Электрическоеинтерстициальноесканирование (EIS) и Анализ Электрического Диспергирования (EDA)


Показания К Применению


Система QBioscan– это неинвазивный интерпретатор биосопротивления, предназначенный для обследования и отбора, и обеспечивающий оценки для:

• Общей композиции тела для возрастной группы от 10 до 80 лет для лиц с низкой активностью и для возрастной группы от 16 до 60 лет с высокой активностью.
• Интерстициальных биохимических значений. Возрастная группа: от 5 до 80 лет.
• Физиологических параметров ткани. Возрастная группа: от 5 до 80 лет.
• Образ жизни с точки зрения микропитания и диеты. Возрастная группа: от 40 до 80 лет.

Дальнейшие исследования с помощью биохимических значений интерстициальной жидкости и через физиологические параметры тканей.

Общие Противопоказания


• QBioscanнельзя использовать в сочетании с кардиостимуляторами или любыми имплантированными электронными приборами, с или в присутствии дефибрилляторов, или для пациентов, подключенных к электронным устройствам жизнеобеспечения
• Для пациентов, которые не могут сидеть или стоять
• При наличии поражений кожи электроды не будут прилегать должным образом
• Отсутствие одной или более конечностей
• Чрезмерное потоотделение (гипергидроз)
• При наличии металлических протезов или штифтов в конечностях или суставах
• Беременные женщины не должны подвергаться воздействию данного устройства, поскольку возможные последствия для плода неизвестны и точность показаний в таких условиях не ясна
• Система QBioscan чувствительна к геопатогенным электромагнитным разрядам из-за сигналов низкого напряжения, которые она генерирует, и, следовательно, требует благоприятного расположения. Синтетический напольный материал и относительной влажности <30% может повлиять на точность измерения.

Метод Оценки И Процесс Измерения


Рекомендуется проверить функции устройства перед измерением, чтобы гарантировать, что соединение с пациентом удовлетворительное и аппаратное и программное обеспечение работают должным образом. После начала измерения слабый постоянный ток (200 мкА) и напряжение 1 В возникают между шестью тактильными электродами, которые выполняет последовательность измерений по одиннадцати маршрутам. Начиная от анода к катоду, а затем от катода к аноду, программное обеспечение изменяет полярность каждого маршрута и измеряет проводимость каждого маршрута. Шесть электродов расположены симметрично на руках, ступнях и лбу пациента и подается постоянный ток 1 В. Для записи 11 сегментов в последовательности измерений, каждый электрод сначала является катодом, а затем анодом (биполярный режим), передавая интенсивность в числовом формате в программу, которая собирает информацию.
Слабый постоянный ток, посланный с помощью 6 тактильных электродов, в качестве альтернативы между 2 электродами с последовательностью, и записью электрической проводимости 11 маршрутов в организме субъекта, отображается системой QBioscan.
Система QBioscan является устройством для кожно-гальванического рефлекса, которое обеспечивает измерение проводимости кожи на экране ПК в соответствии со стандартом 21 CFR 882.1540..



Теоретическое Обоснование


Устройство использует два метода: анализ биосопротивления (BIA) и спектрометрию биосопротивления (BIS).
Целью BIA является оценка композиции тела и водного баланса, но он также используется в кардиологии и визуализации.
BIS– это еще один метод для оценки композиции тела и водного баланса, но он также может быть использован для оценки нейромедиаторов.

Оба метода основаны на изучении, в котором используется постоянный ток напряжением 1В, который не в состоянии пересечь клеточные мембраны и капилляры (высокое сопротивление в кОм и реактивное 0). Он достигает только тканевой жидкости (интерстициальной ткани). Ее сопротивление, проводимость и интенсивность затем могут быть измерены. Этот метод основан на исследовании Канаи и Мейера, чьи результаты подтвердили, что клеточная мембрана и капилляры ведут себя как емкость из-за диэлектрических свойств, отсюда причина, почему постоянный ток циркулирует только в межклеточной жидкости и не в состоянии проникать через мембраны. Ткани образуют электролитическую среду, которая проводит электрический ток с помощью ионов, которые появляются в связи с созданием напряжения между двумя электродами. Поскольку электрический ток течет от анода к катоду, основные ионы-переносчики заряда представлены натрием (повышенная внеклеточная концентрация положительных зарядов). Объем (содержание воды) пространства, занятого интерстициальной жидкостью также играет роль в проводимости.

Концентрация Натрия В Интерстициальной Жидкости


Корреляция интенсивности занятого пространства и концентрации Na представлена в приведенной ниже информации.



Корреляция объема (содержание воды) и проводимости занятого пространства.



Интенсивность и концентрация натрия в интерстициальной жидкости – нормальный диапазон
Нормальным диапазоном концентрации натрия в интерстициальной жидкости считается от121,6 до 129 ммоль/л.
Его интенсивность (уравнение Котрелла) составляет от 12,4 до 20 мкА (в соответствии с коэффициентом с, нормальный диапазон может варьироваться в зависимости от возраста/пола/возраста/массы/возраста субъекта).

Объем интерстициальной жидкости – нормальный диапазон
Объем интерстициальной жидкости связан с:
Общей массой: нормальный диапазон 16% +/- 3 от общей массы
Размером пространства (межкапиллярным расстоянием): 80 +/- 5 мкм

Оценка Доставки Кислорода В Ткань


Оценка доставки кислорода в зависимости от межкапиллярного расстояния
Эта диаграмма показывает влияние изменений межкапиллярного расстояния (объема интерстициальной жидкости), которые присутствуют в отношении доставки кислорода в ткани. Доставка кислорода уменьшается, как только повышается интерстициальный объем.




