Monitoring van de longfunctie met elektrische impedantietomografie op de intensive care
September 6th, 2024
Elektrische impedantietomografie is een niet-invasieve, stralingsvrije, real-time tool voor het monitoren van longventilatie. Door impedantieveranderingen in de thorax te meten, kan het de verdeling van lucht adem voor adem visualiseren. Elektrische impedantietomografie was oorspronkelijk bedoeld voor ventilatiebewaking, maar kan ook de perfusie meten via intraveneuze injectie van een zoutoplossing.
Op de intensive care-afdelingen monitoren we het functioneren van de longen met elektro-impedantietomografie. Deze techniek vertaalt variaties in impedantie in de loop van de tijd in topografische beelden. Dit is nuttig in een dynamische klinische omgeving waar de toestand van de patiënt snel kan evolueren.
Elektro-impedantietomograaf, echografie, CT-scan, slokdarmmanometer worden momenteel gebruikt om aspecten die verband houden met de longen te controleren. De uitdaging is om de band correct te plaatsen voor het verkrijgen van een signaal van hoge kwaliteit en de gegevens correct te interpreteren. Men moet begrijpen hoe het signaal er in elke toestand uitziet en vervolgens een uitgebreide interpretatie maken.
We zijn van plan om heterogene longziekte, de impact van patiëntposities op longmechanica, evaluatie van het behandelingseffect en gepersonaliseerde veranderingen in mechanische ventilatieparameters te begrijpen met behulp van EIT. EIT is een continue, niet-invasieve, real-time, stralingsvrije monitor en stelt ons in staat om toegang te krijgen tot regionale ventilatie- en perfusiedistributie. De andere methoden van longmonitoring konden geen informatie over de regionale verspreiding opleveren.
Tegenwoordig is EIT de enige techniek die ons in staat stelt om toegang te krijgen tot real-time regionale distributie. Instrueer de patiënt om te beginnen om de positie in te nemen voor het meten van de borstwand. Meet met behulp van een meetlint de thoracale omtrek tussen de vierde en vijfde intercostale ruimte en kies de juiste riem uit de verschillende maten.
Bedek de elektrodeband met wegwerpmateriaal en geleidende gel. Plaats de gordels op de vierde en vijfde tussenribruimte van de borstwand van de patiënt en zorg ervoor dat er geen overlapping is met de elektroden. Sluit de flowsensor aan op het ventilatorcircuit dicht bij het Y-stuk en plaats deze met de sensor naar boven om vochtophoping of signaalinterferentie te voorkomen.
Sluit de riem aan op het EIT-apparaat. Sluit vervolgens de referentie-elektrode aan op een elektrocardiografische of ECG-elektrode. Voor zowel volwassen als pediatrische patiënten, plaats de elektrode op de buik of schouder.
Schakel de elektrische impedantietomografie of EIT in en voer de demografische gegevens van de patiënt in. Meet vervolgens de anterieure opening en vul de resultaten in. Begin met monitoren als er geen bewegingen van de patiënt zijn.
Het EIT genereert twee beelden, het dynamische beeld en de ventilatiekaart. Selecteer vervolgens de PEEP-titratietool in het pictogram van het hoofdscherm en open de toolopties. Stel tijdsintervallen in voor PEEP-veranderingen tijdens titratie om de ventilatie in elke toestand te stabiliseren.
Pas de drempelwaarde aan voor automatische detectie van PEEP-wijzigingen. Druk op start op het PEEP-titratiescherm om het aftellen te starten op basis van de aangepaste tijd voor PEEP-wijzigingen. Pas desgevraagd de PEEP-waarde op de ventilator aan volgens het protocol.
Het apparaat detecteert automatisch de wijziging en start een nieuw aftellen. Bewaak de PEEP-wijzigingen en als de automatische detectie mislukt, stop dan handmatig en geef commentaar op de procedure. Geef eventueel opmerkingen of geef de titratie een naam en verkrijg de PEEP-titratiegrafiek.
Zorg eerst voor voldoende sedatie van de patiënt en, indien nodig, neuromusculaire blokkade, aangezien elke ademhalingsinspanning de procedure kan verstoren. Om de procedure te starten, klikt u op het startpictogram in de EIT-software. Schakel over naar de continue positieve luchtwegdruk of drukondersteunende ventilatiemodus met een drukondersteuning van nul centimeter water.
Injecteer snel en consistent 10 milliliter van een 7,5%hypertone zoutoplossing via een centraal veneuze toegangskatheter bij de interne halsader of subclavia. Zodra de injectie is voltooid, keert u terug naar de normale ventilatie-instellingen. Verkrijg ten slotte het gereconstrueerde overvloedbeeld op basis van de kinetiek van de eerste doorgang van het contrast dat door het hart en de longen stroomt.
Dynamische beeldvorming geeft real-time veranderingen in de luchtverdeling weer tijdens ventilatie, waarbij kleurvariaties van donkerblauw naar wit worden gebruikt om de minste tot de meest geventileerde gebieden weer te geven, waarbij grijs geen verandering aangeeft. EIT-technologie maakt real-time monitoring van longmechanica mogelijk en presenteert gegevens over de responsiviteit van het longgebied. EIT breidt zich ook uit tot het meten van pulmonale perfusie met de detectie van veranderingen in de bloedimpedantie, vooral met behulp van intraveneuze hypertone zoutoplossing tijdens specifieke manoeuvres.
Dit helpt om perfusiepatronen naast ventilatie te visualiseren en te beoordelen. Deze uitgebreide evaluatie helpt bij de vroege opsporing van longpathologieën zoals atelectase en onthult een verhoogde ventilatie in de achterste long, die bij een patiënt toenam van 23% tot 43%.
Overzicht
Elektrische Impedantie Tomografie (EIT) is een niet-invasieve, real-time bewakingstool voor pulmonaire ventilatie. Het visualiseert de luchtverdeling in de longen door impedantieveranderingen te meten, waardoor een dynamische beoordeling van de longfunctie mogelijk wordt.
Belangrijke studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Biologie
- Medische beeldvorming
Achtergrond
- EIT biedt real-time monitoring zonder straling.
- Het is nuttig in intensive care omgevingen voor het beoordelen van longmechanica.
- De techniek helpt bij het visualiseren van ventilatie- en perfusieverdeling.
- Uitdagingen omvatten correcte elektrodeplaatsing en data-interpretatie.
Doel van de studie
- Om heterogene longziekte te begrijpen.
- Om de impact van patiëntpositionering op longmechanica te evalueren.
- Om behandelingseffecten te beoordelen en mechanische ventilatieparameters te personaliseren.
Gebruikte methoden
- Patiëntpositionering en meting van de thoracale omtrek.
- Elektrodeplaatsing en verbinding met het EIT-apparaat.
- Continue monitoring en PEEP-titratieaanpassingen.
- Injectie van hypertone zoutoplossing voor perfusiebeoordeling.
Belangrijkste resultaten
- EIT maakt dynamische beeldvorming van ventilatieveranderingen mogelijk.
- Real-time monitoring helpt bij het detecteren van longpathologieën.
- Visualisatie van perfusiepatronen naast ventilatie.
- Beter begrip van longresponsiviteit en behandelingseffecten.
Conclusies
- EIT is een waardevol hulpmiddel voor real-time longbewaking.
- Het verbetert de mogelijkheid om ventilatie- en perfusieverdeling te beoordelen.
- Doorlopend gebruik kan leiden tot betere patiëntresultaten in de intensive care.
Veelgestelde vragen
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.
