Yoğun Bakım Ünitesinde Elektrik Empedans Tomografisi ile Akciğer Fonksiyonlarının İzlenmesi

Özet

Elektriksel Empedans Tomografisi, non-invaziv, radyasyon içermeyen, gerçek zamanlı bir pulmoner ventilasyon izleme aracıdır. Göğüs kafesindeki empedans değişikliklerini ölçerek, havanın nefes bazında dağılımını görselleştirebilir. Başlangıçta ventilasyonun izlenmesi için tasarlanan elektriksel empedans tomografisi, bir salin solüsyonunun intravenöz enjeksiyonu yoluyla perfüzyonu da ölçebilir.

Özet

Elektriksel Empedans Tomografisi (EIT), sürekli, gerçek zamanlı ventilasyon izlemesi için çığır açan, non-invaziv ve radyasyon içermeyen bir görüntüleme tekniğidir. Ayrıca pulmoner perfüzyon monitörizasyonunda da bir uygulaması vardır. EIT, torakstaki empedans değişikliklerinin ölçümü ve işlenmesinden akciğer boyunca ventilasyon ve perfüzyon paternlerini ölçer. Klinisyenlerin solunum fonksiyonundaki nefes nefese değişiklikleri görselleştirmeleri için güçlü bir araçtır.

EIT'nin yenilikçi bir uygulaması, nefes tutma sırasında bir hipertonik çözelti enjeksiyonunun kinetik analizini kullanarak pulmoner perfüzyonu değerlendirme yeteneğidir. Çözelti, pulmoner vaskülatürde dolaşırken toraksta bir empedans değişikliği oluşturur. Bu indirekt yöntem, perfüzyon paternlerinin tahmin edilmesine olanak tanıyarak hasta başında pulmoner kan akış dinamiklerini anlamamıza önemli ölçüde katkıda bulunur.

EIT sadece bir izleme aracı değil, aynı zamanda pnömotoraks ve bronşiyal entübasyon gibi solunum patolojilerinin teşhisi için de kritik olabilir. Diğer tanı araçlarıyla mümkün olmayan invaziv mekanik ventilasyon alan hastalarda ventilasyon/perfüzyon (V/Q) uyumsuzluğunun etiyolojisini belirlemeye yardımcı olabilir. Ayrıca EIT, Pozitif Ekspirasyon Sonu Basıncı (PEEP) titrasyonu ve yoğun bakımda oksijenasyonu ve akciğer sağlığını iyileştiren tidal hacim gibi ventilatör ayarlarının bireysel optimizasyonuna yardımcı olabilir.

Özetle, EIT, yatak başı pulmoner monitörizasyon ve teşhiste bir paradigma değişimini temsil etmektedir. Non-invaziv doğası ve verilerin dolaysızlığı, EIT'yi modern solunum tıbbında vazgeçilmez bir araç haline getirmektedir. Artan uygulamaları ile EIT, özellikle yoğun bakım ortamlarında solunum bakımına ilişkin anlayışımızı ve yaklaşımımızı geliştirmede çok önemli olacaktır.

Giriş

Elektriksel Empedans Tomografisi (EIT), zaman içinde empedanstaki değişiklikleri topografik görüntülere çeviren bir akciğer izleme tekniğidir. Bu, gövde boyunca çevresel olarak yerleştirilmiş elektrotlardan düşük bir elektriksel alternatif akım (5-10 mA) enjekte edilerek elde edilir (Şekil 1A). Empedans, bir dokunun bu elektrik akımının akışına karşı muhalefetini yansıtır. İnspirasyon sırasında empedans artarken, ekspirasyon sırasında azalır. İmpedansta benzer bir değişiklik, intravenöz sıvıların varlığında meydana gelir. Örneğin, kana kıyasla daha yüksek elektrik iletkenliğine sahip sıvılar merkezi bir kateter yoluyla enjekte edildiğinde, elektrik empedansında 1,2,3,4 buna karşılık gelen bir azalma olur.

Pratiklik için, EIT'nin elektrotları (16 veya 32 adet) bir kemer üzerine yerleştirilir ve daha sonra hastanın göğüs kafesinin etrafına, özellikle 4^{. ve 5. interkostal} boşluklar arasına yerleştirilir. Bu yerleşim, akciğerlerin en iyi şekilde görülmesini sağlar ve diyafram girişimini azaltır. Ölçüm sürecinde, iki farklı elektrot sırayla önceden ayarlanmış bir akım enjekte ederken, kalan elektrotlar karşılık gelen voltaj okumaları için alıcı görevi görür. Bu işlem, göğüs kafesi etrafında 20-50 Hz frekansında dönen her elektrot çifti için hızla tekrarlanır. Bu hızlı rotasyon, EIT'nin yüksek zamansal çözünürlüğe sahip olmasının nedenidir. Torasik bir EIT cihazı, her ölçüm döngüsünden göğsün enine kesitindeki elektrik empedansının dağılımını hesaplar ve bu değerleri iki boyutlu bir görüntüye dönüştürür. Bu görüntü daha sonra özel bir monitörde gerçek zamanlı olarak görüntülenir.

EIT'nin çeşitli klinik uygulamaları vardır. Empedans teknolojisine dayanarak, özellikle akciğer empedansında değişiklikler oluşturmak için bir kontrast madde uygulandığında, göğüs kafesi içindeki hava dağılımını ve perfüzyon dağılımını izlemek mümkündür. Mekanik ventilasyonlu hastalar için PEEP ayarlarının belirlenmesi, akciğer hasarını en aza indirmek için hem zorlu hem de gereklidir. Ayrıca, zaman içindeki ventilasyon ve perfüzyon değişikliklerini izleme yeteneği, uzunlamasına hasta izleme için paha biçilmez veriler sunar. Bu husus, hasta koşullarının hızla gelişebildiği dinamik klinik ortamlarda çok önemlidir⁵.

EIT, yalnızca akış sensörü aracılığıyla elde edilen küresel mekaniğin veya EIT cihazının ventilatöre bağlı olması durumunda ventilatörden gelen verilerin görselleştirilmesini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda aşırı distansiyon ve bölgesel çökme hakkında önemli bilgiler sağlar 6,7,8,9. Oluşturulan görüntüler akciğerler hakkında fonksiyonel bilgi sağlar, ancak anatomik tanı amaçlı değildir ve radyasyon yaymaz. Amerika Birleşik Devletleri'nde, EIT cihazı ENLIGHT 2100 şu anda ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanan tek cihazdır. Diğer şirketler şu anda yetişkin, çocuk ve yenidoğan popülasyonlarında EIT kullanımı için FDA onayı alma sürecindedir. Bu kağıt için ENLIGHT 2100 cihazından donanım (örn. kayışlar ve ekran), havalandırma ve perfüzyon haritalarını kullandık.

EIT set kurulumu, monitörün kendisi dışında bir elektrot kayışı, akış sensörü ve referans kablosu olmak üzere üç temel ekipman parçası içerir. Elektrot kayışı , tomografik iki boyutlu bir görüntü elde etmek için kullanılır. EIT akciğer görüntüsü, göğüs çevresi boyutuna ve üreticinin teknik özelliklerine bağlı olarak 32 x 32, 24 x 24 veya 16 x 16 piksel gibi değişen çözünürlüklerde iki boyutlu bir temsil halinde oluşturulmuştur. Görüntüler, yeniden yapılandırma algoritmaları kullanılarak voltaj ölçümlerinden oluşturulur. Akış sensörü tek hastada kullanım için tasarlanmıştır ve iki boyutta gelir: biri yetişkinler ve pediatrik hastalar için, diğeri ise yenidoğanlar için. Yetişkin-pediatrik akış sensörü 40 mL'den daha düşük tidal hacmi ölçemezken, yenidoğan sensörü 0 ila 100 mL arasındaki tidal hacmi kaydedebilir. Akış sensörü olmadan, EIT yalnızca empedans verilerini görüntüler. Akış sensörü bir hastaya bağlandıktan sonra, empedans dalga formlarından gelen verileri basınç, akış ve hacim parametreleriyle senkronize etmek mümkün hale gelir. Referans kablosu tekrar kullanılabilir ve elektrik akımının enjeksiyon değeri için referans noktası görevi görür.

Şekil 1: Elektriksel empedans tomografi elektrot kayışının yerleştirilmesi. (A) 4. ve 5^{. interkostal} boşlukta göğsün etrafına yerleştirilen elektriksel empedans tomografi elektrot kemeri. (B) Göğsün ölçülmesi. Göğüs, tüm göğsün etrafına bir mezura sarılarak ölçülür. Bununla birlikte, çoğu hasta yatağa bağlıdır ve tüm göğsün ölçümü mümkün değildir. Görüntülerde alternatif bir yaklaşım gösterilmektedir. Göğüs çevresi spinöz süreçten sternuma kadar değerlendirilir. Ölçüm daha sonra göğsün kontralateral kısmını hesaba katmak için iki katına çıkarılır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Bu video dokümanın ana odak noktası, okuyucuya EIT görüntülerini kaydetme ve yorumlama konusunda yetkin olmak için gereken bilgi ve becerileri sağlamaktır. Bu hedefin peşinde, EIT ilkelerine genel bir bakış sunacağız, akciğerlerdeki hava dağılımı için gerçek zamanlı görselleştirme yeteneklerini sergileyeceğiz ve perfüzyon değerlendirmesindeki genişletilmiş uygulamalarını keşfedeceğiz. Bu hedefleri gerçekleştirerek, izleyicilerin pulmoner değerlendirme için EIT teknolojisini güvenle kullanmalarını sağlamayı amaçlıyoruz.

Protokol

Bu yazıda sağlanan görüntüler anonimleştirildi ve devam eden protokollerin bir parçası olarak ClinicalTrials.gov'da NCT04497454 numarası altında kaydedildi ve yerel etik komite (São Paulo Incor Üniversitesi/HC-FMUSP 4001231, Brezilya) tarafından onaylandı.

