вызванные региональными несоответствиями вентиляции легких и перфузии с ассоциированной гипоксемией.

груди (MF-EIT)

EIT исследуется в области визуализации груди как альтернативный / дополнительный метод маммографии и магнитно-резонансной томографии (МРТ) для обнаружения рака груди. Низкая специфичность маммографии и МРТ приводит к относительно высокому уровню ложноположительных результатов скрининга, с большим стрессом для пациентов и затратами для медицинских учреждений. Разработка альтернативных методов визуализации для этого показания была бы желательна из-за недостатков существующих методов: ионизирующего излучения в маммографии и риска индуцирования нефрогенного системного фиброза (NSF) у пациентов со сниженной функцией почек путем введения контрастное вещество, используемое в МРТ груди, гадолиний.

Литература показывает, что электрические свойства нормальных и злокачественных тканей груди различаются, что создает основу для выявления рака посредством определения электрических свойств.

Ранней коммерческой разработкой нетомографической визуализации электрического импеданса было устройство T-Scan, которое, как сообщалось, улучшало чувствительность и специфичность при использовании в качестве дополнения к скрининговой маммографии. В отчете для Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США описывается исследование с участием 504 субъектов, в котором чувствительность маммографии составила 82%, 62% для одного Т-сканирования и 88% для двух комбинированных. Специфичность составила 39% для маммографии, 47% для одного Т-сканирования и 51% для двух вместе взятых.

Несколько исследовательских групп по всему миру активно развивают эту технику. Частотная развертка представляется эффективным методом обнаружения рака груди с использованием EIT.

Патент США US 8,200,309 B2 сочетает сканирование электрического импеданса с визуализацией плотности тока низкой частоты с помощью магнитного резонанса в клинически приемлемой конфигурации, не требующей использования повышение уровня хелата гадолиния в магнитно-резонансной маммографии.

шейка матки (MF-EIT)

В дополнение к своей роли первопроходца в разработке первых систем EIT в Шеффилде, профессор Брайан Х. Браун в настоящее время активно занимается исследованиями и разработкой электрических Импедансный спектроскоп на основе MF-EIT. Согласно исследованию, опубликованному Брауном в 2000 году, MF-EIT может прогнозировать [цервикальную интраэпителиальную неоплазию] (CIN) 2 и 3 степени по мазку Папаниколау с чувствительностью и специфичностью 92% каждый. Будет ли цервикальный MF-EIT вводиться в качестве дополнения или альтернативы мазку Папаниколау, еще предстоит решить. Браун является академическим основателем Zilico Limited, которая занимается распространением спектроскопов (ZedScan I). Устройство получило сертификат ЕС от своего уполномоченного органа в 2013 году и в настоящее время внедряется в ряде клиник Великобритании и в системы здравоохранения по всему миру.

Мозг (a-EIT, td-EIT, mf-EIT)

EIT был предложен в качестве основы для визуализации мозга для обнаружения и мониторинга ишемия головного мозга, кровоизлияние и другие морфологические патологии, связанные с изменениями импеданса из-за набухания нейрональных клеток, например церебральная гипоксемия и гипогликемия.

При максимальном пространственном уровне EIT разрешение примерно 15% диаметра электродной матрицы значительно ниже, чем разрешение КТ или МРТ головного мозга (около одного миллиметра), временное разрешение ЭИТ намного выше, чем при КТ или МРТ (0,1 миллисекунды по сравнению с 0,1 секунды). Это делает EIT также интересным для мониторинга нормальной функции мозга и активности нейронов в отделениях интенсивной терапии или в предоперационных условиях для локализации эпилептических очагов с помощью телеметрических записей.

Холдер смог продемонстрировать в 1992 году, что изменения внутримозгового импеданса могут быть обнаружены неинвазивно через череп с помощью измерений поверхностных электродов. Модели экспериментального инсульта или судорожного припадка на животных показали увеличение импеданса до 100% и 10% соответственно. Более современные системы EIT предлагают возможность подачи переменного тока от несмежных электродов привода. Пока церебральная EIT еще не достигла зрелости, чтобы быть принятой в клиническую практику, однако в настоящее время проводятся клинические исследования инсульта и эпилепсии.

В этом случае EIT зависит от применения низкочастотных токов над черепом, которые находятся в пределах <100 Hz since during neuronal rest at this frequency these currents remain in the внеклеточного пространства и поэтому не могут проникать во внутриклеточное пространство внутри нейронов. Однако, когда нейрон генерирует потенциал действия или вот-вот будет деполяризован, сопротивление его мембраны, препятствующее этому, будет уменьшено в восемьдесят раз. Когда это происходит в большем количестве нейронов, это приводит к изменениям сопротивления примерно на 0,06–1,7%. Эти изменения удельного сопротивления обеспечивают средства обнаружения когерентной нейронной активности в большем количестве нейронов и, таким образом, томографическое изображение активности нейронов мозга.

