التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية

ال التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية (EIT) هي طريقة تصوير جديدة تعتمد على التوصيلات الكهربائية المختلفة لمناطق مختلفة من الجسم. العديد من مجالات التطبيق الممكنة لا تزال في المرحلة التجريبية. أثبت استخدامها في فحص وظائف الرئة.

ما هو التصوير المقطعي بالمقاومة الكهربائية؟

لقد أثبت التصوير المقطعي بالمقاومة الكهربائية وجوده بالفعل في تشخيص وظائف الرئة. باستخدام الأقطاب الكهربائية ، يتم تغذية التيارات الكهربائية المتناوبة ذات الترددات المختلفة والسعات المنخفضة في الأنسجة المجاورة.

كطريقة تصوير جديدة غير جراحية لفحص الأنسجة البشرية ، أثبت التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية (EIT) نفسه بالفعل في تشخيص وظائف الرئة. بالنسبة للتطبيقات الأخرى ، فإن EIT على وشك تحقيق اختراق.

باستخدام الأقطاب الكهربائية ، يتم تغذية التيارات الكهربائية المتناوبة ذات الترددات المختلفة والسعات المنخفضة في الأنسجة المجاورة. اعتمادًا على الطبيعة أو الحالة الوظيفية للنسيج ، ينتج عن ذلك موصلات مختلفة. هذه تعتمد على المعاوقة المعنية (مقاومة التيار المتردد) لمنطقة الجسم المقابلة. يتم وضع عدة أقطاب كهربائية على سطح الجسم ليتم قياسها.

في حين أن التيارات المتناوبة عالية التردد ذات السعة الصغيرة تتدفق بين قطبين ، يتم قياس الجهد الكهربائي في الأقطاب الأخرى. يتم تكرار القياس باستمرار عن طريق تغيير زوج الأقطاب الكهربائية المحفزة حسب الحاجة. تؤدي الإمكانات المقاسة إلى صورة مقطعية ، مما يسمح باستخلاص استنتاجات حول تكوين وحالة الأنسجة التي تم فحصها.

في التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية ، يتم التمييز بين EIT المطلق والوظيفي. باستخدام EIT المطلق ، يتم فحص جودة الأنسجة ، بينما يقيس EIT الوظيفي الموصلات المختلفة اعتمادًا على الحالة الوظيفية لكل منطقة من الجسم المراد قياسها.

الوظيفة والتأثير والأهداف

كما ذكرنا سابقًا ، يعتمد التصوير المقطعي بالمقاومة الكهربائية على الموصلية المختلفة لمناطق مختلفة من الجسم أو الأنسجة البيولوجية أو الأعضاء. لذلك هناك مناطق جيدة التوصيل وسيئة التوصيل في الجسم. في جسم الإنسان ، يتم تحديد الموصلية من خلال عدد الأيونات الحرة.

على سبيل المثال ، من المتوقع أن يكون للأنسجة الغنية بالمياه التي تحتوي على نسبة عالية من الإلكتروليت موصلية أفضل من الأنسجة الدهنية. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تكون هناك تغييرات وظيفية في الأعضاء ، يمكن أن تحدث تغيرات كيميائية أيضًا في الأنسجة ، مما يؤثر على الموصلية. يعتبر EIT المطلق غير دقيق لأنه يعتمد على التشريح الفردي والأقطاب الكهربائية ضعيفة التوصيل. هذا غالبا ما يؤدي إلى تشكيل القطع الأثرية. يمكن أن تقلل EIT الوظيفية هذه الأخطاء بشكل كبير عن طريق طرح التمثيلات.

تعتبر الرئتان على وجه الخصوص مناسبتين للفحص باستخدام التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية ، حيث إن موصليةهما أقل بكثير من معظم الأعضاء الأخرى. ينتج عن هذا تباين مطلق مع أجزاء الجسم الأخرى ، مما له تأثير إيجابي على التمثيل في عملية التصوير. تتغير موصلية الرئتين أيضًا بشكل دوري اعتمادًا على ما إذا كنت تستنشق أو تزفر.