1. EIT cihazını kullanmaya nasıl başlanır?

1. EIT kemeri ve yerleşimi
   1. Doğru kemer boyutu seçimi için göğüs duvarını ölçün.
   2. Bir ölçüm bandı kullanarak 4^{. ve 5. interkostal} boşluklar arasındaki torasik çevreyi ölçün (Şekil 1B). Büyük göğüslü hastalarda, kemeri daha yüksek bir interkostal boşluğa taşıyın.
   3. Elektrot kayışını iletken jel içeren tek kullanımlık bir malzeme ile örtün.
      NOT: Bu, çok fazla saçı olan hastalarda bile hastanın cildine yapışmayı sağlar ve empedans sinyalinin yakalanmasını kolaylaştırır.
   4. Kemerleri hasta göğüs duvarının 4^{. ve 5.} interkostal boşluklarına (ölçülen çevre ile aynı) yerleştirin ve kemerleri yerleştirirken elektrotların üst üste binmediğinden emin olun.
   5. Görüntü rekonstrüksiyon algoritması, kayış boyutuyla orantılı bir ön boşluğa izin verdiğinden, arkada boşluklar olmadan sürekliliği koruyun.
   6. Kemer yerleştirme sırasında, sırtına erişmek için hastayı çevirin. Hava yolunu, tüm kalıcı venöz veya arteriyel hatları ve drenleri sabitleyin ve sağlık uzmanları tarafından sağlanan özel yönergeleri izleyin.
2. Akış sensörünü Y parçasına yakın ventilasyon devresine bağlayın ve sıvı birikimini ve sinyal parazitini önlemek için sensör yukarı bakacak şekilde konumlandırın (Şekil 2A).
3. Referans elektrodu bir elektrokardiyografik (EKG) elektroda bağlayın.
   NOT: Referans kablosu olmayan bir hastayı izlemek mümkün değildir (Şekil 2B).
   1. Yetişkin ve pediatrik hastalar için elektrodu karın veya omuz üzerine yerleştirin.
   2. Yenidoğan hastalar için elektrodu bacağın üzerine yerleştirin.
4. EIT'yi açın ve hasta demografik verilerini girin (Şekil 3).
5. İzlemeye başlayın ve herhangi bir hasta hareketinden kaçının; bir referans görüntü oluşturulur ve izlemeye başladıktan sonra ventilasyon ekranı görüntülenir (Şekil 4). İki görüntü oluşturulur: dinamik görüntü ve havalandırma haritası.
   NOT: Kayıt sırasında hastanın kemerlere müdahale eden herhangi bir hareketinden kaçınmak çok önemlidir.
6. EIT cihazındaki PEEP titrasyon aracı için adım adım
   1. Ana ekran simgesinden PEEP Titrasyon Aracı'nı seçin.
   2. Araç Seçenekleri simgesine tıklayarak Araç Seçenekleri'ne erişin.
   3. Her koşulda ventilasyonu stabilize etmek için titrasyon sırasında PEEP değişikliklerinin zaman aralıklarını ayarlamak için Zaman Aralıklarını ayarlayın.
      NOT: Zaman aralığı hastanın durumuna (örn. hemodinamik instabilite) ve cihazın talimatına bağlıdır.
   4. Otomatik PEEP değişikliği algılaması için Threshold (Eşik ) değerini ayarlayın.
   5. PEEP değişiklikleri için ayarlanan süreye göre geri sayımı başlatmak için PEEP Titrasyon ekranında Başlat düğmesine basarak Titrasyonu başlatın.
   6. İstendiğinde, ventilatör üzerindeki PEEP değerini protokole göre ayarlayın. Cihaz bu değişikliği otomatik olarak algılayacak ve yeni bir geri sayım başlatacaktır.
   7. PEEP değişikliklerini izleyin - ekran her PEEP değişikliğinde güncellenir. Otomatik algılama başarısız olursa, prosedürü manuel olarak durdurun ve yorum yapın. İsteğe bağlı olarak, yorum yapın veya titrasyonu adlandırın. Ardından PEEP titrasyon grafiği görüntülenecektir.
7. EIT cihazında Perfüzyon aracı için Adım Adım
   1. Hasta hazırlığı
      1. Yeterli sedasyon ve gerekirse nöromüsküler blokaj sağlayın, çünkü herhangi bir solunum çabası prosedürü bozabilir.
         NOT: Hasta, mekanik ventilasyon izlemesine rağmen tespit edilemeyen solunum çabaları gösterebilir.
   2. Prosedürü başlatın. EIT yazılımı içindeki Başlat simgesine tıklayarak prosedürü başlatın.
   3. Ventilasyon döngüsü tanıma
      1. Temel verileri oluşturmak için yazılımın birkaç ventilasyon döngüsünü tanımasına izin verin.
   4. Apne ve Enjeksiyon
      1. 0 cmH₂O basınç desteği ile sürekli pozitif hava yolu basıncı (CPAP) veya basınç destekli ventilasyon (PSV) moduna geçin. Bunu 20 saniyeden fazla koruyun. Bu süre zarfında, internal juguler veya subklavyen vende merkezi bir venöz erişim kateteri yoluyla 10 mL% 7.5 hipertonik salin solüsyonu veya% 8.4 bikarbonat hızlı ve tutarlı bir şekilde enjekte edin.
   5. Havalandırmayı geri yükleyin. Enjeksiyon tamamlandıktan sonra normal ventilasyon ayarlarına dönün.
   6. Görüntü rekonstrüksiyonu
      1. EIT algoritmasının, kalp ve akciğerlerden akan kontrastın ilk geçiş kinetiğine dayalı olarak perfüzyon görüntüsünü yeniden oluşturmasına izin verin.

