EIT-tutkimus terveillä potilailla (EIT Step 1)

Krooninen keuhkosairaus voi joskus edetä siinä määrin, että potilaat eivät enää pysty poistamaan poistokaasuja verestään. Hoitoa voidaan tarjota maskilla ja koneella (hengittäjä), joka auttaa ihmisiä hengittämään ja pyrkii parantamaan keuhkojen tilaa. On tavallista, että ihmisten keuhkot kärsivät vaihtelevasti, eli keuhkojen vasemmalla puolella tai yläosassa enemmän kuin keuhkojen tyvillä. Hengittimen asetustapa voi vaikuttaa siihen, kuinka hyvin kone käsittelee näitä eroja. Jos keuhkot ovat paremmat, potilaat voivat kokea koneen mukavammaksi ja se voi olla tehokkaampi.

Sähköimpedanssitomografia (EIT) on uusi tekniikka, jossa rintakehän ympärillä on anturivyö, joka antaa tietoa siitä, kuinka hyvin hengityslaite täyttää keuhkot ilmalla. Se mahdollistaa näiden erojen arvioinnin, mikä edellytti aiemmin invasiivisten laitteiden käyttöä.

Hengityslaitteen asetusten optimointia non-invasiivisen ventilaation (NIV) hallinnassa voidaan parantaa lisäämällä yksilöllisiä fysiologisia tietoja. Tämä lähestymistapa on rajoitettu johtuen näiden tietojen saamiseksi vaadittavista invasiivisista tekniikoista, mikä johtaa usein vähemmän ihanteellisiin NIV-asetuksiin, jotka edistävät potilaan ja hengityslaitteen asynkronisuutta. Ryhmämme on äskettäin osoittanut, että kaikilla kotipaikan NIV-potilailla on potilas-hengityslaitteen asynkronisuus ja että yleisin asynkronian tyyppi aiheuttaa ongelmia. Asynkronian laukaisua edistää potilaan sisäisen positiivisen uloshengityspaineen (iPEEP) ja positiivisen uloshengityspaineen (EPAP) välinen epäsuhta näiden tehottomien ponnistelujen myötä, mikä lisää hengitystyötä ja potilaan epämukavuutta. Aiemmat strategiat, joita käytettiin potilaan laukaisemisen optimoimiseksi, ovat sisältyneet ruokatorven katetrien sijoittamiseen hermohengitysvoiman (NRD) mittaamiseksi palleaan elektromyografialla (EMG), mutta tämäkin prosessi on invasiivinen ja usein huonosti siedetty. Sähköimpedanssitomografia (EIT) on ei-invasiivinen potilasmonitorointitekniikka, joka tarjoaa puolijatkuvaa, reaaliaikaista tietoa keuhkokudoksen sähköisen resistiivisyyden muutosten alueellisesta jakautumisesta, jotka johtuvat ventilaation vaihteluista suhteessa referenssitilaan. .

Tietoa saadaan injektoimalla toistuvasti pieniä vaihtosähkövirtoja (yleensä 5 mA) korkealla 50-80 kHz:n taajuudella ihoelektrodijärjestelmän (yleensä 16) läpi, jotka on asetettu kehän ympäri rintakehän ympäri samassa tasossa 4. ja 6. kylkiluiden välisen tilan välillä. Kun viereinen elektrodipari "ruiskuttaa" virran ("viereinen käyttökonfiguraatio"), kaikki jäljellä olevat vierekkäiset passiiviset elektrodiparit mittaavat sähköpotentiaalin eroja. Resistiivisyyden (impedanssin) kuva rekonstruoidaan näistä tiedoista matemaattisella algoritmilla käyttämällä kaksiulotteista mallia ja yksinkertaistettua muotoa edustamaan rintakehän poikkileikkausta.

Tuloksena olevalla kuvalla on korkea ajallinen ja toiminnallinen resoluutio, mikä mahdollistaa dynaamisten fysiologisten ilmiöiden (esim. alueellisen inflaation tai rekrytoinnin viivästyminen) hengitys kerrallaan. On tärkeää ymmärtää, että EIT-kuvat perustuvat kuvan rekonstruktiotekniikoihin, jotka vaativat vähintään yhden mittauksen tarkasti määritellyssä vertailutilassa. Kaikki kvantitatiiviset tiedot liittyvät tähän viitteeseen ja voivat vain epäsuorasti kvantifioida (suhteellisia) muutoksia paikallisessa keuhkojen impedanssissa (mutta ei absoluuttisesti).

EIT:tä voidaan käyttää mekaanisesti ventiloiduilla potilailla rekrytoinnin arvioimiseen ja ventilaattorin asetusten optimointiin iatrogeeniseen ventilaattoriin liittyvän keuhkovaurion riskin vähentämiseksi.

Tähän mennessä EIT on validoitu vain invasiivisesti ventiloiduilla potilailla tai itsehengityksen aikana.

Tutkijat toivovat voivansa käyttää EIT-teknologiaa arvioimaan potilaiden hengitystä eri hengitystiloilla nähdäkseen, onko toinen tehokkaampi ja tai mukavampi kuin muut. Tutkijat voivat käyttää näitä tietoja auttaakseen heitä asettamaan hengityslaitteet tulevia potilaita varten.