Tomografia elektroimpedancyjna klatki piersiowej - badania eksperymentalne

Abstract

Wstęp: Tomografia elektroimpedancyjna (EIT) jest dynamicznie rozwijającą się techniką umożliwiającą obrazowanie funkcji i struktury narządów człowieka. Różnicowa tomografia elektroimpedancyjna klatki piersiowej wykorzystuje, tak jak i inne rodzaje EIT, zmiany rezystywności i/lub przenikalności elektrycznej. Na podstawie pomiarów napięcia lub prądów rekonstruowany jest rozkład zmian rezystywności i/lub przenikalności wewnątrz badanego obszaru. Zmiany rezystywności i przenikalności w płucach powodowane są zwiększeniem lub zmniejszeniem zawartości powietrza w trakcie oddychania. Patologiczne gromadzenie się płynu w opłucnej lub płucu również powoduje zmiany rezystywności i przenikalności badanych obszarów płuc.
Cel pracy: Ukazanie wpływu konfiguracji elektrod na rozkładzie potencjału w klatce piersiowej (badania modelowe) oraz pokazanie praktycznego zastosowania różnicowej EIT do obrazowania zmian rezystywności prawego i lewego płuca.
Materiał i metody: Rozkład pola elektrycznego wyliczono za pomocą równań różniczkowych cząstkowych z uwzględnieniem mieszanych warunków brzegowych. Przedstawiono rozkłady pola elektrycznego dla 3 konfiguracji elektrod. Do badań eksperymentalnych zastosowano dwuwymiarową 16-elektrodową różnicową EIT. Elektrody rozmieszczono w płaszczyźnie poprzecznej klatki piersiowej na wysokości przyczepu IV żebra do mostka. Stosowano prąd pobudzający 1 mA o częstotliwości 32 kHz. Pobudzano sąsiednie elektrody, mierząc 256 napięć dla każdej akwizycji. Na podstawie pomiarów napięcia wykonano różnicową rekonstrukcję rezystywności obszaru płuc. Badano osoby zdrowe w pozycji siedzącej.
Wyniki: Przedstawiono obrazy modeli rozkładu pola elektrycznego oraz obraz rzeczywistego pomiaru płuc za pomocą różnicowej EIT. Uzyskano obrazy przekroju poprzecznego lewego i prawego płuca na wysokości IV żebra. Zmiany rezystywności płuca prawego i lewego prezentowano w postaci zmian koloru.
Wnioski: 1. Dwuwymiarowa tomografia elektroimpedancyjna umożliwia monitorowanie zmian rezystywności płuc zachodzących podczas oddychania. 2. Tomografia elektroimpedancyjna pozwala na odrębną obserwację zmian przewodności lewego i prawego płuca.