Şekil 2: Akış sensörünün yerleştirilmesi. (A) Akış sensörünün devre ile ETT arasına yerleştirilmesi. (B) Göğüs kafesinin etrafındaki kemer EIT cihazına bağlanır. Akış sensörü, ETT ile devre arasına bağlanır. Göbek üzerindeki elektroda bağlı referans kablosu. Kısaltma: ETT = endotrakeal tüp. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Elektriksel empedans tomografi izleme cihazının başlatma ekranı. Kırmızı yıldızlarla işaretlenmiş alanlar, doğru kurulum ve çalıştırma için tamamlanması gereken zorunlu bilgileri gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Dinamik bir görüntü, ventilasyon haritası ve pletismogram gösteren EIT ekranı. Ekranın sol tarafında, bölgeye ((A/P, R/L) bölünmüş havalandırma dağılımı vardır. Ekranın sağ tarafında sürüş basıncı, PEEP, otomatik PEEP, PIP, P_{Plat Alv, VT,} C_RS, RR ve R_AW gibi havalandırma parametreleri bulunur. Kısaltmalar: EIT = elektriksel empedans tomografisi; A / P = ön / arka, R / L = sağ / sol; PEEP = pozitif uçlu ekspiratuar basınç; PIP = tepe inspiratuar basınç; P_{Plat Alv} = alveolar plato basıncı; V_T = gelgit hacmi; C_RS = solunum sistemi uyumu; RR = solunum hızı; R_AW = hava yolu direnci. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sonuçlar

Havalandırma izleme
Dinamik görüntü (Şekil 4), bölgesel değişiklikleri temsil etmek için koyu maviden (en az havalandırılan) beyaza (en çok havalanan) kadar değişen renkleri kullanarak havalandırma sırasında hava dağılımının gerçek zamanlı değişimlerini gösterir. Gri alanlar havalandırmada bir değişiklik olmadığını gösterir. Dinamik görüntüler, intrapulmoner zaman sabitlerindeki farklılıkların ve paradoksal modellerin varlığının hızlı bir şekilde tanımlanmasına izin verir. Solunum döngüsü sırasında sınırlı hava değişimine sahip alanların aşırı şişkinlik veya çökmüş alanlardan kaynaklanabileceğine dikkat etmek önemlidir.

"Ventilasyon haritası" (Şekil 4), nefes döngüleri sırasında hava hacminin tanımlanmış bir kesit boyunca nasıl dağıldığını gösterir. Parlak mavi, inspirasyon ve ekspirasyon arasındaki empedans sinyalinin değişimi ile orantılı olan tidal hacmin çoğunu alan akciğer bölgelerini gösterir. Tersine, koyu mavi, düşük hacim değişimine sahip alanları temsil eder. Ventilasyon haritası, akciğerler içindeki bölgesel ventilasyon dağılımının değerlendirilmesini sağlar. Akciğerler ön/arka ve sağ/sol bölgelere ayrılmıştır, bu da ayrıntılı değerlendirmeye ve belirli bölgelerdeki pletismografların ekranda görüntülenmesine olanak tanır⁴.

Pletismogram toraks empedans varyasyon eğrisi (Şekil 4), pulmoner havalandırma veya Fonksiyonel Rezidüel Kapasite (FRC) veya Ekspirasyon Sonu Akciğer Hacmine (EELV) eşdeğer taban çizgisi ile tidal hacmine karşılık gelen dalga genliğini temsil eder. Havalandırma bilgisi, toplam intratorasik hava hacmindeki nispi değişiklikleri tahmin edebilir.

Ekranın sağ tarafındaki hava yolu parametreleri (Şekil 4) akış sensörü tarafından yakalanır ve dalga biçimi grafikleri ve sayıları olarak görüntülenir. Sürüş basıncı, otomatik PEEP, alveolar plato basıncı, uyum ve direnç (sağdaki sayısal sütunda) gibi parametreler kontrollü döngüler sırasında hesaplanır. PEEP, tepe basıncı, tidal hacim ve solunum hızı parametreleri tüm döngülerde görüntülenecektir. Proksimal akış sensörünün kullanılması, mekanik ventilatör markası veya modelinden bağımsız olarak ventilasyon ve empedans verilerinin aynı ekran üzerinde entegrasyonunu sağlar.

PEEP titrasyon aracı (Şekil 5)
Hasta, PEEP titrasyonunu etkileyebilecek spontan solunum çabası ve hareketinden kaçınarak ventilatör ile senkronize edilmelidir. Buna yeterli sedasyon ile ve gerekirse paralitik ajanlarla ulaşılabilir. Doğru izlemeyi sürdürmek için akış sensörü ve ventilatör hortumu, sıvı ve salgılar gibi herhangi bir engelden arındırılmış olmalıdır.

