Forschungskooperation: Der Blick in die Lunge mit elektrischem Strom

Erstautor Florian Thürk (links) beim Testen des Elektrodengurts. (Foto: Darja Österle)

Lungengurt

Ein neues bildgebendes Verfahren, die elektrische Impedanz-Tomographie (EIT), soll bald wichtige Körperfunktionen überwachen. In einer Kooperatition der TU Wien, der Med Uni Wien und der Vetmeduni Vienna wurde diese Technik nun einen wichtigen Schritt weitergebracht.

Bei der elektrischen Impedanz-Tomographie schickt man mit einer großen Zahl von Elektroden hochfrequente Ströme durch den Körper. Diese Ströme sind so schwach, dass man sie nicht spürt. Trotzdem kann auf den elektrischen Widerstand des Körpers rückgerechnet und auf Vorgänge im Körperinneren geschlossen werden. So kann zum Beispiel die Lungenfunktion künstlich beatmeter Personen kontinuierlich erfasst werden.

Allerdings gibt es derzeit noch keine einheitliche Methode für die Umrechnung der Messdaten in verlässliche Bilder. In einem Projekt der TU Wien, der Medizinischen Universität Wien und der Veterinärmedizinischen Universität Wien konnte man nun zeigen, dass sich die Ergebnisqualität drastisch steigern lässt, wenn man das Auswertungsverfahren für jede einzelne Person individuell maßschneidert. So könnte die EIT auf Intensivstationen bald wertvolle Dienste leisten. Die Forschungsergebnisse wurden nun im Journal PLOS One veröffentlicht.

Kontinuierliche Überwachung der Lungenfunktion dank individualisierter Auswertung möglich

Künstliche Beatmung kann die Lunge stark belasten und zu Schäden führen, wenn sie nicht genau auf die Patientenbedürfnisse abgestimmt wird.  Wünschenswert wäre in diesem Fall eine kontinuierliche Überwachung der Lungenfunktion direkt am Intensivbett ohne Nebenwirkungen, statt PatientInnen etwa dem Transport und erhöhter Strahlenbelastung bei der Computertomographie auszusetzen. Die Überwachung der Lungenfunktion von Intensivpatienten könnte somit ein Anwendungsgebiet von EIT sein. Der Einsatz scheiterte aber bislang an einer fehlenden Standardmethode für die Umwandlung der Messergebnisse in medizinische Daten. Verschiedene Impedanz- oder Wechselstromwiderstands-Verteilungen im Inneren des Körpers führen etwa zu identischen Messergebnissen und erschweren damit die Ermittlung der richtigen Verteilung.

Das Projektteam fand nun jedoch heraus, dass eine individualisierte Auswertemethode, wenn man das Berechnungsmodell zusätzlich mit hochauflösenden CT-Bildern, also individuell vermessenen Parametern „füttert“ viel genauere Ergebnisse liefert als bislang möglich. Mit weiteren Verbesserungen und klinischen Tests soll EIT so zukünftig zu einer neuen Standardmethode in der Intensivmedizin werden.

ExpertInnen der Vetmeduni Vienna führten erfolgreiche Versuchsreihe durch

Der erfolgreiche Test der Technik, bei dem CT-Bilder und EIT-Ergebnisse sehr gut übereinstimmten, gelang bei Versuchen mit Schweinen, ExpertInnen der Vetmeduni Vienna, die an der Planung und experimentellen Umsetzung beteiligt waren, koordinierten dabei die Versuchsreihe. Auch wenn die Technik vorrangig für die Humanmedizin entwickelt wird, ist die Idee laut Co-Autorin Dr. Christina Braun von der Klinischen Abteilung für Anästhesiologie und perioperative Intensivmedizin auch für die Veterinärmedizin umsetzbar und interessant. Allerdings muss dafür mit Annäherungen gearbeitet werden, also mit Modellen, die dem jeweiligen Tier entsprechen, da aus technischen und logistischen Gründen nicht jedes Tier standardmäßig im CT untersucht werden kann.

Der Artikel "Effects of individualized electrical impedance tomography and image reconstruction settings upon the assessment of regional ventilation distribution: Comparison to 4-dimensional computed tomography in a porcine model" von Thürk F, Boehme S, Mudrak D, Kampusch S, Wielandner A, Prosch H, Braun C, et al. wurde im Journal PLOS ONE veröffentlicht. [Link 1]

Quelle: Pressemeldung TU-Wien, Florian Aigner

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Ergänzende Information

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