ניטור תפקודי ריאות באמצעות טומוגרפיית עכבה חשמלית ביחידה לטיפול נמרץ
6 בספטמבר 2024
טומוגרפיית עכבה חשמלית היא כלי ניטור אוורור ריאתי לא פולשני, ללא קרינה, בזמן אמת. על ידי מדידת שינויי עכבה בבית החזה, הוא יכול לדמיין את התפלגות האוויר על בסיס נשימה אחר נשימה. טומוגרפיית עכבה חשמלית, המיועדת בתחילה לניטור אוורור, יכולה גם למדוד זילוח באמצעות הזרקה תוך ורידית של תמיסת מלח.
אנו עוקבים אחר תפקוד הריאות באמצעות טומוגרפיה אלקטרו עכבה ביחידות לטיפול נמרץ. טכניקה זו מתרגמת וריאציות בעכבה לאורך זמן בתמונות טופוגרפיות. זה מועיל בסביבה קלינית דינמית שבה תנאי המטופל יכולים להתפתח במהירות.
טומוגרף עכבה אלקטרו, אולטרסאונד, סריקת CT, מנומטר הוושט משמשים כיום כדי לפקח על היבטים הקשורים לריאות. האתגר הוא למקם נכון את החגורה לקבלת אות באיכות גבוהה ולפרש את הנתונים בצורה נכונה. צריך להבין איך נראה האות בכל מצב ואז לעשות פרשנות מקיפה.
בכוונתנו להבין מחלות ריאה הטרוגניות, השפעת תנוחות המטופלים על מכניקת הריאות, הערכת השפעת הטיפול ושינויים מותאמים אישית בפרמטרים של הנשמה מכנית באמצעות EIT. EIT הוא צג רציף, לא פולשני, בזמן אמת וללא קרינה, ומאפשר לנו לגשת לאוורור אזורי והפצת זילוח. השיטות האחרות של ניטור ריאות לא יכלו לספק את מידע התפוצה האזורי.
כיום, EIT היא הטכניקה היחידה המאפשרת לנו לגשת להפצה אזורית בזמן אמת. כדי להתחיל, להנחות את המטופל לקחת את המיקום למדידת דופן החזה. באמצעות קלטת, למדוד את היקף החזה בין החללים intercostal הרביעי והחמישי ובחר את החגורה המתאימה בין הגדלים השונים.
מכסים את חגורת האלקטרודות בחומר חד פעמי וג'ל מוליך. הניחו את החגורות על החללים הבין-קוסטליים הרביעי והחמישי של קיר החזה של המטופל, וודאו שאין חפיפה עם האלקטרודות. חבר את חיישן הזרימה למעגל האוורור הקרוב לחתיכת Y ומקם אותו עם החיישן כלפי מעלה כדי למנוע הצטברות נוזלים או הפרעות לאותות.
חבר את החגורה להתקן EIT. לאחר מכן, חבר את אלקטרודת הייחוס לאלקטרודת אלקטרוקרדיוגרפיה או אק"ג. עבור מטופלים מבוגרים וילדים כאחד, מקם את האלקטרודה על הבטן או הכתף.
הפעל את טומוגרפיית העכבה החשמלית או EIT והזן נתונים דמוגרפיים של מטופלים. לאחר מכן למדוד את הפער הקדמי ולמלא את התוצאות. התחל ניטור בהיעדר תנועות המטופל.
ה-EIT יפיק שתי תמונות, התמונה הדינמית ומפת האוורור. לאחר מכן בחר בכלי הטיטרציה PEEP מסמל המסך הראשי וגש לאפשרויות הכלי. הגדר מרווחי זמן עבור שינויי PEEP במהלך הטיטרציה כדי לייצב את האוורור בכל מצב.
התאם את ערך הסף לזיהוי אוטומטי של שינויי PEEP. לחץ על התחל במסך הטיטרציה של PEEP כדי להתחיל את הספירה לאחור בהתבסס על הזמן המותאם לשינויי PEEP. כאשר תתבקש, התאם את ערך PEEP במכונת ההנשמה בהתאם לפרוטוקול.
המכשיר יזהה באופן אוטומטי את השינוי ויתחיל ספירה לאחור חדשה. עקוב אחר השינויים ב- PEEP, ואם הזיהוי האוטומטי נכשל, עצור באופן ידני והגב על ההליך. לחלופין, ספק הערות או תן שם לטיטרציה וקבל את גרף הטיטרציה PEEP.
ראשית, להבטיח הרגעה מספקת של המטופל, ואם יש צורך, חסימה עצבית-שרירית, שכן כל מאמץ נשימתי יכול לשבש את ההליך. כדי להתחיל את ההליך, לחץ על סמל התחל בתוך תוכנת EIT. עבור למצב אוורור לחץ חיובי מתמשך בדרכי הנשימה או תומך בלחץ עם תמיכת לחץ של אפס סנטימטרים של מים.
הזריקו במהירות ובעקביות 10 מיליליטר של תמיסת מלח היפרטונית 7.5% דרך צנתר גישה ורידי מרכזי בווריד הצוואר הפנימי או התת-קלאבי. לאחר השלמת ההזרקה, יש לחזור להגדרות אוורור רגילות. לבסוף, קבל את תמונת השפע המשוחזרת המבוססת על קינטיקה המעבר הראשון של הניגוד הזורם דרך הלב והריאות.