EIT, bölgesel ventilasyondaki değişiklikleri tespit eder ve bir akış ölçer ile entegre edildiğinde hava yolu basıncı, tidal hacim ve akış dahil olmak üzere bölgesel solunum mekaniğini tahmin edebilir. Sonuçları, bölgesel uyum değişikliklerini hesaplayarak farklı PEEP seviyelerinde çökmüş ve hiperşişmiş alanların yüzdeleri olarak sunar. Bazı yazarlar, PEEP'i aşırı şişirme yüzdesi (Şekil 5'teki beyaz eğri ve Şekil 6'daki beyaz alan) ile çökme yüzdesi (Şekil 5'teki mavi eğri ve Şekil 6'daki mavi alan) arasındaki geçiş noktasına titre etmeyi önerdiler. Bu PEEP seviyesinde, hem hiperşişmiş hem de çökmüş alanların (Şekil 5'te turuncu eğri) ve akciğer fonksiyonunun minimum oluşumu vardır. Devam eden çalışmalar, hiperdistansiyon ve kollaps arasındaki geçiş noktasında belirlenen PEEP'in klinik olarak avantajlı olup olmadığını araştırmaktadır.

Şekil 5: EIT ekranındaki PEEP titrasyon aracı. Turuncu eğri uyumu, beyaz eğri hiperdistansiyonu ve mavi eğri çöküşü temsil eder. Kısaltmalar: EIT = elektriksel empedans tomografisi; PEEP = pozitif uçlu ekspiratuar basınç. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: EIT ekranında hiperdistansiyon (beyaz) ve kollaps (mavi) yüzdelerinin görüntülenmesi ve farklı PEEP değerleri için uyum. Kısaltmalar: EIT = elektriksel empedans tomografisi; PEEP = pozitif uçlu ekspiratuar basınç. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

EIT ile pulmoner perfüzyonun değerlendirilmesi: sağlık hizmeti sağlayıcıları için bir rehber
Elektriksel Empedans Tomografisi (EIT), son zamanlarda elektriksel iletkenlikteki değişiklikleri ölçerek akciğer ventilasyonu için değerli bir izleme aracı olarak kabul edilmiştir. EIT öncelikle akciğerlerdeki hava dağılımını değerlendirmeye odaklanırken, yenilikçi teknikler aracılığıyla pulmoner perfüzyon hakkında değerli bilgiler de sağlayabilir.

Torakstaki kanın hareketinden kaynaklanan impendanstaki değişiklikler, ventilasyonla ilgili olanlardan çok daha küçük genliktedir. Bu nedenle, EIT geleneksel olarak perfüzyonu ölçmek için kullanılmamıştır. Bununla birlikte, bir nefes tutma manevrası ile birlikte bir hipertonik salin solüsyonunun intravenöz enjeksiyonunu içeren bazı yöntemler, kan akışıyla ilgili empedans değişikliklerini izole edebilir ve yükseltebilir. Bu çözelti kan damarlarından geçerken, EIT'nin tespit edebileceği kanın elektriksel özelliklerini değiştirir. EIT, pulmoner vaskülatürde dolaşırken bu çözeltinin neden olduğu empedans değişikliklerini gözlemleyerek perfüzyon paternlerini dolaylı olarak çıkarabilir. Bu yaklaşım, akciğerlerde aynı anda hem ventilasyon hem de perfüzyon hakkında daha derin bir anlayış kazanmamızı sağlar¹⁰. Bu araç yalnızca ABD'de ve/veya yerel hastanelerin düzenlemelerine ve/veya diğer ulusların yasal organlar, düzenleyiciler tarafından onaylanmasına göre araştırma amaçlıdır.

Pulmoner perfüzyonun görselleştirilmesi
Hipertonik salin veya sodyum bikarbonat gibi yüksek elektrik iletkenliğine sahip bir çözeltinin intravenöz enjeksiyonu, pulmoner vaskülatür 11,12,13 içindeki kan akışının görselleştirilmesine yardımcı olur. Daha yüksek perfüzyonlu alanlar, daha az perfüze edilmiş bölgelere kıyasla farklı empedans modelleri sergiler. EIT'nin bu yenilikçi uygulaması, ventilasyon görüntülemesinin yanı sıra perfüzyonun göreceli bir değerlendirmesine izin vererek, genellikle akciğer perfüzyonunu modüle eden tedavilerle tedavi edilen perfüzyon kusurlarının neden olduğu hipoksemiyi, genellikle ventilasyon stratejileri veya pozisyon değişiklikleri ile ele alınan ventilasyon bozukluklarının neden olduğu hipoksemiden ayırt etmeye yardımcı olan akciğer fonksiyonunun kapsamlı bir görünümünü sağlar. Bu uygulama aynı zamanda belirlenen tedaviye yanıt olarak bölgesel pulmoner perfüzyondaki değişikliklerin izlenmesine de olanak sağlar (inhale nitrik oksit, antikoagülanlar ve trombolitik ilaçlar gibi).

Perfüzyon aracı
EIT içindeki perfüzyon aracı, kontrollü mekanik ventilasyon sırasında pulmoner kan akışını görselleştirmek için özel olarak tasarlanmıştır. Kısa bir apne süresi boyunca bir damar içine hipertonik bir salin solüsyonunun enjeksiyonunu içerir. Elde edilen görüntü, göğsün enine kesitinde sarıdan (daha yüksek perfüzyonu gösterir) koyu kırmızıya (daha düşük perfüzyonu gösterir) kadar değişen renklerle pulmoner perfüzyonun dağılımını gösterir (bkz. Şekil 7).