К сожалению, хотя такие изменения можно обнаружить, «они слишком малы для обеспечения надежного производства изображений». Перспективы использования этого метода для этого показания будут зависеть от улучшенной обработки или записи сигнала.

В июне 2011 года сообщалось о том, что функциональная электрическая импедансная томография от Evoke Response (fEITER) использовалась для визуализации изменений в активности мозга. после введения анестетика. Одним из преимуществ этого метода является то, что необходимое оборудование достаточно компактно и его легко транспортировать, чтобы его можно было использовать для мониторинга глубины анестезии в операционных.

Перфузия (td-EIT)

Из-за своей относительно высокой проводимости кровь может использоваться для функциональной визуализации перфузии в тканях и органах, характеризующихся более низкой проводимостью, например для визуализации регионарной перфузии легких. Предпосылкой этого подхода является то, что импеданс пульсирующей ткани изменяется в соответствии с различиями в наполнении кровеносных сосудов между систолой и диастолой, особенно при инъекции физиологического раствора в качестве контрастного вещества.

Спортивная медицина / уход на дому (a-EIT, td- EIT)

Измерения электрического импеданса также могут использоваться для вычисления абстрактных параметров, т. Е. Невизуальной информации. Последние достижения в технологии EIT, а также меньшее количество электродов, необходимых для регистрации глобальных, а не региональных параметров у здоровых людей, могут быть использованы для неинвазивного определения, например, VO 2 или артериальное давление в спортивной медицине или на дому.

Коммерческие системы

a-EIT и td-EIT

Даже если медицинская EIT До недавнего времени системы не использовались широко, несколько производителей медицинского оборудования поставляли коммерческие версии систем визуализации легких, разработанных исследовательскими группами университетов. Первую такую ​​систему производит компания Maltron International, которая распространяет систему Sheffield Mark 3.5 с 16 электродами. Аналогичные системы - это система Goe MF II, разработанная Геттингенским университетом, Германия и распространяемая через CareFusion (16 электродов), а также Enlight 1800, разработанный в школе Университета Сан-Паулу. медицины и Политехнического института Университета Сан-Паулу, Бразилия, который распространяется (32 электрода). Эти системы обычно соответствуют законодательству в области медицинской безопасности и в основном используются группами клинических исследований в больницах, большинство из которых работают в отделениях интенсивной терапии.

Первое устройство EIT для мониторинга функции легких, разработанное для повседневного клинического использования в условиях интенсивной терапии. был предоставлен компанией Dräger Medical в 2011 году - PulmoVista® 500 (16-электродная система). Другая коммерческая система EIT, разработанная для мониторинга функции легких в отделении интенсивной терапии, основана на 32 активных электродах и впервые была представлена ​​на ежегодном конгрессе 2013 года - Swisstom BB. Тем временем BB Swisstom был выпущен на рынок на Международном симпозиуме по интенсивной терапии и неотложной медицине в 2014 году (ISICEM ) и будет распространяться в Западной Европе в рамках партнерства между Swisstom и Maquet..

MF-EIT

Системы многочастотной EIT (MF-EIT) или электроимпедансной спектроскопии (EIS) обычно предназначены для обнаружения или локализации аномальных тканей, например предраковые поражения или рак. Impedance Medical Technologies производит системы на основе разработок Научно-исследовательского института радиотехники и электроники Российской академии наук в Москве, которые специально предназначены для выявления рака груди. Компания Mirabel Medical Systems, Inc. из Техаса разрабатывает аналогичное решение для неинвазивного обнаружения рака груди и предлагает T-Scan 2000ED. распространяет электрический импедансный спектроскоп под названием ZedScan I в качестве медицинского устройства, предназначенного для определения / диагностики цервикальной интраэпителиальной неоплазии. Устройство только что получило сертификат EC в 2013 году.

V5R

V5R - это высокопроизводительное устройство, основанное на методе измерения напряжения-напряжения, разработанное для улучшения управления технологическим процессом.. Высокая частота кадров v5r (более 650 кадров в секунду) означает, что его можно использовать для мониторинга быстро развивающихся процессов или динамических условий потока. Предоставляемые данные можно использовать для определения профиля потока сложных многофазных процессов; позволяя инженерам различать ламинарные, пробковые и другие важные условия потока для более глубокого понимания и улучшения управления процессом.

При использовании для измерения концентрации возможность измерения полного импеданса в широком диапазоне соотношений фаз означает, что v5r может обеспечивать значительную точность в более широком диапазоне проводимости по сравнению с другими устройствами.

См. Также
References
Последняя правка сделана 2021-05-18 11:23:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте