1 引言

电阻抗成像技术（electrical impedance tomography, EIT）作为一种基于组织电导率变化的非侵入性医学成像技术，近年来在临床实践及科学研究中备受关注^[1]。其通过检测体表电信号变化重构内部阻抗分布，可实时反映肺部通气与血流动力学状态，具有无创、动态监测及高敏感度的优势，为肺部疾病（如肺炎、气胸、肺栓塞等）的早期识别提供了新视角^[2]。

在急危重症领域，EIT的价值尤为突出。其可对急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）、肺栓塞、气胸等急危重症患者开展床旁实时监测，为个体化呼吸支持策略的制定提供指导，同时实现对患者循环功能的动态评估。本文系统综述EIT在急危重症中的循证应用进展，探讨其在优化临床决策中的潜力，并针对技术瓶颈与转化路径提出展望。

2 EIT技术原理

1978年，Henderson等^[3]首次采用初代EIT技术对局部通气进行无创测量，然而受限于过低的分辨率与不足的机械精密度，当时EIT未能在临床中大规模推广应用。经过研究人员的不断研发改进，EIT的临床应用不断丰富，更多的中英文专家共识、指南被提出，以指导临床^{[1, 4]}。

EIT是一种基于电抗变化的非侵入性医学成像技术，其核心原理基于生物组织的导电性差异，推断组织的电导率分布，从而反映组织的生理状态^[5]。通过环绕胸部的多电极阵列（通常为16或32电极）施加安全交变电流，检测体表电压变化，利用逆问题算法重建胸腔横断面的阻抗分布图像。肺组织因通气与血流变化引起局部电导率改变，EIT可据此动态捕捉通气不均、肺泡塌陷或过度膨胀等病理状态^[6]，研究人员可依据获取的数据，借助相关数学算法进行图像重建，进而提供肺部功能与结构的相关信息；经过进一步数据处理，还能实时观察患者肺部的通气及血流情况^[7-8]。

3 EIT在急危重症中的应用 3.1 ARDS

ARDS以弥漫性肺泡损伤和严重低氧血症为特征，近年来EIT在ARDS的临床应用中广为关注。首先，EIT在评估肺通气量方面具有显著优势。通过测量肺部电导率的变化，EIT可以实时监测肺部的通气量，从而帮助医生快速判断患者的通气状态。例如，Bachmann等^[9]研究指出，EIT能够准确反映肺部通气量的变化，且其敏感度和特异性均优于传统的肺部影像学方法。此外，EIT还能提供肺部组织的电抗分布信息，有助于识别肺部病变区域，为ARDS精准治疗提供依据。其次，EIT引导的正压通气下PEEP滴定是一个重要的研究方向。PEEP是治疗ARDS的核心技术之一，但调节PEEP存在个体化需求，传统方法依赖于经验判断，容易导致肺损伤或通气不足。Songsangvorn等^[10]的研究通过结合EIT，提出了一种基于EIT调节PEEP的方法，该方法通过实时监测肺部通气量和肺顺应性，减少了机械功的消耗，相比High-PEEP/FiO₂的治疗方法降低了肺损伤的发生率。Jimenez等^[11]进一步验证了这种方法在随机交叉对照试验中的有效性，表明EIT-guided PEEP能够显著改善ARDS患者的肺功能。在ARDS患者中，肺部组织的弹性（即肺顺应性）通常降低，这可能导致通气模式的改变，他们通过EIT监测了ARDS患者在不同通气模式下的肺顺应性变化^[12]，发现EIT能够有效反映肺部功能状态的变化，为通气模式的选择提供了依据。Yuan等^[13]近期研究纳入了大量老年中重度ADRS患者，通过联合灌注成像实验，他们发现与Low-PEEP/FiO₂相比，EIT-guided PEEP可降低V/Q不匹配；与High-PEEP/FiO₂相比，EIT-guided PEEP可改善呼吸力学且不恶化V/Q匹配，其可最大化生理获益。Li等^[14]进一步研究了EIT作为评估工具，能够实时监测肺通气量、肺顺应性和肺泡形态的变化，为评估通气效果提供了非侵入式的实时反馈，为优化通气管理策略提供了科学依据。同时，有研究提出将盐水灌注成像与肺通气监测相结合以评估ARDS患者预后的思路，结果显示肺灌注与肺通气不匹配百分比可作为独立预测因子，用于预测患者的病死率及预后情况^[15]。

EIT利用其在可视化通气方面的优势，通过评估肺通气量、正压通气下PEEP调定、监测肺顺应性以及评估患者预后，在临床中充分指导ARDS的个体化治疗，为ARDS患者的通气管理提供了新的思路和工具。

