טומוגרפיה של עכבה חשמלית

ה טומוגרפיה של עכבה חשמלית (EIT) היא שיטת הדמיה חדשה המבוססת על המוליכות החשמלית השונה באזורים שונים בגוף. תחומי יישום רבים אפשריים עדיין בשלב הניסוי. השימוש בהם הוכיח את עצמו בבדיקת תפקודי הריאה.

מהי טומוגרפיה של עכבה חשמלית?

טומוגרפיה של עכבה חשמלית כבר ביססה את עצמה באבחון של תפקודי ריאות. באמצעות אלקטרודות מוזרמים זרמים חשמליים מתחלפים בתדרים שונים ועם אמפליטודות נמוכות לרקמה הסמוכה.

כשיטת הדמיה חדשה ולא פולשנית לבדיקת רקמות אנושיות, טומוגרפיה של עכבה חשמלית (EIT) כבר הוקמה באבחון תפקודי ריאה. עבור יישומים אחרים ה- EIT עומד לעשות פריצת דרך.

באמצעות אלקטרודות מוזרמים זרמים חשמליים מתחלפים בתדרים שונים ועם אמפליטודות נמוכות לרקמה הסמוכה. תלוי באופי הרקמה או במצבם התפקודי, מוליכות שונה תוצאה. אלה תלויים בהתנגדות המתאימה (התנגדות זרם חילופי) של אזור הגוף המתאים. מספר אלקטרודות ממוקמות על פני הגוף שיש למדוד.

בעוד זרמים מתחלפים בתדר גבוה עם זרימת משרעת קטנה בין שתי אלקטרודות, הפוטנציאל החשמלי נמדד באלקטרודות האחרות. המדידה חוזרת על עצמה ברציפות על ידי שינוי זוג האלקטרודות המגרה כנדרש. הפוטנציאלים הנמדדים מביאים לדימוי חתך, המאפשר להסיק מסקנות לגבי הרכב הרקמה שנבדק ומצבה.

בטומוגרפיה של עכבה חשמלית, מבדילים בין EIT מוחלט ופונקציונאלי. בעזרת ה- EIT המוחלט, נבדקת איכות הרקמה, בעוד ה- EIT התפקודי מודד מוליכות שונות בהתאם למצב התפקודי המתאים לאזור הגוף שיש למדוד.

פונקציה, אפקט ומטרות

כאמור, טומוגרפיה של עכבה חשמלית מבוססת על המוליכות השונה של אזורים שונים בגוף, רקמות ביולוגיות או איברים. אז ישנם אזורים המוליכים היטב ומוליכים רע בגוף. בגוף האדם המוליכות נקבעת על פי מספר היונים החופשיים.

לדוגמא, לרקמה עשירה במים עם ריכוז גבוה של אלקטרוליטים ישנה מוליכות טובה יותר מרקמה שומנית. בנוסף, כאשר ישנם שינויים תפקודיים באיברים, שינויים כימיים יכולים להתרחש גם ברקמה, אשר משפיעים על המוליכות. ה- EIT המוחלט אינו מדויק מכיוון שהוא תלוי באנטומיה האישית ובאלקטרודות המוליכות בצורה גרועה. לעתים קרובות זה מוביל להיווצרות ממצאים. ה- EIT הפונקציונלי יכול להפחית משמעותית טעויות אלה על ידי חיסור הייצוגים.

הריאות במיוחד מתאימות לבדיקה באמצעות טומוגרפיה של עכבה חשמלית, מכיוון שהמוליכות שלהן נמוכה בהרבה מזו של רוב האיברים האחרים. התוצאה היא ניגוד מוחלט לשאר חלקי הגוף, אשר משפיעה לטובה על הייצוג בתהליך הדמיה. המוליכות של הריאות משתנה גם היא מחזורית בהתאם לשאיפה או לנשוף.

