การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้า

การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้า (EIT) เป็นวิธีการถ่ายภาพแบบใหม่ที่อาศัยความสามารถในการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันของบริเวณต่างๆของร่างกาย การประยุกต์ใช้งานที่เป็นไปได้หลายอย่างยังอยู่ในขั้นทดลอง การใช้ของพวกเขาได้พิสูจน์ตัวเองในการตรวจสอบการทำงานของปอด

เอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าคืออะไร?

การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าได้พิสูจน์ตัวเองแล้วในการวินิจฉัยการทำงานของปอด การใช้อิเล็กโทรดกระแสไฟฟ้าสลับที่มีความถี่ต่างกันและมีแอมพลิจูดต่ำจะถูกป้อนเข้าไปในเนื้อเยื่อข้างเคียง

ในฐานะที่เป็นวิธีการถ่ายภาพแบบใหม่ที่ไม่รุกรานสำหรับการตรวจเนื้อเยื่อของมนุษย์การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้า (EIT) ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วในการวินิจฉัยการทำงานของปอด สำหรับแอปพลิเคชั่นอื่น ๆ EIT กำลังจะก้าวไปอีกขั้น

การใช้อิเล็กโทรดกระแสไฟฟ้าสลับที่มีความถี่ต่างกันและมีแอมพลิจูดต่ำจะถูกป้อนเข้าไปในเนื้อเยื่อข้างเคียง ขึ้นอยู่กับลักษณะหรือสภาพการทำงานของเนื้อเยื่อทำให้เกิดการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ตามลำดับ (ความต้านทานกระแสสลับ) ของพื้นที่ร่างกายที่เกี่ยวข้อง อิเล็กโทรดหลายตัววางอยู่บนพื้นผิวของร่างกายที่จะวัด

ในขณะที่กระแสสลับความถี่สูงที่มีแอมพลิจูดไหลระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วไฟฟ้าจะถูกวัดที่ขั้วไฟฟ้าอื่น การวัดซ้ำอย่างต่อเนื่องโดยเปลี่ยนคู่ของขั้วไฟฟ้ากระตุ้นตามต้องการ ศักยภาพที่วัดได้ส่งผลให้เกิดภาพตัดขวางซึ่งช่วยให้สามารถสรุปเกี่ยวกับองค์ประกอบและสภาพของเนื้อเยื่อที่ตรวจสอบได้

ในการตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้ามีการสร้างความแตกต่างระหว่าง EIT สัมบูรณ์และฟังก์ชัน ในกรณีของ EIT สัมบูรณ์จะมีการตรวจสอบลักษณะของเนื้อเยื่อในขณะที่ฟังก์ชัน EIT จะวัดค่าการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานะการทำงานของบริเวณร่างกายที่จะวัด

ฟังก์ชั่นผลและเป้าหมาย

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันของบริเวณต่างๆของร่างกายเนื้อเยื่อชีวภาพหรืออวัยวะ ดังนั้นจึงมีบริเวณที่มีการปฏิบัติที่ดีและไม่ดีของร่างกาย ในร่างกายมนุษย์การนำไฟฟ้าถูกกำหนดโดยจำนวนไอออนอิสระ

ตัวอย่างเช่นเนื้อเยื่อที่อุดมด้วยน้ำที่มีอิเล็กโทรไลต์ความเข้มข้นสูงสามารถคาดว่าจะมีการนำไฟฟ้าได้ดีกว่าเนื้อเยื่อไขมัน นอกจากนี้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการทำงานของอวัยวะการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอาจเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อซึ่งส่งผลต่อการนำไฟฟ้าEIT สัมบูรณ์ไม่ชัดเจนเนื่องจากขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายวิภาคของแต่ละบุคคลและอิเล็กโทรดที่นำไฟฟ้าได้ไม่ดี สิ่งนี้มักนำไปสู่การก่อตัวของสิ่งประดิษฐ์ EIT ที่ใช้งานได้สามารถลดข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้อย่างมากโดยการลบการแทนค่า

ปอดโดยเฉพาะเหมาะสำหรับการตรวจโดยใช้เอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าเนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าอวัยวะอื่น ๆ มาก ส่งผลให้เกิดความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับส่วนอื่น ๆ ของร่างกายซึ่งมีผลในเชิงบวกต่อการนำเสนอในกระบวนการถ่ายภาพ การนำไฟฟ้าของปอดยังเปลี่ยนแปลงไปตามวัฏจักรขึ้นอยู่กับว่าคุณหายใจเข้าหรือหายใจออก

นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งในการตรวจปอดโดยเฉพาะโดยใช้ EIT การนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่างการหายใจแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่ดีเมื่อตรวจการทำงานของปอด ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีดิจิทัลทำให้แพทย์ผู้ดูแลผู้ป่วยหนักสามารถนำข้อมูลที่ได้จากการวัดค่าการนำไฟฟ้าของปอดมาประมวลผลในลักษณะที่สามารถมองเห็นการทำงานของปอดได้โดยตรงที่ข้างเตียงของผู้ป่วย เครื่องตรวจการทำงานของปอดซึ่งใช้ในเวชศาสตร์ผู้ป่วยหนักได้รับการพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้า

กำลังศึกษาเพื่อเปิดการใช้งานอื่น ๆ สำหรับ EIT ในอนาคตเทคโนโลยีนี้สามารถมีบทบาทในการวินิจฉัยเพิ่มเติมสำหรับการตรวจเต้านม พบว่าเนื้อเยื่อเต้านมปกติและมะเร็งมีความสามารถในการนำไฟฟ้าที่ความถี่ต่างกัน เช่นเดียวกับการวินิจฉัยเพิ่มเติมสำหรับการตรวจคัดกรองมะเร็งทางนรีเวช นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับการใช้ EIT ในโรคลมชักและโรคหลอดเลือดสมอง

แอปพลิเคชั่นในอนาคตสำหรับการตรวจสอบทางการแพทย์อย่างเข้มข้นเกี่ยวกับการทำงานของสมองในโรคสมองที่รุนแรง การนำไฟฟ้าที่ดีของเลือดยังหมายถึงการนำไปใช้ในการแสดงภาพการไหลเวียนของเลือดในอวัยวะ สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดการตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้ายังสามารถใช้ในเวชศาสตร์การกีฬาเพื่อตรวจสอบการดูดซึมออกซิเจน (Vo2) หรือความดันโลหิตในระหว่างการออกกำลังกาย

ความเสี่ยงผลข้างเคียงและอันตราย

เมื่อเทียบกับวิธีการตรวจเอกซเรย์อื่น ๆ การตรวจเอกซเรย์อิมพีแดนซ์ไฟฟ้ามีข้อดีคือไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตโดยสิ้นเชิง ไม่มีการใช้รังสีไอออไนซ์เช่นเดียวกับกรณีของการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบจากความร้อนเนื่องจากกระแสสลับความถี่สูงกว่า (10 ถึง 100 กิโลเฮิรตซ์) ที่มีแอมแปร์ต่ำได้

เนื่องจากอุปกรณ์ดังกล่าวมีราคาถูกกว่าและมีขนาดเล็กกว่าวิธีการตรวจเอกซเรย์แบบคลาสสิกมาก EIT จึงสามารถใช้กับผู้ป่วยได้ในระยะเวลานานขึ้นและให้ภาพแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามในขณะนี้ข้อเสียเปรียบหลักคือความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการตรวจเอกซเรย์อื่น ๆ อย่างไรก็ตามมีแนวคิดในการปรับปรุงความละเอียดของภาพโดยการเพิ่มจำนวนอิเล็กโทรด คุณภาพของภาพยังมีตำหนิ

อย่างไรก็ตามการปรับปรุงคุณภาพเกิดขึ้นทีละขั้นตอนโดยการใช้อิเล็กโทรดพื้นผิวที่ใช้งานเพิ่มขึ้น ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือกระแสไฟฟ้าไม่อยู่ในส่วนของร่างกายที่จะตรวจสอบ แต่จะกระจายไปในช่องว่างสามมิติตามความต้านทานต่ำสุด ดังนั้นการสร้างภาพจึงซับซ้อนกว่าการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก การแสดงภาพสองมิติในปริภูมิสามมิติเป็นสิ่งที่จำเป็นในการสร้างภาพสามมิติในที่สุดซึ่งจะนำเสนอในรูปแบบสองมิติอีกครั้ง

สิ่งนี้ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ปัญหาผกผัน" ปัญหาผกผันกล่าวว่าสาเหตุต้องอนุมานจากผลลัพธ์ปัจจุบัน โดยปกติแล้วปัญหาเหล่านี้ยากมากหรือแก้ไม่ได้ สาเหตุสามารถชี้แจงร่วมกับขั้นตอนอื่น ๆ เท่านั้น ต้องรวบรวมประสบการณ์ที่เพียงพอในการประเมินการเป็นตัวแทนของ EIT ก่อนจากการศึกษาเพิ่มเติม