3.2 慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）

COPD的治疗中，最为常见及重要的莫过于无创通气。EIT在PEEP调定中的应用为COPD患者的通气管理提供了新的思路。通过结合EIT，医生可以更精准地优化PEEP压力，以减少机械功的消耗并降低肺损伤的发生率。Liu、既往研究针对COPD合并ARDS患者，提出了基于EIT的PEEP调节方法^[16-17]。该方法通过实时监测肺通气量与肺顺应性，实现了PEEP压力调节的优化，使患者在通气比率、机械功率、心脏指数及氧输送方面均获得显著改善，且对血流动力学的不良影响较小。研究发现，EIT能够实时监测COPD患者肺部的通气不均匀性，并揭示了其随时间的变化特征。通气不均匀性可能与肺部组织功能状态、通气模式以及肺部病理生理变化密切相关，为优化通气管理提供了新的科学依据。

EIT通过其在实时成像的显著优势，可以实时获取到肺部结构和功能，帮助医生对COPD进行诊治，指导个体化的治疗策略，从药物治疗、到物理治疗以及肺功能的康复等^[18]。

3.3 气胸

气胸作为急诊及ICU中常见疾病，EIT的应用为其诊断及治疗提供了更多的帮助。EIT可以快速反映肺部通气状态的变化，从而实现对气胸的诊断以及实时监测。Costa等^[19]通过动物实验，深入探讨了EIT在气胸实时检测中的应用价值。研究表明，该技术可检测出体积小至20 mL的气胸，且敏感度达100%，同时还能在一定程度上判断气胸的位置。EIT能够快速检测气胸并区分正常肺部通气状态，为气胸的辅助诊断提供了一定依据。Preis等^[20]对一项动物实验中的死亡病例开展了回顾性分析，在分析过程中意外发现，EIT可在临床操作场景下动态监测肺通气情况，进而实现对气胸的及时诊断与实时监测。同时，在进行肺复张的患者中，自发性气胸经常因操作不当而出现，Gao等^[21]、Morais等^[22]针对EIT如何监测行肺复张患者自发性气胸的发生展开研究，同时探讨了EIT对机械通气状态下自发性气胸动态变化的监测能力。研究提示，EIT可用于监测机械通气患者自发性气胸的发生、发展过程及治疗效果，进而为进一步挖掘其在气胸管理中的潜在应用价值提供依据。此外，EIT还被用于气胸的早期诊断。在机械通气的ICU环境中，床边应用的EIT能够快速评估患者的肺功能状态，从而早期发现气胸的可能性。通过回顾ICU环境下的EIT应用，发现EIT在机械通气患者中能够早期发现气胸，为气胸的干预提供及时反馈，操作的简便性及患者的舒适度得到了提升^[23]。然而该技术目前仍存在者明显局限性，EIT不能测量绝对阻抗，而只能测量阻抗的变化^[19]，因此在监测气胸时需要标准的基线，或在已知气胸出现的情况下，动态监测气胸变化情况。

3.4 肺血栓栓塞症（Pulmonary thromboembolism, PTE)

肺栓塞是指由各种内源性及外源性栓子阻塞肺动脉或其分支，进而引发循环系统障碍的一组疾病或临床综合征的总称。其中，PTE最为常见，它是仅次于心肌梗死与脑卒中的常见急性心肺血管疾病，也是心血管疾病中最常见的死亡原因之一^[24]。EIT在肺通气有着显著的优势，同时EIT联合高渗盐水可完成肺灌注的显像，通过结合肺灌注和肺通气的数据，EIT可以计算并评估患者的通气/血流比，进而辅助诊断肺栓塞^{[8, 25]}。近些年发表了较多的此类病案报道，其中有1例癌症术后患者经EIT监测发现肺部病变部位存在充盈缺损后，进一步接受CTPA检查得以确诊，随后接受了溶栓治疗。研究发现，患者肺栓塞病变部位的电阻值显著升高，这一结果CTPA成像结果高度一致^[26]。Kuk和Wright^[27]，Prins等^[28]团队均采用EIT技术，对肺栓塞患者治疗前后的情况进行了详细对比分析，结果显示，患者治疗后的灌注分布均得到显著改善。同时，EIT可以在监测肺栓塞的同时，在多种病理生理条件下动态监测肺动脉压的变化，结果显示与经胸超声心动图测算的肺动脉压力具有很好的一致性，验证了EIT监测肺动脉压的可行性^[29]。

EIT作为肺栓塞的诊断工具是一项很有前途的新技术，其无创、实时、动态监测的优点对急危重症患者尤其有意义，但其临床应用还处于起步阶段，仍需要大样本的临床研究进一步验证^[30]。此外，目前采用EIT诊断肺栓塞的主流方法仍是高渗盐水灌注成像，但在该方法的具体操作与结果分析过程中，仍缺乏规范、统一的操作及分析标准。

