EIT-onderzoek met gezonde patiënten (EIT Step 1)

Chronische longziekte kan soms zo verergeren dat patiënten het afvalgas niet meer uit hun bloed kunnen verwijderen. Behandeling kan worden aangeboden met een masker en machine (beademingsapparaat) die mensen helpt ademen en gericht is op het verbeteren van hun longconditie. Het is gebruikelijk dat de longen van mensen variabel worden aangetast, d.w.z. meer links dan rechts of de bovenkant van de longen meer dan de basis van de longen. De manier waarop de ventilator is ingesteld, kan van invloed zijn op hoe goed de machine met deze verschillen omgaat. Als de longen beter zijn, kunnen beademingspatiënten de machine comfortabeler en effectiever vinden.

Elektrische impedantietomografie (EIT) is een nieuwe technologie waarbij een riem van sensoren rond de borst wordt gedragen die informatie geeft over hoe goed de longen met lucht worden gevuld door de ventilator. Het maakt de beoordeling van deze verschillen mogelijk, die voorheen het gebruik van invasieve apparatuur vereisten om te verkrijgen.

Het optimaliseren van ventilatorinstellingen bij de toediening van niet-invasieve beademing (NIV) kan worden verbeterd door toevoeging van individuele fysiologische gegevens. Deze aanpak is beperkt vanwege de invasieve technieken die nodig zijn om deze informatie te verkrijgen, wat vaak leidt tot minder ideale NIV-instellingen die asynchronie tussen patiënt en beademingsapparaat bevorderen. Onze groep heeft onlangs aangetoond dat alle patiënten die zijn vastgesteld op thuis NIV een zekere mate van patiënt-ventilator asynchronie hebben en dat de meest voorkomende vorm van asynchronie problemen veroorzaakt. Het triggeren van asynchronie wordt bevorderd door een discrepantie tussen de intrinsieke positieve eind-expiratoire druk (iPEEP) van een patiënt en toegepaste expiratoire positieve luchtwegdruk (EPAP), waarbij deze ineffectieve inspanningen bijdragen aan meer ademwerk en ongemak voor de patiënt. Eerdere strategieën die werden gebruikt om de triggering van de patiënt te optimaliseren, omvatten de plaatsing van slokdarmkatheters om de neurale ademhalingsaandrijving (NRD) naar het diafragma te meten door middel van elektromyografie (EMG), maar ook dit proces is invasief en wordt vaak slecht verdragen. Elektrische impedantietomografie (EIT) is een niet-invasieve bewakingstechniek aan het bed die semi-continue, real-time informatie verschaft over de regionale verdeling van de veranderingen in elektrische weerstand van het longweefsel als gevolg van variaties in ventilatie in relatie tot een referentietoestand .

Informatie wordt verkregen door herhaaldelijk kleine elektrische wisselstromen (meestal 5 mA) met een hoge frequentie van 50 - 80 kHz te injecteren via een systeem van huidelektroden (meestal 16) die langs de omtrek rond de thorax worden aangebracht in een enkel vlak tussen de 4e en 6e intercostale ruimte. Terwijl een aangrenzend paar elektroden de stroom 'injecteert' ('aangrenzende aandrijfconfiguratie'), meten alle overige aangrenzende passieve elektrodenparen de verschillen in elektrisch potentiaal. Een resistiviteitsbeeld (impedantie) wordt uit deze gegevens gereconstrueerd door een wiskundig algoritme met behulp van een tweedimensionaal model en een vereenvoudigde vorm om de thoracale dwarsdoorsnede weer te geven.

Het resulterende beeld heeft een hoge temporele en functionele resolutie waardoor dynamische fysiologische fenomenen (bijv. vertraging in regionale inflatie of rekrutering) per ademhaling. Het is belangrijk om te beseffen dat de EIT-beelden gebaseerd zijn op beeldreconstructietechnieken die ten minste één meting op een goed gedefinieerde referentietoestand vereisen. Alle kwantitatieve gegevens zijn gerelateerd aan deze referentie en kunnen alleen indirect (relatieve) veranderingen in lokale longimpedantie kwantificeren (maar niet absoluut).

EIT kan worden gebruikt bij mechanisch beademde patiënten om rekrutering te beoordelen en om de instellingen van het beademingsapparaat te optimaliseren om het risico op iatrogene beademingsgerelateerde longbeschadiging te verminderen.

Tot op heden is EIT alleen gevalideerd bij patiënten die invasief worden beademd of tijdens zelfbeademing.

De onderzoekers hopen de EIT-technologie te gebruiken om de ademhaling van patiënten te beoordelen met behulp van verschillende beademingsmodi om te zien of de ene effectiever en of comfortabeler is dan de andere. De onderzoekers kunnen deze informatie gebruiken om ventilatoren in te stellen voor toekomstige patiënten.