Studio EIT con pazienti sani (EIT Step 1)

La malattia polmonare cronica a volte può progredire nella misura in cui i pazienti non possono più eliminare i gas di scarico dal loro sangue. Il trattamento può essere offerto con una maschera e una macchina (ventilatore) che aiuta le persone a respirare e mira a migliorare le loro condizioni polmonari. È comune che i polmoni delle persone siano colpiti in modo variabile, cioè a sinistra più che a destra o nella parte superiore del polmone più delle basi dei polmoni. Il modo in cui è impostato il ventilatore può influire sul modo in cui la macchina gestisce queste differenze. Se il polmone funziona meglio, i pazienti possono trovare la macchina più comoda e più efficace.

La tomografia a impedenza elettrica (EIT) è una nuova tecnologia che prevede l'uso di una cintura di sensori intorno al torace che fornisce informazioni su quanto bene i polmoni vengono riempiti d'aria dal ventilatore. Consente la valutazione di queste differenze, che in precedenza richiedevano l'uso di apparecchiature invasive per essere ottenute.

L'ottimizzazione delle impostazioni del ventilatore nella somministrazione della ventilazione non invasiva (NIV) può essere migliorata con l'aggiunta di dati fisiologici individuali. Questo approccio è limitato a causa delle tecniche invasive necessarie per ottenere queste informazioni, che spesso portano a impostazioni NIV meno ideali che promuovono l'asincronia paziente-ventilatore. È stato recentemente dimostrato dal nostro gruppo che tutti i pazienti stabiliti in NIV domiciliare hanno un grado di asincronia paziente-ventilatore e che il tipo più comune di asincronia sta scatenando problemi. L'attivazione dell'asincronia è promossa dalla mancata corrispondenza tra la pressione intrinseca positiva di fine espirazione (iPEEP) di un paziente e la pressione positiva espiratoria applicata delle vie aeree (EPAP) con questi sforzi inefficaci che contribuiscono a un aumento del lavoro respiratorio e al disagio del paziente. Le precedenti strategie utilizzate per ottimizzare l'attivazione del paziente hanno comportato il posizionamento di cateteri esofagei per misurare il drive respiratorio neurale (NRD) al diaframma mediante elettromiografia (EMG), ma ancora una volta questo processo è invasivo e spesso mal tollerato. La tomografia a impedenza elettrica (EIT) è una tecnica di monitoraggio al letto del paziente non invasiva che fornisce informazioni semi-continue in tempo reale sulla distribuzione regionale delle variazioni della resistività elettrica del tessuto polmonare dovute a variazioni della ventilazione in relazione a uno stato di riferimento .

Le informazioni si ottengono iniettando ripetutamente piccole correnti elettriche alternate (solitamente 5 mA) ad alta frequenza di 50 - 80 kHz attraverso un sistema di elettrodi cutanei (solitamente 16) applicati circonferenzialmente attorno al torace in un unico piano tra il 4° e il 6° spazio intercostale. Mentre una coppia di elettrodi adiacenti "inietta" la corrente ("configurazione di azionamento adiacente"), tutte le restanti coppie di elettrodi passivi adiacenti misurano le differenze di potenziale elettrico. Un'immagine di resistività (impedenza) viene ricostruita da questi dati mediante un algoritmo matematico utilizzando un modello bidimensionale e una forma semplificata per rappresentare la sezione trasversale toracica.

L'immagine risultante possiede un'elevata risoluzione temporale e funzionale che consente di monitorare fenomeni fisiologici dinamici (ad es. ritardo nell'inflazione regionale o nel reclutamento) respiro per respiro. È importante rendersi conto che le immagini EIT si basano su tecniche di ricostruzione dell'immagine che richiedono almeno una misurazione su uno stato di riferimento ben definito. Tutti i dati quantitativi sono correlati a questo riferimento e possono quantificare solo indirettamente i cambiamenti (relativi) dell'impedenza polmonare locale (ma non assoluti).

L'EIT può essere utilizzato nei pazienti ventilati meccanicamente per valutare il reclutamento e ottimizzare le impostazioni del ventilatore per ridurre il rischio di danno polmonare iatrogeno associato al ventilatore.

Ad oggi, l'EIT è stato convalidato solo in pazienti ventilati in modo invasivo o durante l'autoventilazione.

I ricercatori sperano di utilizzare la tecnologia EIT per valutare la respirazione dei pazienti utilizzando diverse modalità di ventilazione al fine di vedere se una è più efficace e/o più confortevole delle altre. Gli investigatori possono utilizzare queste informazioni per aiutarli a impostare i ventilatori per i futuri pazienti.