Elektrische Impedanztomographie in der Fettlebererkennung

Eine Fettlebererkrankung ist ein Zustand, bei dem die Hepatozyten (Leberzellen) mehr als 5 % Fett enthalten. Dieser Zustand wird aufgrund ungesunder Ernährungsgewohnheiten und sitzender Lebensweise immer häufiger. Da NAFLD eine stille Krankheit ist, bei der Symptome erst in späteren Stadien auftreten (z. B. Fibrose), würden viele Patienten in fortgeschrittenen Stadien diagnostiziert, wenn Fettansammlung, Narbenbildung und Leberzellschäden irreversibel sind. Daher ist eine frühzeitige Diagnose der stillen Fettleber während ihrer reversiblen Stadien wichtig, um Zellschäden und Lebertransplantationen zu verhindern und eine bessere Langzeitprognose zu ermöglichen.

Derzeit ist die Leberbiopsie der Goldstandard in der Diagnose und Prognose einer Fettlebererkrankung. Biopsien sind jedoch invasiv, teuer und beinhalten das Risiko von inneren Blutungen und hohen Probenahmefehlern. Zu den nicht-invasiven diagnostischen Tests gehören Bluttests, FibroScan® und MRT. FibroScan® (Echosens, Paris, Frankreich) ist ein 10-minütiger, nicht-invasiver Schnelltest, der die Fettveränderung misst. Eine normale Leberfettmenge hat einen kontrollierten Dämpfungsparameter (CAP) <248 dB/m, was S0 ist, während eine leichte Fettleber einen CAP von 248-267 dB/m oder S1 hat. Moderate Fettleber hat CAP 268-279 dB/m oder S2 und schwere Fettleber schließlich hat CAP >279 dB/m oder S3 (Karlas et al., 2017). Es ist bekannt, dass das Gerät bei Patienten, die krankhaft fettleibig sind oder Aszites haben, eine verringerte Zuverlässigkeit aufweist. Es hängt auch stark von der Erfahrung des Bedieners ab. Eine weitere Methode zur Quantifizierung von Leberfett ist die MRT-basierte Protonendichte-Fettfraktion (MRI-PDFF). MRI-PDFF ist ein nicht-invasives Bildgebungstool, das den Anteil des Leberfetts an der gesamten Leber genau und präzise berechnen kann. Trotzdem dauert MRI-PDFF lange (~30 Minuten), ist teuer, nicht portabel und nicht routinemäßig zugänglich.

EIT könnte eine alternative, kostengünstige, nichtinvasive Bildgebungstechnik sein, die keine Bestrahlung beinhaltet und routinemäßig zugänglich ist. Bestehende kommerzielle EIT-Geräte werden derzeit in einigen klinischen Umgebungen eingesetzt. Die EIT-Technologie ist seit mehr als einem Jahrzehnt im Einsatz, obwohl sie bisher hauptsächlich dazu verwendet wurde, mechanisch beatmete Patienten auf Intensivstationen zu unterstützen, um Lungenschäden durch künstliche Beatmung zu verhindern.

In den letzten Jahren wurden nicht-klinische Forschungsstudien zur Anwendung von EIT zum Nachweis von Fettleber in Tier- und Menschenmodellen durchgeführt. Die elektrische Leitfähigkeit biologischer Gewebe variiert je nach Gewebetyp und Wechselstromfrequenz. Einerseits ist bekannt, dass die Fettgewebeleitfähigkeit über das Frequenzspektrum der EIT-Strominjektion hinweg im Wesentlichen stabil ist. Andererseits nimmt die Leitfähigkeit des Lebergewebes bei Frequenzänderung signifikant zu. Daher können biologische Gewebe möglicherweise unter Verwendung der EIT-Frequenzspektrumanalyse differenziert werden.