本文作者为南华大学附属第一医院麻醉科王宜衡 赵思霞 胡啸玲*，本文已发表在《麻醉学大查房》上。
摘要
综述目的
电阻抗成像（electrical impedance tomography，EIT）是一种无创、以模拟人体内部电阻率分布为目标、重建体内组织图像的医学成像技术。
综述方法
对近期与肺部生物EIT技术相关的文献进行检索与回顾，总结肺部生物EIT技术在围术期的应用进展。
最新进展
EIT技术主要用于肺功能监测，这是因为肺的电阻抗较高。肺部生物EIT技术在围术期的应用还包括识别肺血栓栓塞，指导急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征期间的机械通气，发现肺大泡与意外气胸等肺部疾患，以及评估血管外肺水情况等。
总结
EIT的临床应用研究尚处于动物实验阶段，应用于临床实际的EIT还很少。
引言
肺功能监测是围术期呼吸功能监测的重要内容之一，也是识别和发现手术麻醉期间呼吸、循环并发症的主要手段。传统以肺量计为代表的各种肺功能仪和自带肺功能监测程序的麻醉机、呼吸机等，已难以满足肺功能研究与临床应用发展的要求。目前，在临床上，肺血管造影、静脉注射同位素或其标记物行肺扫描的方法，可较好地反映肺循环与血流状况，而其他方法（血氧饱和度、呼吸末二氧化碳含量和肺力学指标等）均为通过测定呼吸气体间接推断全肺功能状况。这些方法通常有创、辐射性强、价格昂贵，且难以区分肺脏不同部位的区域性肺功能状态，更不能提取直接反映肺内血液气体交换情况的信息，因而难以有效地评价肺脏的功能状态，更无法探查呼吸、循环系统疾病的区域性早期功能变化。这在一定程度上延误了围术期肺不张、肺血栓栓塞、急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等并发症的诊断和治疗。
电阻抗成像（electrical impedance tomography，EIT）是一种无创、以模拟人体内部电阻率分布为目标、重建体内组织图像的医学成像技术。通过配置于人体体表的电极系统，提取与人体生理、病理状态相关的组织或器官的电特性信息，进而提供反映组织、器官功能状态及其变化规律的图像结果[1]。EIT简便、无创、无辐射，可连续监测肺区域性血流分布，有效反映肺内血气交换情况，兼具功能成像、无损伤和医学图像监护三大突出优势，其代表着未来医学成像技术的一个新方向[1-3]。
电阻抗成像的生物学原理
电阻抗成像系统架构
肺部电阻抗成像仿真
肺部电阻抗成像在围术期的应用
识别肺血栓栓塞
肺血栓栓塞是指血凝块突然堵塞肺动脉，导致相应肺实质血液供应受阻，患者往往因为肺栓塞伴或不伴肺梗死未被及时发现而猝死。
目前，临床上最为重要的检查方法包括肺部螺旋计算机体层摄影（CT）、放射性核素肺灌注扫描、肺动脉造影和磁共振成像技术
。磁共振血管造影术（MRA）有助于中心肺动脉血管栓子成像，螺旋CT 成像提高了栓子检测的敏感度。然而，在检测肺动脉栓子和介入取栓方面，MRA或CT都不能替代血管造影术。放射性核素肺灌注扫描是，先让患者吸进带有放射性的气体，以此来检测肺部的通气状况；再将不透明的放射性染料等注入血管，以此观测肺部血流图像；最后将肺部血流图与肺部气体流向图加以比较，气体可以通过但血流通不过的区域为梗塞区域[8]。然而，
更为简单地定位梗塞区域的方法则是EIT技术。因为气体、固体组织（血栓块）和液体（血液）电特性的差别很大，所以可使用EIT技术对肺部进行电导率和电容率连续成像，勾勒出随时间变化的电阻分布特性图，从而显示出梗塞区域[9,10]。与现有技术相比，通过EIT诊断梗塞区域具有许多明显优点：使患者免于暴露在X射线或放射性材料下；无创、成本相对较低，可实现连续动态监护
。
指导ALI和ARDS期间的机械通气
在急性呼吸衰竭的治疗中，机械通气是一个基本的救治生命的方法。在机械通气中发生不均匀通气仍然是一个备受关注的问题。由于肺水肿和表面活化物质的损耗，ALI和ARDS患者的通气是不均匀的。机械通气期间，邻近肺区的周期性塌陷和过度膨胀产生高的局部剪应力，进而导致呼吸机相关性肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）[11]。在美国，ALI和ARDS的发病率为0.2%~15%[12,13] ，死亡率高达27%~40% [14]。若ARDS患者严重的低氧血症未被认识和治疗，90%的患者可发生心脏功能停止。ALI和ARDS已成为影响手术患者转归、预后及导致重症监护治疗病房（ICU）滞留时间延长的重要因素。
近年来针对ARDS提出“保护性肺通气”理念，即小潮气量通气、适当的呼气末正压（positive end-expiratory pressure，PEEP）通气、间歇性的肺复张（recruitmentmaneuvers，RM）以消除肺泡塌陷等措施[15]。目前，尽管这些措施的意义和好处仍存在争议，但无疑ARDS的治疗应该更为细化，即个性化，以满足不同患者的需求。
对ARDS患者进行个性化保护性通气期间，需持续进行床旁肺部参数监测，并及时处理肺部状态变化。动脉血气分析、压力-容量曲线的记录和肺体积描记图均可用于追踪通气的分布和指导呼吸机参数的调节，但这些技术均仅能反映总的肺功能，可能不会提示局部异常。影像学技术，如核磁共振、CT可提供较好的肺不均匀性分布的信息，但这些技术缺乏动态特征和床旁监测能力。胸部X线可显示肺分布，但X线所示改变通常滞后于功能改变，且X线显示急性肺水肿时，严重低氧血症已出现。相比之下，床旁EIT则可即时反映整体及局部肺容积变化，进而直观快速反映肺复张效果，指导肺复张的实施[16]。
越来越多的证据表明，EIT在指导监测肺复张中具有重要作用
[17]。Luepschen等[18]和Kunst等[19]对模拟ALI的实验猪进行研究，应用EIT评估PEEP水平改变和RM所致的不同肺部状态的潜能，发现总阻抗与平均肺密度、潮气量及其变化均高度线性相关。相较于传统的胸部CT图像，通过EIT成像能够更好地识别肺部动态变化，更好地评估区域性肺扩张与肺萎陷。Blankman等[20]研究分析心脏手术后的ARDS患者，发现可通过EIT成像的某些参数很好地调节PEEP值。因此，
通过EIT可实现最优化PEEP设定和自动肺复张，EIT在个性化保护通气策略的实施中具有重要作用
。
指导单肺通气期间的肺复张
胸科手术期间，为预防低氧血症和术后肺不张的发生，根据需要常进行手法肺复张。目前，关于EIT指导单肺通气的报告并不多。Pulletz等[21]对10例择期胸科手术的成年患者进行研究，在术前行双肺通气（潮气量800 mL）及左、右肺的单独通气（潮气量500 mL），结果表明双肺通气期间左、右两肺的胸部阻抗差异无显著统计学意义；左、右肺单独通气期间肺通气测量所获得的胸部阻抗值分别为 3.4±4.1%和 12.4±6.9%。这项研究表明，EIT能够提供真实单肺通气期间的全肺、分隔肺、及非分隔肺的肺扩张和阻抗变化情况，故可通过EIT更好地评估肺隔离和萎陷肺肺复张的效果。