זו סיבה נוספת לבדיקת הריאות בפרט באמצעות EIT. המוליכות השונה שלהם בזמן הנשימה מצביעה על תוצאות טובות בבחינת תפקוד הריאה. ההתקדמות בטכנולוגיה הדיגיטלית מאפשרת לרופא הטיפול הנמרץ לקבל את הנתונים המתקבלים ממדידת המוליכות של הריאות באופן שניתן יהיה לדמיין את תפקוד הריאות ישירות ליד מיטתו של המטופל. מוניטרי תפקודי ריאה, המשמשים כבר כיום ברפואה לטיפול נמרץ, פותחו לאחרונה על בסיס טומוגרפיה של עכבה חשמלית.

מחקרים נפתחים לשימושים אחרים ל- EIT. בעתיד טכנולוגיה זו יכולה למלא תפקיד כאבחון נוסף לממוגרפיה. נמצא כי לרקמות שד תקינות וממאירות יש מוליכות שונה בתדרים שונים. כך גם באבחון הנוסף לבדיקת סרטן גינקולוגי. כמו כן נערכים מחקרים על השימוש האפשרי ב- EIT באפילפסיה ושבץ מוחי.

ניתן להעלות על הדעת גם יישום עתידי למעקב רפואי אינטנסיבי אחר פעילות המוח בפתולוגיות מוחיות חמורות. המוליכות החשמלית הטובה של הדם מרמזת גם על יישום אפשרי לייצוג הוויזואלי של זרימת הדם באיבר. אחרון חביב, ניתן להשתמש בטומוגרפיה של עכבות חשמליות גם ברפואת הספורט כדי לקבוע את ספיגת החמצן (Vo2) או לחץ דם עורקי במהלך האימון.

סיכונים, תופעות לוואי וסכנות

בהשוואה לשיטות טומוגרפיה אחרות, לטומוגרפיה של עכבות חשמליות יש את היתרון בכך שהיא אינה מזיקה לחלוטין לאורגניזם. אין שימוש בקרינה מייננת, כמו במקרה של טומוגרפיה ממוחשבת. בנוסף, ניתן להימנע מהשפעות חימום כתוצאה מזרמים מתחלפים בתדירות גבוהה יותר (10 עד 100 קילוהרץ) עם צריכת חשמל נמוכה.

מכיוון שהציוד גם זול וקטן בהרבה מאשר בשיטות טומוגרפיה קלאסיות, ניתן להשתמש ב- EIT עם מטופלים לאורך זמן רב יותר ולספק הדמיות בזמן אמת רצופות. אולם כרגע החיסרון העיקרי הוא הרזולוציה המרחבית התחתונה בהשוואה לשיטות טומוגרפיה אחרות. עם זאת, ישנם רעיונות לשיפור רזולוציית התמונות על ידי הגדלת מספר האלקטרודות. גם איכות התמונות פגומה.

עם זאת, שיפור איכות מתרחש צעד אחר צעד באמצעות השימוש הגובר באלקטרודות שטח פעילות. חסרון נוסף הוא שהזרם לא נשאר באזור הגוף שיש לבחון, אלא מופץ במרחב תלת מימדי בעקבות ההתנגדות הנמוכה ביותר. לכן, יצירת תמונות מורכבת הרבה יותר מאשר עם טומוגרפיה ממוחשבת קלאסית. כמה ייצוגים דו מימדיים במרחב התלת מימדי נחוצים בכדי לייצר סוף סוף תמונה תלת מימדית, המוצגת אז שוב בתלת מימד.

זה מוליד את מה שמכונה "בעיה הפוכה". הבעיה ההפוכה אומרת שיש להסיק את הסיבה מהתוצאה הנוכחית. בדרך כלל הבעיות הללו קשות מאוד או בלתי אפשריות לפתור. ניתן להבהיר את הגורם רק בשילוב עם נהלים אחרים. ראשית יש לצבור ניסיון מספיק כדי להעריך את ייצוגי ה- EIT באמצעות מחקרים נוספים.