Experimentelle und klinische Untersuchung der elektrischen Impedanztomographie zur regionalen Lungenfunktionsprüfung beatmeter Patienten
Experimental and clinical investigation of Electrical Impedance Tomography for regional lung function studies in mechanical ventilated patients
by José-Maria Hinz
Date of Examination:2007-01-29
Date of issue:2007-02-21
Advisor:Prof. Dr. Michael Quintel
Referee:Prof. Dr. Gabriele Nöldge-Schomburg
Referee:Prof. Dr. Ralf Kuhlen
Referee:Prof. Dr. Jens Scholz
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Format:PDF
Description:Habilitation
Abstract
English
Atelectasis are typical in patients with acute lung injury and intrapulmonary shunt is correlated with the amount of these atelectasis. The goal of each mechanical ventilation is to prevent and to recruit atelectasis and to avoid regional lung hyperinflation. An x-ray free method is desirable to monitor these effects continuously at the bedside. Electrical impedance Tomography (EIT) offers the possibility monitor these regional lung functions. However, a comparison of EIT with clinical methods of regional lung function studies (computer tomogram, ventilation scintigraphy, open circuit nitrogen wash-out) is missing until yet. The aim of this study was the comparison of EIT with these techniques. We found a good agreement of EIT in accordance to computer tomogram, ventilation scintigraphy and open circuit nitrogen wash-out. This study promotes the use of EIT in regional lung function studies in mechanical ventilated patients.
Keywords: Acute lung injury; Electrical Impedance Tomography
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Großflächige dorso-basale Atelektasen sind beim akutem Lungenversagen typischerweise nachweisbar und der intra-pulmonale Rechts-Links-Shunt korreliert mit der Größe der Atelektasen. Das Ziel jeder Beatmung muss daher sein, die Entstehung von Atelektasen zu verhindern, bereits vorhandene Atelektasen wieder zu eröffnen und eine Lungenüberdehnung zu vermeiden. Eine strahlungsfreie Methode ist wünschenswert, um diese Veränderungen des Lungenversagens kontinuierliche, bettseitig zu überwachen. Die elektrische Impedanztomographie (EIT) bietet die Möglichkeit diese regionalen Lungenfunktion zu überwachen. Die Überprüfung der EIT mit einem klinisch etablierten Verfahren der Luftgehalts- und Ventilationsmessung fehlt jedoch bis heute. Das Ziel dieser Habilitationsarbeit war deshalb der Vergleich der EIT mit klinisch etablierten Verfahren der globalen und regionalen Lungenvolumen- und Ventilationsmessung (CT, Ventilationsszintigraphie und offener Stickstoffauswaschvorgang). Desweiteren sollte ein Verfahren entwickelt werden, dass die bettseitige Überwachung der regionalen Ventilation ermöglicht. Zusätzlich sollte bettseitige die kontinuierliche Messung der regionalen Atemmechanik durch regionale Druck-Volumen-Kurven ermöglicht werden.Wir fanden eine ausreichend Übereinstimmung der EIT mit klinischen Methoden der globalen und regionalen Luftgehaltsmessung. Wir führten basierend auf diesen Ergebnissen Parameter ein, die bettseitig, kontinuierlich und strahlungsfrei die regionale Ventilation und deren Atemmechanik überwachen. Dank der verbesserten EIT-Geräte und verbesserter Datenauswertungsmöglichkeiten wird eine deutliche Zunahme der Verwendung der EIT für zurzeit zumeist wissenschaftliche Fragestellungen beobachtet. Zum Einsatz der EIT in der klinischen Routine ist jedoch die Entwicklung standardisierter Auswertealgorithmen und Fehlerdiagnosen nötig. Diese Habilitationsarbeit unterstützt den zukünftigen Einsatz der EIT bei mechanisch beatmeten Patienten zur kontinuierlichen und bettseitigen Überwachung der regionalen Lungenfunktion.
Schlagwörter: Lungenversagen; Elektrische Impedanztomographie