Multikanálová celotělová impedanční pletysmografie

Multikanálová celotělová impedanční pletysmografie (MPM – Multichannel Pulsewave Monitor) představuje původní technologické řešení pro neinvazivní vyšetření vlastností cévního systému.

Technologie MPM byla navržena a realizována v Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v. v. i., ve spolupráci s Fakultní nemocnicí u sv. Anny v Brně s finanční podporou evropského projektu PRECEDENCE CZ.1.05/3.1.00/13.0292.

Co MPM vlastně měří?

MPM měří změny impedance v jednotlivých částech těla. Využívá přitom tří nezávislých zdrojů podprahového a zcela bezpečného proudu na různých frekvencích. Toto ojedinělé řešení umožňuje velmi citlivě mapovat impedanci lidského těla až na 18 místech bez interferencí a zkreslení. Na obr. 1 je schematicky vyznačené rozmístění měřicích elektrod.

Protože proud o frekvenci 50 až 100 kHz si nachází cestu především přes krevní řečiště, mění se měřená impedance se změnou objemu krve v cévách. Změna impedance zahrnuje dvě složky,

(1) periodickou, které je vyvolaná jednotlivými srdečními stahy a

(2) pomalejší neperiodickou, způsobenou změnami rozložení krve v těle v důsledku různých excitací. MPM tak poskytuje informaci o distribuci krve v končetinách, trupu a krku a současně umožňuje měření rychlosti šíření tlakové vlny v arteriálním systému.

Rychlost šíření tlakové vlny je důležitým parametrem pro hodnocení stavu arteriálního systému. U starších nebo nepružných a sklerotických arterií je rychlost šíření tlakové vlny výrazně vyšší. Hodnotu rychlosti tlakové vlny ovlivňuje zejména kouření, nadváha, dlouhodobě vysoký krevní tlak či diabetes.

V čem je MPM výjimečný:

Od běžných diagnostických přístrojů se MPM liší především tím, že v současné době jako jediný přístroj umožňuje neinvazivně mapovat distribuci krve a vlastnosti cév ve všech současně měřených místech, například v hrudníku, v obou horních a dolních končetinách nebo na krku.

To ale není všechno. MPM dokáže měřit i při různých stresových a zátěžových stavech, jako jsou ergometrie, změny polohy těla nebo mentální stres. Právě změny krevní cirkulace při těchto stavech jsou zásadní pro přesnou a citlivou diagnostiku.

MPM je vybaven moderním interaktivním a intuitivním ovládáním s výkonnou výpočetní jednotkou využívající paralelní výpočty. Velkoplošná dotyková obrazovka poskytuje maximální komfort při nastavení měření, sledování jeho průběhu a vyhodnocení v reálném čase. Komfort ovládání je podpořen velkými možnostmi v diagnostických výstupech, například samostatné vyhodnocení různých fází měření a částí těla s přehlednou grafickou interpretací výsledku.

Technologické řešení MPM představuje špičku v lékařských přístrojích. MPM je navržen jak pro elektromagneticky čisté prostory, nutné například pro měření velmi slabých biologických signálů, tak pro široké využití v různých lékařských i nelékařských zařízeních. Plně automatické měření lze v reálném čase sledovat a vyhodnocovat i na vzdálených pracovištích kdekoliv na světě.

Jak se dá MPM využít?

Především k rychlé a neinvazivní diagnostice pružnosti, a tedy stáří tepenného sytému. Například silný padesátiletý kuřák bude mít s největší pravděpodobností výrazně sníženou pružnost tepen a jejich stáří bude odpovídat mnohem vyššímu věku. Nicméně záleží i na genetických předpokladech a dalších vlivech, takže rizika jsou individuální.

Uvažme výsledek jednoduchého testu: Zajímá nás stav tepen v dolních končetinách, protože ty nejlépe odráží patologické změny arteriálního systému. Měříme 5 minut vleže a 5 minut při naklonění těla pod úhlem 75 stupňů. Při naklonění nebo stoji se krev nahromadí v dolních končetinách. Naroste hydrostatický tlak, tepny se roztáhnou a ztratí pružnost. Tím výrazně naroste rychlost šíření tlakové vlny. Tento nárůst proti vodorovné poloze je u zdravých tepen téměř dvojnásobný. U kuřáka se ale rychlost změní mnohem méně, třeba jen o 10 až 20 procent. Menší rozdíl znamená, že i ve vodorovné poloze byly tepny dolních končetin ztuhlé s vysokou rychlostí šíření tlakové vlny. Již samotný pokles o 20 procent a méně je výrazným varováním a doporučením k okamžité změně životního stylu. Velkou výhodou takového testu je vyhodnocení relativní změny, které eliminuje možné nepřesnosti ve stanovení absolutní rychlosti tlakové vlny. Ty mohou být způsobené například kolísáním krevního tlaku.

MPM technologie tak jednoduchým testem srovná pružnost a průchodnost tepen v dolních končetinách v lehu a stoji a podle rozdílů stanoví odpovídající stáří a rizika. Stejně tak dokáže citlivě posoudit následný pozitivní vliv změny životního stylu.

MPM technologie je tedy vhodná jak pro klinické zhodnocení stavu a rizik arteriálního systému, tak i pro jednoduché a levné preventivní a informativní vyšetření.

Otevřená koncepce MPM a dostupnost dat v původní měřené kvalitě umožňuje využít technologii i pro výzkumné a experimentální účely na univerzitách a akademických pracovištích.

Technologické zázemí

MPM je jeden z projektů, který je realizován v ÚPT společně s Fakultní nemocnicí u sv. Anny v Brně. Dlouhodobá mezioborová spolupráce technických a lékařských týmů má za cíl vývoj původních technologií a diagnostických metod, které přináší novou informaci a umožňují jak základní výzkum vlastností lidského organismu, tak efektivní klinickou diagnostiku. K dalším zajímavým projektům patří například vysokofrekvenční EKG pro přesnou identifikaci srdeční asynchronie, stratifikace rizika náhlé srdeční smrti z dynamických vlastností repolarizace srdečního svalu nebo analýza signálů z vnořených mozkových elektrod při léčbě epilepsie.