Наблюдение биосопротивления, кислорода и оценка доставки кислорода, его корреляция с сопротивлением
Чтобы определить патофизиологическую эволюцию живой ткани, можно непрерывно оценивать ее электрическое сопротивление. Некоторые примеры патологий таковы, что из-за подразумеваемых клеточных изменений, являются индикаторами изменений сопротивления, указывающими на ишемию, инфаркт или некроз. Именно поэтому отслеживание биосопротивления и мониторинг были предложены для выявления ишемии миокарда, для оценки жизнеспособности трансплантата и мониторинга отторжения трансплантата – изменение вне- и внутриклеточного объема могут быть обнаружены и выводы могут быть сделаны в большинстве случаев.
На графике далее показано, как измерение биосопротивления может контролировать ишемию. В течение нормоксического состояния, внеклеточные пространства позволяют течь значительному количеству низкочастотного тока. Это меняется при наличии ишемии. В результате недостаток кислорода (гипоксия) не позволяет клеткам производить достаточно энергии, чтобы питать ионные насосы, и в результате внеклеточная вода проникает в клетку. Клетка растет и вторгается в межклеточное пространство, что вызывает снижение низкочастотного тока, что дает увеличение модуля сопротивления на этой низкой частоте. Таким образом, измерение биосопротивления низкочастотного тока является индикатором ишемии тканей.



Однако, эта упрощенное описание отношения между ишемией и сопротивлением может быть не точным для клеток, содержащих щелевидное соединение. В таких случаях (например, миокард) обнаружено увеличение сопротивления на низких частотах по большей части, что вероятно, должно быть отнесены к закрытию щелевидного соединения (Герсинг, 1998) (Грут, 2001).

Цветной график ниже, например, представляет прогресс модуля сопротивления на частоте 1 кГц. В этом исследовании, шесть зондов сопротивления были вставлены в бьющееся сердце свиньи, подвергнутое местной ишемии, с тремя зондами внутри области ишемии, а остальные три в нормоксической области (Грут, 2001).



Поскольку потеря целостности мембраны влечет непрерывность между вне- и внутриклеточной средой, процесс некроза после долгосрочной ишемии также может быть обнаружен – значение сопротивления на низких частотах уменьшается (Хэммерич и др., 2002).

Некоторые исследователи выполняли одночастотные измерения в качестве основы для клинического параметра для контроля и мониторинга состояния тканей. Они легко выполняются, и, поскольку они обеспечивают необходимую информацию, ишемические процессы могут быть распознаны. Дополнительная информация и улучшенная воспроизводимость результатов, однако, обеспечивается моделью Коула-Коула – многократные измерения частоты биосопротивления (спектрометрия биосопротивления) и последующей идентификацией (Рэйку и др., 2000).

Спектрометрия Биосопротивления (BIS)


Система QBioscan, с помощью метода спектрометрии и, в частности хроноамперометрии, вычисляет и оценивает ионограммы интерстициальной жидкости и концентрации H+ в интерстициальной жидкости в соответствии с ионным потоком (коэффициентом диффузии ионов).



Концентрация Na+ в интерстициальной жидкости обеспечивает регистрацию оцененной активности: Na+/K+ АТФазы



Хроноамперометрия: Уравнение Котрелла


Уравнение Котрелла – это формула, которая, в связи с хроноамперометрией, измеряет биохимические значения со слабыми концентрациями. Оно используется в лабораторных устройствах и для оценки серотонина.
Метод хроноамперометрии, который задает резкие скачки потенциала рабочего электрода от начального до конечного потенциала, с формальным потенциалом аналита, как правило, пересекающий скачок.
Раствор оставляют без перемешивания с начальным потенциалом, гарантируя, что нет протекания тока (удерживая электрод при потенциале, который не допускает ни окисления, ни восстановления преобладающей формы аналита). После этого, потенциал поднимается до потенциала, при котором аналит окисляется или восстанавливается, и, как следствие, на электроде начинает течь ток. Довольно большой сначала, он быстро убывает при расходе аналита вблизи электрода, и наблюдается переходный сигнал.
Если точка во времени, когда потенциал поднят, принимается как нулевое время, то уравнение Котрелла описывает, как ток I затухает с течением времени t:

Уравнение Котрелла и формула математического преобразования, которое вычисляет концентрацию в системе QBioscan



F = постоянная Фарадея (96500 К/моль)
A = Площадь электрода (см2)
Co = концентрация ионов (моль/см3)
n = число электронов на молекулу
D = коэффициент диффузии (см2/с)
t = время измерения, сек

Ток уменьшается как величина, обратная квадратному корню из времени, несмотря на то, что (в случае адсорбированных окислительно-восстановительных частиц) уменьшение может казаться экспоненциальным. Эта зависимость от квадратного корня времени свидетельствует о том, что физическая диффузия ответственна за транспортировку аналита к поверхности электрода.

Phинтерстициальной Жидкости И Его Роль В Теле Человека


рН ткани (нормальный диапазон составляет от 7,31 до 7,35) или интерстициальной жидкости влияет на активность ферментов и, следовательно, также имеет действие в поджелудочной железе и печени.
рН ткани (нормальный диапазон составляет от 7,28 до 7,32) или церебральный интерстициальной жидкости действует на кровоток мозга и возбудимость нейронов.

Сопротивление Поляризации Электродов (EPI)


Отношение объемного сопротивления электролита и сопротивления поляризации называется отношением поляризации.
Независимо от материала электрода, отношение поляризации уменьшается как функция концентрации в разбавленных растворах Na/Cl. По сравнению с другими электродами, данные для медицинской нержавеющей стали показывают поведение независимо от концентрации, и это высокое сопротивление поляризации электрода.