Vyhodnocování nehomogenity umělé plicní ventilace pomocí EIT

Abstract

Systém elektrické impedanční tomografie (EIT) je přístroj pro neinvazivní a kontinuální monitorování plicní ventilace a perfúze. Naměřená EIT data lze velmi těžko interpretovat, ale stále se objevují nové přístupy a metody jejich zpracování. Tato práce je rozdělena na dva hlavní cíle. Prvním cílem je navrhnout a implementovat algoritmy pro hodnocení změn regionální plicní ventilace. Dále pak otestovat sestavené algoritmy na EIT datech pacientů. Součásti prvního cíle je taktéž určit, zda-li jsou stanovené parametry regionální plicní ventilace ovlivněny změnou hodnoty baseline snímku. Druhý cíl této práce je zjistit, jakým způsobem může manuální změna baseline snímku EIT souboru ovlivnit rekonstruovanou křivku změn relativní impedance. Byly implementovány algoritmy pro výpočet změn regionální plicní ventilace, které byly následně otestovány na EIT datech pacientů. Výsledky ukázaly statisticky i klinicky významné rozdíly vypočtených hodnot všech studovaných parametrů mezi EIT datovými soubory s rozdílnou hodnotou baseline snímku. Výsledky dále ukázaly, že manuální změny hodnoty baseline EIT souboru silně ovlivňují křivku změn relativní impedance a hodnotu relativní impedance variačního snímku. Z tohoto důvodu je potřeba zvážit, jestli je manuální změna baseline snímku opravdu nezbytná.

Electrical impedance tomography (EIT) is a device for non-invasive and continous monitoring of the lung ventilation and perfusion. It is very difficult to interpret EIT data measurements but new approaches and methods for their evaluation have been developed. There are two main objectives for this work. First, to design and implement algorithms for evaluation of inhomogeneity of the regional lung ventilation. Then, to test the algorithms with the patient's EIT dataset. First aim also includes to determine if the parameters of regional lung ventilation are affected by differences of baseline frame setting. Secondaly, to determine how the baseline frame setting of the EIT dataset might affect the reconstructed changes of relative impedance waveform. The algorithms for calculation of paramaters that describe the inhomogeneity of the regional lung ventilation were implemented and patient's EIT dataset were evaluated. The results showed that there are statistically and clinically significant differences in evaluated values of all studied parameters when the baseline frame of the EIT dataset was set manually. Then, results showed that changes of the baseline EIT datasets can strongly affect relative impedance waveform and the value of relative impedance of the tidal variation image. Therefore, it is essential to consider whether the changing of values of the baseline frame is truly necessary.