Şekil 7: Perfüzyonun göğsün farklı bölgelerine dağılım yüzdesindeki değişiklikler. Göğsün enine kesitinde sarıdan (yüksek perfüzyon) koyu kırmızıya (düşük perfüzyon) kadar değişen renklerle ön, arka, sağ ve sola perfüzyondaki varyasyonlar gösterilmiştir. Kalpten mavi renkte akan kontrastı kırmızı renklerle akciğerlere kadar gösteren işlenmiş videoyu çevrimiçi olarak yayınlamak da mümkündür. Kısaltmalar: A = ön; P = arka; R = sağ; L = sol. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Çevrimiçi ve çevrimdışı analiz
EIT, pletismogramları ve akciğerler boyunca havanın dağılımını sürekli olarak ölçer. Empedans varyasyonu, tidal hacim değişikliklerini yansıtarak akciğerlerin bölgesel olarak değerlendirilmesini sağlar. Pletismogram, inspirasyon ve ekspirasyon sırasında akciğer hacmi değişikliklerini grafiksel olarak temsil eder (Şekil 8). Havanın değişimi, akciğerlerin farklı bölgelerinde ölçülebilir. Bu, bölgesel ventilasyonu değerlendirdiği için EIT'nin en avantajlı ölçümlerinden biridir.

EIT cihazı, tüm akciğer alanını haritalamak için 32 x 32 boyutunda bir matris oluşturur. Bu matris, tüm akciğerleri kaplayan bir ızgaraya taşınır. Piksel olarak bilinen ızgara içindeki her küçük kareye bir özdirenç veya empedans değeri atanır. Empedans değerlerindeki değişiklikler, akciğerin belirli bir bölümündeki akciğer hacmindeki değişikliklere karşılık gelir.

EIT, özel yazılım kullanarak empedans değerlerindeki bu değişiklikleri alır ve bir görüntü oluşturur. Bu görüntü, bir renk ölçeğinde temsil edilen hacimdeki değişimin büyüklüğünü anlamamıza yardımcı olur. Parlak mavi, yüksek ses seviyesini ve koyu mavi, düşük ses seviyesini gösterir. Empedansta herhangi bir değişiklik veya tidal hacimde hiçbir değişiklik gri renkle temsil edilmez (Şekil 8). Esasen, bu değişikliklerin akciğerde nerede meydana geldiğini tam olarak belirleyen bir harita görevi görür.

Şekil 8: 32 x 32 boyutlarında bir matristeki her pikseli gösteren ve toplam 1.024 piksel olan Ventilasyon Dinamik Görüntüsü. Havalandırmanın genliği, dalganın genliği ve rengin yoğunluğu ile temsil edilir, gri hacim olmadığını gösterir ve parlak maviden koyu maviye geçiş, sırasıyla yüksek ve düşük hacmi temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

EIT'nin faydalı olabileceği çok sayıda klinik durum vardır. Örneğin, atelektazi, aşırı şişkinlik ve pnömotoraks gibi akciğer hasarına yol açabilecek komplikasyonların ve durumların erken tanımlanmasında. Atelektazi, hastanede yatan hastalarda en sık görülen patolojilerden biridir. Akciğer dokusunun kısmen veya tamamen çökmesini, akciğer hacimlerinin azalmasını ve gaz değişiminin bozulmasını içerir. Atelektazi, Şekil 9A'da gösterildiği gibi EIT ile tespit edilebilir. Şekil 9A ve Şekil 9B, aynı hastadan 13 dakikadan daha kısa bir mesafedeki Ventilasyon Haritası Görüntüleridir. Şekil 9A'da, empedans değişikliklerinin sadece %23'ü arka bölgede meydana gelir ve bu bölgede gözlenen parlak mavi ve koyu mavi alanlarda bir azalma ile de görülebilir. PEEP'te 4'ten 10 cmH'ye₂O'luk bir artışın ardından, Şekil 9B'de posterior akciğerde ventilasyonun %23'ten %43'e yükseldiği görülmektedir. Şekil 9A ile karşılaştırıldığında, hasta uyumda 18.8'den 27.6 mL/_cmH2O'ya bir artış gösterir. Özellikle, bu kazanım bilateral posterior bölgede meydana gelir, bu da posterior kısımdaki artmış açık ve koyu mavi alanlardan belirgindir (Şekil 9B). Ayrıca, sürüş basıncında bir azalma vardır, bu da tidal hacim ve PEEP'teki daha fazla artışın akciğerler üzerinde ek stres oluşturmadığını gösterir ^14,15.

