Tomographie par impédance électrique

le Tomographie par impédance électrique (EIT) est une nouvelle méthode d'imagerie basée sur les différentes conductivités électriques de différentes zones du corps. De nombreux domaines d'application possibles sont encore au stade expérimental. Leur utilisation a fait ses preuves dans le contrôle de la fonction pulmonaire.

Qu'est-ce que la tomographie par impédance électrique?

La tomographie par impédance électrique s'est déjà imposée dans le diagnostic de la fonction pulmonaire. En utilisant des électrodes, des courants électriques alternatifs de différentes fréquences et de faibles amplitudes sont introduits dans le tissu adjacent.

En tant que nouvelle méthode d'imagerie non invasive pour l'examen des tissus humains, la tomographie par impédance électrique (EIT) s'est déjà imposée dans le diagnostic de la fonction pulmonaire. Pour d'autres applications, l'EIT est sur le point de faire une percée.

En utilisant des électrodes, des courants électriques alternatifs de différentes fréquences et de faibles amplitudes sont introduits dans le tissu adjacent. Selon la nature ou l'état fonctionnel du tissu, différentes conductivités en résultent. Ceux-ci dépendent de l'impédance respective (résistance de courant alternatif) de la zone corporelle correspondante. Plusieurs électrodes sont positionnées sur la surface corporelle à mesurer.

Alors que des courants alternatifs à haute fréquence de faible amplitude circulent entre deux électrodes, le potentiel électrique est mesuré au niveau des autres électrodes. La mesure est répétée en continu en faisant varier la paire d'électrodes de stimulation selon les besoins. Les potentiels mesurés donnent une image en coupe, qui permet de tirer des conclusions sur la composition et l'état du tissu examiné.

En tomographie par impédance électrique, une distinction est faite entre EIT absolu et fonctionnel. Dans le cas de l'EIT absolu, la nature du tissu est examinée, tandis que l'EIT fonctionnel mesure différentes conductivités en fonction de l'état fonctionnel respectif de la zone corporelle à mesurer.

Fonction, effet et objectifs

Comme déjà mentionné, la tomographie par impédance électrique est basée sur la conductivité différente de différentes zones du corps, des tissus biologiques ou des organes. Il y a donc des zones du corps bien conductrices et mal conductrices. Dans le corps humain, la conductivité est déterminée par le nombre d'ions libres.

Par exemple, on peut s'attendre à ce qu'un tissu riche en eau avec une concentration élevée d'électrolytes ait une meilleure conductivité qu'un tissu adipeux. De plus, lorsqu'il y a des changements fonctionnels dans les organes, des changements chimiques peuvent également se produire dans le tissu, ce qui affecte la conductivité. L'EIT absolu est imprécis car il dépend de l'anatomie individuelle et des électrodes mal conductrices. Cela conduit souvent à la formation d'artefacts. L'EIT fonctionnel peut réduire considérablement ces erreurs en soustrayant les représentations.

Les poumons en particulier conviennent à l'examen par tomographie par impédance électrique, car leur conductivité est bien inférieure à celle de la plupart des autres organes. Il en résulte un contraste absolu avec les autres parties du corps, ce qui a un effet positif sur la représentation dans un processus d'imagerie. La conductivité des poumons change également de manière cyclique selon que vous inspirez ou expirez.

C'est une autre raison d'examiner les poumons en particulier à l'aide de l'EIT. Leur conductivité différente pendant la respiration suggère de bons résultats lors de l'examen de la fonction pulmonaire. Les progrès de la technologie numérique permettent au médecin de réanimation de faire traiter les données obtenues à partir de la mesure de conductivité des poumons de telle sorte que la fonction pulmonaire puisse être visualisée directement au chevet du patient. Les moniteurs de fonction pulmonaire, déjà utilisés en médecine de soins intensifs, ont été récemment développés sur la base de la tomographie par impédance électrique.

Des études sont en cours pour ouvrir d'autres usages à l'EIT. À l'avenir, cette technologie peut jouer un rôle de diagnostic supplémentaire pour la mammographie. On a constaté que les tissus mammaires normaux et malins ont des conductivités différentes à différentes fréquences. Il en va de même pour les diagnostics supplémentaires pour le dépistage gynécologique du cancer. Des études sur l'utilisation possible de l'EIT dans l'épilepsie et les accidents vasculaires cérébraux sont également en cours.

Une future application de surveillance médicale intensive de l'activité cérébrale dans les pathologies cérébrales sévères est également envisageable. La bonne conductivité électrique du sang implique également une application possible pour la représentation visuelle du flux sanguin de l'organe. Enfin, la tomographie par impédance électrique peut également être utilisée en médecine du sport pour déterminer la consommation d'oxygène (Vo2) ou la pression artérielle pendant l'exercice.

Risques, effets secondaires et dangers

Comparée à d'autres méthodes de tomographie, la tomographie par impédance électrique a l'avantage d'être totalement inoffensive pour l'organisme. Aucun rayonnement ionisant n'est utilisé, comme c'est le cas avec la tomodensitométrie. De plus, les effets de chauffage dus aux courants alternatifs à plus haute fréquence (10 à 100 kilohertz) avec un faible ampérage peuvent être évités.

Étant donné que l'équipement est également beaucoup moins cher et plus petit que la méthode de tomographie classique, l'EIT peut être utilisé avec des patients sur une période plus longue et fournir des visualisations en temps réel en continu. Pour le moment, cependant, le principal inconvénient est la résolution spatiale inférieure par rapport aux autres méthodes de tomographie. Il existe cependant des idées pour améliorer la résolution des images en augmentant le nombre d'électrodes. La qualité des images est toujours imparfaite.

L'amélioration de la qualité, cependant, se produit étape par étape grâce à l'utilisation croissante d'électrodes de surface actives. Un autre inconvénient est que le courant ne reste pas dans la section du corps à examiner, mais est plutôt réparti dans un espace tridimensionnel suivant la résistance la plus faible. Par conséquent, la création d'images est également beaucoup plus compliquée qu'avec la tomodensitométrie classique. Plusieurs représentations bidimensionnelles dans un espace tridimensionnel sont nécessaires pour finalement générer une image tridimensionnelle, qui est ensuite à nouveau présentée en deux dimensions.

Cela donne lieu au soi-disant «problème inverse». Le problème inverse dit que la cause doit être déduite du résultat actuel. Habituellement, ces problèmes sont très difficiles ou impossibles à résoudre. La cause ne peut être élucidée qu'en combinaison avec d'autres procédures. Une expérience suffisante pour évaluer les représentations de l’EIT doit d’abord être acquise grâce à des études complémentaires.