Elektriline bioimpedants

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search

Elektriline bioimpedants on bioloogilise objekti kui elektrilise kaksklemmi impedants.

Bioloogiliste objektide elektriline impedants Ż on sagedusest sõltuv. Seda sagedussõltuvust (funktsiooni Ż(f)) nimetatakse ka impedants-spektriks.

Elektrilise bioimpedantsi sagedussõltuvuse lähendust elektriliste elementide (tavaliselt ainult takistuse R ja mahtuvuse C) abil nimetatakse bioloogilise objekti aseskeemiks. Lihtsaimad aseskeemid (paralleelne või järjestikune) ei kehti kuigi laias sagedusalas. Kolme-elemendilise aseskeemiga on saadavad tulemused paremad, näiteks üksiku raku elektrilise mudelina, kuid tihti on vaja palju suurema arvu elementidega aseskeemi, eriti siis, kui on vaja, et aseskeem kehtiks üle mitme dekaadi ulatuvas sagedusalas mõneprotsendise täpsusega impedantsi mooduli ja mõnekraadise täpsusega faasi lähendamise osas.

Elektrilise bioimpedantsi sagedussõltuvuse puhul räägitakse paralleelse RC-aseskeemi korral mahtuvuse C puhul bioloogilise objekti dielektrilise läbitavuse ε dispersiooni vahemikest ehk dispersioonidest (α-, β- γ- ja δ-dispersioonist)[1]. Need on seostatavad bioloogilise objekti omadustega (rakuline struktuur, kuju, jms.) ja teiselt poolt aseskeemi elementide parameetrite väärtustega. Lihtsaima aseskeemi korral vastab aseskeemis üks takistus igale dispersioonivahemikule ja üks mahtuvus igale dipersioonide vahelisele (horisontaalsele) lõigule. Kokku on aseskeem seega 8-elemendiline. Sellise lähenduse täpsus võib erinevate bioloogiliste objektide korral olla väga erinev. Reeglina saavutatakse Ż(f) mooduli (Z(f)) osas rahuldav (mõneprotsendine) täpsus küllalt laias sagedusalas, kuid faasi osas jääb täpsus väikeseks (faasisageduskarakteristiku viga võib ulatuda kümnete kraadideni, seda eriti lähenduse sagedusala piiridel).

Elektriline aseskeem muutub oluliselt keerukamaks, kui soovitakse, et selle konkreetsed elemendid või osad vastaksid objekti mingitele konkreetsetele bioloogilistele osadele (nahk, rasvakiht, lihas, luu, veresoon, organ, kehaosa).

Bioloogilise objekti elektrilise bioimpedantsi mõõtmise tulemuste teatud kogumi põhjal saab moodustada objekti impedantstomograafilise pildi. Selle eraldusvõime ei ole suur, kuid erinevalt teistest meditsiinilise kuvamise meetoditest on elektrilise bioimpedantsi mõõtmisel põhinev meetod tunduvalt ohutum. Seetõttu on impedantstomograafiat proovitud kasutada näiteks mammograafias.

Elektrilist impedantstomograafiat (EIT) saab teostada kontaktivabalt. Sel juhul kasutatakse mitte elektroode, vaid induktiivpoole, ja mõõtetulemus kujuneb bioloogilises objektis tekkivate pöörisvoolude (Foucault' voolude) mõjul. Samal põhimõttel toimub ka Foucault' kardiograafia.

Elektrilise bioimpedantsi mõõtmist saab kasutada meditsiinilise diagnostika jaoks, kuna impedantsi muutused kajastavad teataval viisil muutusi objekti sees (kudedes ja/või organites), näiteks tursete või verevarustuse häirete korral.

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Schwan, Herman P. (1999). The Practical Success of Impedance Techniques from an Historical Perspective. Annals of the New York Academy of Sciences, 873(1), 1–12. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1999.tb09443.x

Vaadake ka neid[muuda | muuda lähteteksti]

Bioelectrical impedance analysis
Dielectric spectroscopy
Journal of Electrical Bioimpedance
Electrical Impedance Tomography (EIT)