3.5 气道梗阻

在急诊室，气道梗阻是经常遇到的情况，而严重的气道梗阻引起的窒息会严重危及患者的生命。在这种情况下，需要紧急维持气道通畅，否则出现严重的后遗症，甚至患者可能会死亡。在这种情况下，通常会进行气管插管、环甲膜切开术或气管切开术以防止窒息^[31]。然而，这些技术存在潜在的医院感染以及效果评估困难的问题。传统评估方法如计算机断层扫描（CT）和X射线虽然能提供形态学信息，但在动态评估气道通畅性和功能性变化方面存在局限性。近期研究相关研究中^[32]，研究人员首次将EIT技术应用于肺移植患者的气道梗阻评估，通过实时监测气道内流体的电阻特性，并结合肺功能测试与CT成像结果，综合评估气道梗阻的严重程度。结果显示，EIT评估的气道通畅性与CT成像结果高度一致，且能够更准确地反映气道内流体的动力学特性。特别是在评估气道吻合瘢痕的狭窄程度时，EIT提供了更详细的功能性信息，为临床医生提供了更全面的评估依据。此外，EIT还能够动态监测气道通畅性在不同呼吸阶段的变化，帮助医生了解病情的变化趋势。

EIT的可视化、动态化以及无创化为气道梗阻，尤其是上气道梗阻患者动态评估提供了新的方案，虽然目前国内外关于EIT在气道梗阻中的相关研究较少，但EIT监测气道梗阻的诊断及治疗，其应用必将日益广泛而深入。

3.6 急诊围手术期呼吸管理

围手术期呼吸管理是手术麻醉管理领域中备受关注的内容，对于需接受急诊手术的危重症患者而言，如何快速、全面、实时地监测与管理其肺部情况，显得尤为重要^[33]。EIT技术能够应用于术前、麻醉诱导、术中以及术后等阶段，提供连续、无创的肺通气功能评估。对于慢性阻塞性肺疾病和哮喘患者可以在术前应用EIT，从而动态评估呼气流速受限的严重程度和支气管扩张剂的疗效，来指导围术期的用药情况^[4]。对于术中的患者，EIT可以实时监测手术患者在术中肺通气的状态，从而优化通气模式，同时进行最优PEEP选择，有助于避免肺塌陷、改善氧合、降低驱动压，甚至在一定程度可以降低术后肺部并发症发生率^[34-35]。

EIT技术在围手术期呼吸管理中的研究已经日益成熟，对于急诊的危重症手术患者，EIT的使用无疑提供了一种更为方便、快捷的诊断治疗方法，有望成为急诊危重症手术患者围手术期呼吸管理中的标准工具之一。

3.7 新生儿及婴儿肺功能的实时评估

新生儿及婴儿的呼吸系统与成年人不尽相同，更易出现呼吸窘迫和最终衰竭，因此对急危重症新生儿和婴儿呼吸功能进行实时、全面评估有助于优化肺扩张，同时避免过度充气，预防该过程中支气管肺发育不良和脑室内出血等并发症^[36]。Frerichs和Becher^[37]确定了一些EIT在新生儿及婴儿中的监测指标，包括总体不均匀性指数、腹背侧通气、安静空间（低潮变化区）和呼气末肺阻抗的变化，从而实现足够和安全的通气来最大限度地减少呼吸机相关肺损伤。然而在部分研究中，由于长时间使用EIT绑带，部分患儿出现了轻微皮肤发红的不良反应。尽管研究得出结论：采用电极带可安全、可靠地获取新生儿EIT测量结果^[38-39]，但对于其可能引发的不良反应，仍需采取措施避免。如何使用更加安全、适用的EIT束带，是今后EIT在新生儿研究方向的必然趋势。

4 展望

本文简要介绍了EIT在急危重症中目前的应用方向，EIT在癫痫、脑水肿、脑血管病和其他脑部甚至腹部疾病可能还有更多的前景^[40]，因临床应用的不完善，本文暂不赘述，相信在不久的将来，EIT可以应用于临床的方方面面。

EIT作为一种无创、实时、动态、无辐射的床旁成像和监测工具。越来越多地被证明在临床上有着极其广泛的用途。虽然利用EIT进行诊疗已相对成熟，但由于EIT高度依赖于组织的电导率而产生了低分辨率、低信噪比和数据处理纷繁复杂等一系列问题，因此在一些病因的详细诊断上仍然缺乏特异性。目前，EIT的设备成本、单次使用价格仍较高，在一些程度上这些因素限制了该技术在基层医院的推广和广泛应用^[41]。此外，国际上EIT仍缺乏统一的图像解读标准与操作规范，同时缺少大规模临床研究来完成多中心RCT验证临床效益^{[4, 42]}。

展望未来，国内发布了多项旨在促进标准化的国家指导方针及实践方法，为未来的规范化应用打下了坚实基础。3D-EIT已在临床上首次得以运用，通过提供更多通气信息，可能有助于临床的个体化治疗^[43]。目前火热的人工智能，在未来可能足以克服当前测量误差、处理伪影数据、提高图像重建质量^[44]。希望随着器械硬件的更新和算法的优化，以及大规模临床试验、人工智能的结合，EIT可以成为急危重症呼吸与循环管理的核心工具，推动精准医疗的深化实践。

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