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【自由呼吸】对话马利军、田翠杰、贾建超:撤机专题:你是我的眼--电阻抗(EIT)看透肺通气

发布时间:2022-01-11  来源: 健康大河南   
2022-01-11  河南医药网

  前言:据了解,机械通气是当今医学领域治疗急慢性呼吸衰竭的重要支持手段,呼吸衰竭患者何时使用无创机械通气、何时有创机械通气及何时撤离机械通气,我们需要评估患者原发病有没有控制、患者肺部影像学怎么样、患者的肺功能怎么样。在早期,CT、MRI等技术将医学影像学推向新的高度,如今又出现了用于肺监测的电阻抗断层扫描(EIT),那么EIT是什么,它有什么作用?在临床应用中有哪些优点?对此,我们邀请到了河南省人民医院呼吸重症马利军主任、田翠杰医生、贾建超医生,请他们来给我们讲讲,关于电阻抗(EIT)看透肺通气的先关知识。

  本期要点:

  问题一:前面提到,EIT是一种功能性成像,具有无创、无辐射、实时定量的优点而用于临床,请问马主任,EIT具体是指什么呢?工作原理又是怎样的呢?

  EIT是通过一个全新视角的区域肺通气监测设备,显示胸腔横截面内与通气相关的空气含量变化信息,定量分析通气分布情况,同时对区域呼气末阻抗的特定变化进行量化(第1个视频)。其主要原理是基于欧姆定律,也基于人是有电阻的,EIT其实就是根据人体在吸气、呼气过程中肺部导电性的不同,从而成像的一种诊断设备,简单来说,当我们吸气后,肺内充盈了更多的气体,肺部电阻就会变大,而呼气后,肺内气体量减少,相对来说电阻就变小了。所以EIT动态图像呈现一种周期性的颜色变化。吸气末,图像最亮,呼气末图像最暗。颜色越白代表该区域在吸气过程中充气越多,如果某区域在呼吸周期中颜色几乎没变,一直是黑色,那只能说这部分区域的肺组织几乎没有气体的充盈和排出。总而言之,只有那些在呼吸过程中有气体流入/流出的肺泡区域才能在EIT图像上显影。

  问题二:据了解,影像学在临床的应用中,不乏有许多成熟的技术,例如CT,马主任,为什么我们用ETI而不用CT等技术呢?

  从1895年伦琴发现X线就开启了医学影像学的发展,到后来的CT、MRI、PET-CT将医学影像学推向了一个一个新的高度,然而这些技术均存在一定的缺点,CT暴露于大量电离辐射,且CT和MRI不能床边进行,DR可以床边进行,但是分辨率太低,CT、MRI和DR图像是静态的,不能连续成像,仅能在一个特定的时间点代表肺容积,难以反映具有特殊周期性、时域性的呼吸过程,不能提供实时定量的气体含量在局部区域的分布,不能分辨正常通气肺泡和过度膨胀肺泡,只是解剖成像,且它们大多只能在出现结构病变之后才能给出检查结果。电阻抗断层成像(EIT)技术是一种功能性成像,具有无创、无辐射、实时定量的优点而用于临床,EIT技术在医学上的最大优势在于监测重症监护患者的区域性肺功能,针对区域通气分布及肺容量变化提供了一种可视化方法。

  问题三:马主任,我们在前面大体了解了EIT技术的优势,那什么样的病人需要使用EIT呢?它有没有一些禁忌症呢?

  EIT主要用于重症监护患者,此类患者的区域肺容量分布具有重要临床意义,可以在机械通气、经鼻高流量吸氧及面罩/鼻导管吸氧患者中应用,主要有利于评估和指导呼吸衰竭患者的治疗。关于禁忌症方面,如果电极敷带会对患者构成风险,像脊椎损失情况不稳定或者骨折的患者不能做EIT监测,也不能用于BMI>50的患者,因为这种肥胖患者通气的肺区域在EIT图像上会显的比较小;其他像植入心脏起搏器、除颤仪或其他外科植入物的患者,也不能做EIT监测,因为EIT会干扰植入的医学装置的功能。

  问题四:田老师,EIT图像和CT图像看起来很像,他们有什么区别吗?