הדמיה דינמית מציגה שינויים בזמן אמת בפיזור האוויר במהלך האוורור, תוך שימוש בווריאציות צבע מכחול כהה ללבן כדי להראות הכי פחות לרוב האזורים המאווררים, כאשר אפור מציין שאין שינוי. טכנולוגיית EIT מאפשרת ניטור בזמן אמת של מכניקת הריאות, ומציגה נתונים על תגובת אזור הריאה. EIT מתרחב גם למדידת זילוח ריאתי עם זיהוי שינויים בעכבת הדם, במיוחד באמצעות מלח היפרטוני תוך ורידי במהלך תמרונים ספציפיים.
זה עוזר לדמיין ולהעריך דפוסי זילוח לצד אוורור. הערכה מקיפה זו מסייעת לגילוי מוקדם של פתולוגיות ריאה כגון אטלקטזיס ומגלה אוורור מוגבר בריאה האחורית, שעלה מ-23% ל-43% בחולה.
סקירה
טומוגרפיה של עכבה חשמלית (EIT) היא כלי ניטור לא פולשני ובזמן אמת לצורך אוורור ריאות. היא מדמיינת את חלוקת האוויר בריאות על ידי מדידת שינויים בעכבה, ומאפשרת הערכה דינמית של תפקוד הריאות.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה
- הדמיה רפואית
רקע
- EIT מספק ניטור בזמן אמת ללא קרינה.
- הוא מועיל במסגרות טיפול נמרץ להערכת מכניקת הריאות.
- הטכניקה עוזרת להדמיית חלוקת אוורור ופרפוזיה.
- האתגרים כוללים מיקום נכון של אלקטרודות ופירוש נתונים.
מטרת המחקר
- להבין מחלות ריאות הטרוגניות.
- להעריך את השפעת מיקום המטופל על מכניקת הריאות.
- להעריך את השפעות הטיפול ולהתאים אישית פרמטרים של אוורור מכני.
שיטות ששימשו
- מיקום המטופל ומדידת היקף החזה.
- מיקום אלקטרודות וחיבור למכשיר EIT.
- ניטור רציף והתאמות טיטרציה של PEEP.
- הזרקת סרום היפרטוני להערכת פרפוזיה.
תוצאות עיקריות
- EIT מאפשרת הדמיה דינמית של שינויים באוורור.
- ניטור בזמן אמת מסייע בזיהוי פתולוגיות ריאות.
- הדמיה של דפוסי פרפוזיה לצד אוורור.
- הבנה משופרת של תגובת הריאות והשפעות הטיפול.
מסקנות
- EIT היא כלי ערך לניטור ריאות בזמן אמת.
- היא משפרת את היכולת להעריך את חלוקת האוורור והפרפוזיה.
- שימוש מתמשך עשוי להוביל לתוצאות טובות יותר בטיפול נמרץ.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Electrical Impedance Tomography (EIT) enables continuous, non-invasive, and radiation-free monitoring of lung ventilation and perfusion in critical care settings. Its real-time, regional imaging capabilities address a key gap in respiratory monitoring, supporting rapid, data-driven decisions for patient management. EIT's quantitative outputs and dynamic visualization are highly relevant for translational research and early-stage respiratory device development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Supports mechanistic de-risking by quantifying regional lung function in heterogeneous disease models.
- Enables functional validation of respiratory targets through real-time assessment of ventilation and perfusion changes.
- Facilitates hypothesis testing on the impact of interventions or patient positioning on lung mechanics.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging outputs for evaluating respiratory interventions in preclinical or translational models.
- Delivers quantitative, spatially resolved data suitable for assay development and screening of ventilatory support strategies.
- Enables rapid assessment of device or compound effects on lung function, supporting scalable evaluation workflows.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by mapping ventilation/perfusion mismatch and regional lung responses.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling bedside-to-bench translation of respiratory metrics.
- Reduces biological risk in advancing respiratory therapies by providing predictive, real-time functional readouts.
Pipeline & Workflow Integration
EIT integrates into the respiratory discovery continuum from early mechanistic studies to preclinical validation, enabling iterative optimization of interventions and device settings.
- Discovery Biology: Quantifies regional lung function to clarify mechanisms and validate respiratory targets.
- Screening: Offers reproducible, quantitative imaging outputs for evaluating intervention efficacy.
- Analytics: Provides real-time, spatially resolved data for statistical comparison of ventilation and perfusion patterns.
- Translational Research: Bridges clinical and preclinical workflows by enabling bedside-relevant functional assessments.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for respiratory monitoring across diverse models and studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence and target validation by reducing ambiguity in lung function assessment.
- Operational Value: Standardizes respiratory monitoring with scalable, reproducible, and non-invasive imaging.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation by providing actionable, real-time data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of respiratory assets and interventions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electrode placement and interpretation of impedance-based imaging.
- Needs access to EIT instrumentation and compatible analytical software.
- Demands cross-team standardization for data acquisition and analysis protocols.
- Adaptable across adult and pediatric models with appropriate belt sizing and positioning.
- Signal quality and interpretation may be affected by patient movement or improper setup.