هذا سبب آخر لفحص الرئتين على وجه الخصوص باستخدام EIT. تشير الموصلية المختلفة أثناء التنفس إلى نتائج جيدة عند فحص وظائف الرئة. إن التطورات في التكنولوجيا الرقمية تجعل من الممكن لأطباء العناية المركزة الحصول على البيانات التي تم الحصول عليها من قياس الموصلية في الرئتين بحيث يمكن تصور وظيفة الرئة مباشرة على سرير المريض. تم مؤخرًا تطوير أجهزة مراقبة وظائف الرئة ، التي تُستخدم بالفعل في طب العناية المركزة ، على أساس التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية.

الدراسات جارية لفتح استخدامات أخرى لـ EIT. في المستقبل ، يمكن أن تلعب هذه التقنية دورًا كتشخيص إضافي لتصوير الثدي بالأشعة. وجد أن أنسجة الثدي الطبيعية والخبيثة لها موصلات مختلفة بترددات مختلفة. الأمر نفسه ينطبق على التشخيصات الإضافية لفحص سرطان الجهاز التناسلي للمرأة. تُجرى دراسات حاليًا أيضًا حول الاستخدام المحتمل لـ EIT في الصرع والسكتة الدماغية.

من الممكن أيضًا تطبيق مستقبلي للمراقبة الطبية المكثفة لنشاط الدماغ في أمراض الدماغ الشديدة. الموصلية الكهربائية الجيدة للدم تعني أيضًا إمكانية تطبيق التمثيل البصري لتدفق الدم في الأعضاء. أخيرًا وليس آخرًا ، يمكن أيضًا استخدام التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية في الطب الرياضي لتحديد امتصاص الأكسجين (Vo2) أو ضغط الدم الشرياني أثناء التمرين.

المخاطر والآثار الجانبية والأخطار

بالمقارنة مع طرق التصوير المقطعي الأخرى ، يتميز التصوير المقطعي بالمقاومة الكهربائية بأنه غير ضار تمامًا بالكائن الحي. لا يتم استخدام أي إشعاع مؤين ، كما هو الحال مع التصوير المقطعي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجنب تأثيرات التسخين بسبب التيارات المتناوبة ذات التردد العالي (من 10 إلى 100 كيلوهرتز) مع التيار المنخفض.

نظرًا لأن المعدات أرخص بكثير وأصغر من طرق التصوير المقطعي التقليدية ، يمكن استخدام EIT مع المرضى لفترة زمنية أطول وتوفير تصورات مستمرة في الوقت الفعلي. ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي في الوقت الحالي هو الدقة المكانية المنخفضة مقارنة بطرق التصوير المقطعي الأخرى. ومع ذلك ، هناك أفكار لتحسين دقة الصور عن طريق زيادة عدد الأقطاب الكهربائية. لا تزال جودة الصور معيبة.

ومع ذلك ، يتم تحسين الجودة تدريجياً من خلال الاستخدام المتزايد للأقطاب الكهربائية السطحية النشطة. عيب آخر هو أن التيار لا يبقى في قسم الجسم المراد فحصه ، بل يتم توزيعه في مساحة ثلاثية الأبعاد بعد أدنى مقاومة. لذلك ، فإن إنشاء الصور هو أيضًا أكثر تعقيدًا بكثير من التصوير المقطعي الكلاسيكي. تعد العديد من التمثيلات ثنائية الأبعاد في الفضاء ثلاثي الأبعاد ضرورية من أجل إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد في النهاية ، والتي يتم تقديمها بعد ذلك بشكل ثنائي الأبعاد مرة أخرى.

هذا يؤدي إلى ما يسمى "المشكلة العكسية". تقول المشكلة العكسية أنه يجب استنتاج السبب من النتيجة الحالية. عادة ما يكون حل هذه المشاكل صعبًا جدًا أو مستحيلًا. لا يمكن توضيح السبب إلا بالاقتران مع الإجراءات الأخرى. يجب أولاً اكتساب الخبرة الكافية لتقييم تمثيلات EIT من خلال مزيد من الدراسات.