  如果一个肺泡塌陷了,那么在吸气到呼吸的过程中,这个肺泡所在区域没有气体进出,也就没有电阻变化,所以在EIT上呈现黑色,而CT上肺泡塌陷区域呈现白色(实变)但如果一个肺泡过度膨胀,在吸气到呼吸的过程中,这个肺泡内也没有气体进出,所以也没有电阻变化,那么在EIT上呈现黑色;我们知道在气体交换过程中塌陷的肺泡是没有气体交换功能的,同样过度膨胀的肺泡气体交换功能也非常有限,因此不管是塌陷肺泡还是过度膨胀肺泡都是无功能的肺泡,关键是CT无法分辨正常通气和过度膨胀的肺泡,而EIT可以做到这一点,也就是说CT是解剖成像,它只能表示肺泡内含气还是不含气,而EIT是功能成像,只有那些有弹性的、有气体进出的肺泡才能成像

  同一患者CT图像与EIT图像对比,可以看到右上方CT显示为含气区域(黑色),EIT显示为无通气功能区域(黑色)。

  问题五:田老师,EIT的临床实践都有哪些呢?

  EIT目前在临床中的应用主要为寻找可复张的肺、判断肺泡过度膨胀及个体化最佳PEEP滴定。机械通气的目的是打开肺泡同时维持肺泡的开放,当我们给予一个呼吸末正压,也就是PEEP的目的是想把背侧区域(重力依赖区)的肺打开,从这张图上我们看到背侧4区由3增加到17,明显增加了,背侧的肺泡打开了,也就是他们具有通气功能了,但是我们看到肺总的通气量才增加了35ml,什么原因呢,我们再看腹部就是这张图的上面橙色的云团增多了,代表这部分肺泡过度膨胀了,通气量就减少了,所以总的通气量并没有明显增加,就像硬币具有两面性一样,高PEEP在打开一部分肺泡的时候有会让一部分肺泡过度膨胀,这样开来对每个患者个体化的PEEP滴定就很有必要,最终的目标是既要防止已经复张的肺泡塌陷有要防止非重力依赖区的肺泡过度膨胀,是个棘手的难题。我们再看下面这张图,可以看到随着Peep的下降,重力依赖区橙色云团越来越多(通气减少),意味着Peep下降后低垂部位的肺泡塌陷越来越多,刚刚被复张的肺泡又瘪掉了;但非重力依赖区蓝色云团也是越来越大(通气增多),Peep下降的同时,过度通气的区域正一步步好转。于是乎我们要在肺泡塌陷和过度通气之间做一个平衡。就这个病例而言,通过肉眼直观的观察EIT图像,Peep为10可能是最合适的。肺泡塌陷面积还可以容忍,而过度通气的区域也可以接受。这就是滴定最佳“Peep滴定”过程。

  问题六:贾老师,前面我们了解了EIT的相关原理、优势、临床应用范围,那么它是如何在操作,来达到我们预期的目的呢?

  我们病区目前使用的EIT机器是德国德尔格公司生产的Pulmo Vista 500这样的机型,使用起来是非常简单方便的,为我们临床工作的可视化监测提供了便利条件,下面呢,我们来结合视频给大家介绍一下他是如何连接和操作的。(视频)我们将一根带有16个电极的硅胶带围绕患者胸膛固定,机器会在两个电极上施加微小电流,同时在所有其他电极上测量产生的电压变化,然后利用每次整个胸腔上施加电流测得的所有电压数据生成图像,设备每秒最多可显示50帧图像,形成实时动态通气图像,屏幕上显示的图像是电极带覆盖区域内发生的与通气相关的空气含量变化。监测过程中呢测量数据自动呈现,只需将电极带围绕胸腔固定,就可以开始测量了,具有简单,方便,快捷的特点。

  问题七:就目前为止,整个河南省内,拥有EIT技术的只有我们河南省人民医院RICU这一家,我们目前有没有一些咱们自己做的相关研究成果,可以向我们展示的呢?

  是的,目前在河南地区拥有EIT监测技术的,只有我们省人民医院呼吸ICU,是处于领先地位的。在17年至18年期间,我们对EIT在呼吸系统疾病中的临床应用做了综述报告,并进行一项临床研究,是利用EIT技术观察老年卒中相关性肺炎行床旁支气管镜治疗后肺通气情况,并观察潮气量、动态肺顺应性的变化,结果我们发现,定期行床旁气管镜治疗的实验组患者,肺部潮气量及顺应性都得到了显著改善,有利于早期脱机拔管及减少重症监护室住院时间。下面呢,我们通过一张图片就可以直观的了解到经气管镜治疗后,患者肺通气改善情况。

  可以看到,上面实验组是定期行床旁气管镜治疗的患者,他们背部第四区域的通气情况,是较对照组明显改善的,从侧面反映出,气管镜治疗的重要性,通过EIT的监测,可以直观,便捷,有效的反映治疗效果,可以作为雾化吸痰、支气管肺泡灌洗等疗效评价的指标。

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