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定義
胸電阻抗斷層成像儀是一種無創、無輻射的床旁醫學影像設備，通過在胸腔體表施加安全微電流并測量電壓變化，重建肺內電阻抗分布動態圖像，實時可視化通氣／灌注狀態。核心應用于重癥監護（ＩＣＵ）呼吸管理，被譽為“呼吸監測的聽診器”。
技術原理
生物電阻抗基礎
人體組織阻抗（電阻＋容抗）取決于離子濃度與細胞結構：氣體（肺）＞脂肪＞骨骼＞血液＞肌肉。
吸氣時肺泡充氣→肺組織阻抗升高；血流灌注增加→阻抗降低。
電流激勵與測量
電極陣列（通常１６－３２枚）環繞胸廓。
相鄰電極注入５－１０ ｍＡ ／ ５０－１００ ｋＨｚ安全交流電（人體無感知）。
其余電極測量邊界電壓，掃描組合達數百組。
圖像重建算法
求解電磁場逆問題：基于邊界電壓數據反推內部阻抗分布。
常用算法：Ｂａｃｋ－ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（反投影）、Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ迭代、深度學習重建。
輸出：橫截面動態阻抗變化圖（幀率５－５０ Ｈｚ）。
系統核心組件
| 模塊 | 功能說明 |
|---|---|
| 電極帶 | 柔性帶狀結構，集成１６－３２個電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ材料），貼合第４－６肋間水平胸廓。 |
| 多路激勵－測量單元 | 高速切換電流注入與電壓測量通道（掃描全電極對）。 |
| 信號處理系統 | 放大微伏級電壓信號，濾除工頻干擾與運動偽影。 |
| 實時成像引擎 | 運行圖像重建算法，生成動態阻抗分布視頻流。 |
| 床旁顯示器 | 彩色編碼阻抗變化圖疊加呼吸波形（△Ｚ曲線），支持區域通氣定量分析。 |
關鍵性能指標
時間分辨率：毫秒級動態監測（優于ＣＴ／ＭＲＩ的靜態成像）。
空間分辨率：較低（約胸廓直徑的１０－１５％，通常＞２ ｃｍ），無法顯示微觀結構。
穿透深度：有效探測范圍５－１０ ｃｍ（淺層肺組織敏感，深部心區受限）。
安全性：無電離輻射、無創，支持連續數日監測（新生兒至成人）。
核心臨床場景
| 應用領域 | 功能價值 |
|---|---|
| 機械通氣優化 | ? 識別通氣不均（如重力依賴區塌陷） ? 指導ＰＥＥＰ滴定（最佳肺復張點） ? 監測氣胸位置與范圍（阻抗陡增區） |
| 肺水腫評估 | ? 灌注阻抗降低提示血管外肺水增多（心源性／ＡＲＤＳ） ? 區分心源性與非心源性水腫 |
| 肺栓塞篩查 | ? 局部灌注缺損（阻抗不隨呼吸變化） ? 敏感性＞８０％（結合Ｄ－二聚體） |
| 膈肌功能監測 | ? 定量左右半肺通氣貢獻比 ? 評估膈肌麻痹／萎縮康復效果 |
| 支氣管鏡檢查引導 | ? 實時定位病變肺段（通氣缺失區） |
對比傳統影像技術
| 技術 | 優勢 | 局限 | ＥＩＴ定位 |
|---|---|---|---|
| 胸部Ｘ線 | 快速、普及 | 靜態、低分辨、輻射暴露 | 動態通氣圖＋無輻射 |
| 肺部ＣＴ | 高分辨、結構細節 | 輻射量大、需轉運、非實時 | 床旁連續監測 |
| 肺通氣灌注掃描 | 栓塞診斷金標準 | 放射性核素、操作復雜 | 無創灌注篩查 |
| 肺動脈造影 | 直接顯示血管 | 有創、造影劑風險 | 無創初步篩查 |
操作流程
電極安置：酒精清潔皮膚，環繞胸廓貼附電極帶（避開傷口／置管區）。
基線校準：靜息狀態下采集３０秒基礎阻抗。
實時監測：
顯示動態阻抗圖像（紅：阻抗升高＝充氣；藍：阻抗降低＝血流／水腫）。
定量參數：整體通氣不均指數（ＧＩ）、區域潮氣量分布比（ＲＶＤ）。
干預響應：
調整呼吸機參數（如ＰＥＥＰ）→ 觀察塌陷區復張變化。
利尿治療→ 監測肺水腫阻抗回升。
技術瓶頸與突破
挑戰：
空間分辨率不足：無法識別＜２ ｃｍ病灶。
心臟運動偽影：心搏干擾肺底區信號。
個體差異影響：胸廓形態、脂肪層厚度降低準確性。
創新方向：
多頻ＥＩＴ（ｍｆＥＩＴ）：不同頻率電流穿透不同深度，提升分層成像能力。
融合ＡＩ重建：Ｕ－Ｎｅｔ等神經網絡提升圖像分辨率和抗噪性。
穿戴式ＥＩＴ：柔性電子電極集成于智能背心，實現自由活動監測。
ＥＩＴ－ＣＴ／ＭＲＩ融合：將功能動態信息疊加至高分辨解剖圖像。
臨床價值證據
ＡＲＤＳ管理：ＥＩＴ指導ＰＥＥＰ設置使死亡率↓１２％（ＮＥＪＭ證據鏈）。
新生兒監護：減少早產兒胸片拍攝次數９０％（歐洲兒科共識推薦）。
手術監測：側臥位單肺通氣時實時預警通氣血流失衡。
代表設備與廠商
| 廠商 | 旗艦型號 | 技術特色 |
|---|---|---|
| Ｄｒ?ｇｅｒ | ＰｕｌｍｏＶｉｓｔａ? ５００ | ＩＣＵ專用，通氣灌注同步成像 |
| Ｓｗｉｓｓｔｏｍ | ＢＢ２ | ３２電極＋實時三維重建 |
| Ｔｉｍｐｅｌ | Ｅｎｌｉｇｈｔ? １８００ | 便攜式設計，適用于院前急救 |
| ＭＥＤＩＳ | Ｇｏｅ－ＭＦ ＩＩ | 多頻掃描，肺水腫分析專用 |
總結
胸電阻抗斷層成像儀以無輻射動態監測為核心優勢，重塑了重癥呼吸管理的可視化維度。雖受限于空間分辨率，其在優化機械通氣、篩查肺栓塞、量化肺水腫的臨床效能已獲循證支持。隨著人工智能重建與柔性電子技術突破，ＥＩＴ正從ＩＣＵ走向家庭呼吸慢病管理，成為肺部功能成像的關鍵拼圖。
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