Cardiografia de impedanţă

Principiul metodei bioimpedanţei electrice toracice (BET) constă în studiul variaţiilor impedanţei

toracice (IT) considerând că proprietăţle electrice ale toracelui se datorează în mod esenţial

conţinutului acestuia în particule încărcate electric (în principal ioni Na+ şi Cl-).

În consecinţă, aceste variaţii ale proprietăţilor electrice ale toracelui sunt provocate de către

variaţiile volumului toracic produs de modificările volumului cardiac (pulsatile în cadrul ciclului

cardiac).

La baza aplicării BET (pentru determinarea parametrilor hemodinamici) stă faptul că ţesuturile

biologice, cum ar fi muşchiul, osul, grăsimea şi sângele, au proprietăţi electrice diferite. Dintre

toate acestea sângele are conductivitatea electrică cea mai mare. Deoarece fluxul sângelui

arterial este pulsatil, iar pereţii arterelor sunt elastici, modificările pulsatile privind volumul

sanguin vor apărea la sistemul arterial toracic, predominant la nivelul aortei, datorită funcţiei

ventriculului stâng. Modificările volumului sanguin determină modificări ale impedanţei toracice.

Cardiograful de impedanţă din figura de mai jos include un sistem standard tetrapolar de

electrozi. Acesta constă din patru electrozi tip bandă, dintre care doi la nivelul gâtului, iar doi la

nivelul liniei axilare.

O sursă de curent constant (valoarea efectivă) furnizează un semnal sinusoidal de 100 kHz

electrozilor amplasaţi cel mai exterior (1 şi 4). Aceasă frecvenţă este deasupra frecvenţei de

12.5 kHz (frecvenţa de prag superioară pentru stimularea de ţesut), şi, de asemenea, reduce

impedanţa piele/ electrod, precum şi modificările nedorite datorită deplasărilor relative.

Odată cu aplicarea unui curent electrozilor exteriori, variaţiile de tensiune măsurate la nivelul

electrozilor exteriori (2 şi 3) reflectă modificările impedanţei toracice. Acest semnal este

amplificat şi apoi aplicat unui circuit linear de detecţie pentru obţinerea impedanţei toracice de

referinţă (Z0) şi a parametrului Z(t). Semnalul Z(t) este ulterior aplicat unui circuit de

diferenţiere, pentru a obţine dZ/dt – modificarea impedanţei toracice pe unitatea de timp.

Deoarece sângele reprezintă conductorul electric major în cadrul toracelui, iar influenţa directă

a inimii pulsatile asupra lui Z este foarte mică, modificările de impedanţă (Z) observate la nivelul

pieptului sunt datorate răspândirii sângelui în vasele majore.

În plus, s-a demonstrat că modificările de volum sunt proporţionale cu modificările de

impedanţă.

Volumul de ejecţie este estimat utilizând formula:

max20

2

dt

dZ

Z

TEVSLVev

în care:

Vev = volumul de ejecţie ventriculară (ml);

= rezistivitatea sângelui la 100 kHz (cm, presupusă constantă la valoarea de 150 cm);

L = distanţa medie între electrozii interni (cm);

Z0 = impedanţa transtoracică medie de referinţă ();

(dZ/dt)max = cea mai mare dintre valorile lui dZ/dt pe durata unui ciclu cardiac (/s)

TEVS = timpul de ejecţie la nivelul ventriculului stâng (s).

Tehnica impedanţei are mai multe avantaje: este complet noninvazivă şi, deci, nu necesită

străpungerea pielii; este sigură, provoacă disconfort minim, este compactă şi portabilă,

permiţând transportul facil spre patul pacientului. Costul este mai redus decât al altor

instrumente de diagnostic cardiac, fiind relativ simplu de utilizat, necesitând numai un tehnician

instruit. Procedeul măsoară volumul de ejecţie sistolică pe baza metodei bătaie-cu-bătaie.

Un dezavantaj al cardiografiei de impedanţă este obţinerea de erori în prezenţa şunturilor

cardiopulmonare, sau în cazul insuficienţei valvulare.