Şekil 9: Farklı PEEP değerlerinde ventilasyondaki farklılıklar. (A) PEEP 4 cmH₂O'da, görüntü anterior (daha fazla havalanan) ve posterior (daha az havalanan) bölgeler arasındaki ventilasyon farkını göstermektedir. (B) PEEP'te 4 ila 10 cmH₂O'luk bir artışın ardından, arka bölgede ventilasyonun iyileşmesi belirgindir. Kısaltma: PEEP = pozitif uçlu ekspiratuar basınç. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Aşırı distansiyon, akciğer dokusunun fizyolojik kapasitesinin ötesinde aşırı genişlemesi veya gerilmesi anlamına gelir ve bu da alveoller ve çevresindeki yapılarda potansiyel hasara yol açar. Akciğerleri şişirmek için mekanik bir ventilatörden uygulanan basınç çok yüksek olduğunda aşırı şişkinlik meydana gelebilir. Ventilasyon prosedürleri sırasında bölgesel akciğer empedansının izlenmesi aşırı tansiyon ve akciğer hasarını önler¹⁶. Şekil 10A'da hasta 22 cmH₂O PEEP üzerindeyken, Şekil 10B'de PEEP 12 cmH₂O'ya düşürülmüştür. Şekil 10B'de, EIT'den alınan Ventilasyon Dinamik Görüntüsü, ön akciğerdeki açık ve koyu mavi alanlarda bir artış gösterir ve bu da ventilasyonun arttığını gösterir. Eşzamanlı olarak, posterior akciğerde açık ve koyu mavi alanlarda bir azalma vardır (% 67'den% 43'e), bu da Şekil 10A'da 22 cmH₂O'luk daha yüksek PEEP ile ilişkili aşırı tansiyonun rahatlamasını düşündürür. Bu örnek, EIT'nin aşırı distansiyonu belirleme ve akciğer boyunca akciğer koruyucu ventilasyonu teşvik etme yeteneğini göstermektedir⁹.

Şekil 10: PEEP'teki değişiklikler. (A) 22 cmH₂O PEEP; (B) 12 cmH₂O'luk PEEP. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Pnömotoraks, akciğer ile göğüs duvarı arasındaki boşluk olan plevral boşlukta hava varlığı ile karakterize bir durumdur. Bu hava birikimi akciğer kollapsına, mediastinal kaymaya ve hemodinamik kollapsa yol açabilir. EIT ile, toraks empedansındaki değişiklikler, Ventilasyon Dinamik Görüntüsü ^17,18,19'da gösterildiği gibi gerçek zamanlı olarak gözlemlenebilir. Ventilasyon Dinamik Görüntüsünde pnömotoraks şüphesini gösteren ve "faz dışı" işareti olarak adlandırılan bir işaret vardır. "Faz dışı" işareti, akciğerdeki empedans değişikliklerinin solunum döngüsü ile doğru şekilde hizalanmadığı görsel bir göstergeyi ifade eder. Normal bir solunum döngüsünde, akciğerdeki empedans değişiklikleri inhalasyon ve ekspirasyon fazları ile senkronize edilmelidir. Pnömotoraks meydana geldiğinde, empedans değişiklikleri normal inhalasyon ve ekspirasyon fazları ile senkronize edilmediğinden Ventilasyon Dinamik Görüntüsü beklenen modelden bir sapma gösterecektir. Ek olarak, PEEP azalmasına rağmen, ekspiratuar akciğer empedansında (EELI) bir artış anlamına gelen pletismografın taban çizgisindeki bir yükselme, bir pnömotoraksın varlığını daha da gösterebilir (Şekil 11).

Şekil 11: Havalandırma haritasındaki "faz dışı" işareti. Eşzamanlı olarak, pletismograf, PEEP'deki bir azalmaya rağmen, taban çizgisinde bir yükselme sergiler. Her iki bulgu da pnömotoraksın varlığını güçlü bir şekilde desteklemekte ve doğrulamaktadır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışmalar

Hastanede yatan hastalarda solunum yetmezliği ve invaziv mekanik ventilasyon da dahil olmak üzere destekleyici müdahale ihtiyacı yaygındır. Bu nedenle, ventilasyon ve pulmoner perfüzyonun izlenmesi, hızlı ve kişiselleştirilmiş tanı ve tedavi için kritik öneme sahiptir. X-ışını ve bilgisayarlı tomografi taraması (CT taraması) gibi daha standart görüntüleme tekniklerinin aksine, EIT, akciğerlerin ve bölgesel özelliklerinin gerçek zamanlı olarak non-invaziv, radyasyonsuz görüntülenmesini sağlar ^1,2,3,4,20. EIT, bu yetenekleri nedeniyle hem yoğun bakım ünitesinde hem de ameliyathanede yatak başında faydalıdır. EIT sadece ventilasyon monitörizasyonu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda rutin klinik uygulamada şu anda mümkün olmayan pulmoner perfüzyonu analiz etme yeteneği de sunar ^6,7,8.

Mekanik ventilasyon sırasında akciğerin korunması önemli bir tedavi hedefidir. Hedeflerden biri, alveolar yaralanmaya yol açabilecek atelektazi ve akciğerlerin aşırı distansiyonunu önlemektir. Tipik olarak, atelektaziyi önlemek ve akciğer hacmini korumak için PEEP uygulanır. "PEEP titrasyonu" olarak bilinen, bireysel hastalar için en uygun PEEP'i belirlemek, özellikle Akut Solunum Sıkıntısı Sendromu (ARDS), obezite ve abdominal hipertansiyon gibi durumlarda çok önemli bir yöntemdir^21,22.

PEEP titrasyonu için geleneksel yöntem, oksijenasyon ve akciğer mekaniğine dayanır. Bununla birlikte, bu yaklaşım bölgesel akciğer değişikliklerini ve akciğerin bölgelerinin hiperdistasyon veya çöküş olup olmadığını hesaba katmaz. EIT gibi gelişmiş teknikler, inspirasyon ve ekspirasyon sırasında akciğerlerin yatak başı, ayrıntılı, gerçek zamanlı görüntülemesini sağlar. EIT kullanılarak yapılan PEEP titrasyonu, parankim aşırı distansiyonunu ve kollapsını en aza indirirken oksijenasyonu ve akciğer mekaniğini optimize etmeye olanak tanır 23,24,25,26,27,28.

Daha yakın zamanlarda, EIT'nin perfüzyon aracı, bölgesel pulmoner kan akışının ayrıntılı bir değerlendirmesini sağlamak için geliştirilmiştir ve doktorların ve tıbbi personelin ventilasyon-perfüzyon ilişkisini tahmin etmesine olanak tanır. EIT tarafından değerlendirilen pulmoner perfüzyon, ventilasyon ayarlamalarına ve oksijenasyona yanıtın yanı sıra pulmoner vazodilatör tedavisine yanıtı belirlemek için de kullanılmıştır ^{9,23,25,29,30,31}. Ek olarak, EIT ayrıca büyük pulmoner perfüzyon kusurlarını da tespit edebilir ve bu da tromboemboli varlığını düşündürür^32,33.

EIT'nin birkaç kontrendikasyonu var. İlk olarak, EIT şu anda kalp pili veya implante edilebilir defibrilatörleri olan hastalarda önerilmemektedir. Şu anda, EIT sinyalinin ve kalp pili fonksiyonunun elektriksel girişimini değerlendiren herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. İkincisi, empedans sinyali, ventilasyon ve perfüzyon haritalarının doğru yorumlanmasını bozan önemli pnömomediastinum veya deri altı amfizem gibi durumlarla değiştirilebilir. Son olarak, kemerin cilt ile yakın temas halinde olması gerekliliği, torasik bandajları olan hastalarda EIT kullanımında zorluklar ortaya çıkarmaktadır³⁴.

Bazı senaryolarda dikkatli olmak ve perfüzyon aracını kullanmaktan kaçınmak çok önemlidir: artan dozlarda vazopresör alan hastalar; hipernatremi hastaları; aktif pnömotoraks ve / veya bronkoplevral fistül hastaları; yenidoğan ve pediatrik hastalar. Geleneksel ventilasyon görüntülemenin yanı sıra perfüzyon değerlendirmesi için EIT'nin kullanılması, sağlık hizmeti sağlayıcılarına akciğer fonksiyonu hakkında daha derin bir anlayış kazandırarak çeşitli klinik ortamlarda hastaların tanı ve tedavisine yardımcı olur.

Belirli popülasyonlar için dikkat edilmesi gerekenler
EIT teknolojisinin ilkeleri, göğüs çevresi ve kemer boyutu ile uyumlu olarak yenidoğan, pediatrik ve yetişkin hastalar için geçerlidir. Yenidoğanlar için kemerler tek kullanımlıktır ve yetişkinler için 48 saat yerine 24 saat yerleştirilmesi önerilir. Bu popülasyonla ilişkili küçük gelgit hacimlerini (3 mL'den 100 mL'ye kadar) ölçebilen ve buna karşılık gelen 1 mL'lik bir ölü alana sahip olan özel bir akış sensörü oluşturulmuştur.

Çevrimiçi izleme, örneğin akciğerleri önceden tanımlanmış İlgi Bölgelerine (ROI) sınıflandırır. dört yarım (sol, sağ, ön ve arka) veya dört yatay katman. Bununla birlikte, çevrimdışı analiz, piksel piksel gibi derinlemesine analiz için daha fazla fırsat sağlayabilir. EIT'den gelen tüm veriler, Ürün Bilgi Yönetimi (PIM) olarak bilinen özel bir formatta saklanır. PIM dosyası, tomografik rekonstrüksiyondan önce ölçülen voltaj, filtrelenmemiş sinyaller ve ventilasyon parametreleri dahil olmak üzere önceden işlenmiş bilgileri kapsar. PIM dosyasını çevrimdışı analiz için çıkarmak için, EIT cihazındaki yuvaya bir USB sürücü takın; Ardından, Dizin hastasını seçin. Çevrimdışı analiz, akciğer fizyolojisini anlamak için gereken tüm ayrıntılı verileri sağladığı için yararlıdır.

Bir yatak başı tanı aracı olarak EIT, atelektazi, aşırı distansiyon ve pnömotoraks gibi durumların teşhisinde yardımcı olabilir. Klinik prezentasyon ve fizik muayeneye ek olarak, EIT bu tanılar için ayrıntılı bilgi sunar. EIT, klasik soruşturmaya kıyasla daha hızlı bilgi erişimi sağlar. Bu yetenek, doktorların ve diğer tıbbi personelin hastaları teşhis etmesini ve derhal tedavi etmesini sağlar 24,35,36,37.

EIT'nin nasıl kullanılacağını ve yorumlanacağını öğrenmek, klinik uygulamada faydalı olduğu kanıtlandığı için çok önemlidir. Non-invaziv doğası ve gerçek zamanlı izleme yetenekleri, EIT'yi çeşitli tıbbi ortamlarda sağlık klinisyenleri için değerli bir araç haline getirir.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
EIT equipment (ENLIGHT2100)	Timpel Medical
Belts	Timpel Medical
Belt coverage	Timpel Medical
Flow sensor	Philips
Reference Cable	Timpel Medical
Solution with high electrical conductivity (eg. hypertonic saline, sodium bicarbonate)	Not applicable