電気インピーダンストモグラフィー

電気インピーダンストモグラフィー
図1: X線CTで撮影した人間の胸部の断面。駆動電極からの電流線と等電位線を示しています。異なる臓器間の導電率の変化によって線がどのように曲がっているかに注目してください。[1]
目的	測定は人体の一部の断層画像を形成するために使用される

電気インピーダンス断層撮影( EIT ) は、非侵襲性の医療用画像診断法の一種で、表面電極測定から体の一部の電気伝導率、誘電率、インピーダンスを推測し、その部分の断層画像を作成するために使用されます。電気伝導率は、さまざまな種類の生物組織によって、または組織内の液体やガスの動きによって大きく異なります。ほとんどの EIT システムは、単一の周波数で小さな交流電流を適用しますが、一部の EIT システムでは、同じ臓器内の正常な組織と異常の疑いのある組織をより適切に区別するために、複数の周波数を使用します。

通常、導電性表面電極は検査対象の身体部位の周囲の皮膚に取り付けられます。電極の一部またはすべてに小さな交流電流が流され、その結果生じる等電位が他の電極から記録されます (図 1 および 2)。このプロセスは多数の異なる電極構成で繰り返され、最終的に組み込まれた画像再構成アルゴリズムに従って 2 次元断層画像が作成されます。^{[2] [3]}

自由イオン含有量が組織および体液の導電性を決定するため、筋肉および血液は、脂肪、骨または肺組織よりも印加電流をよく伝導します。^[2]この特性は、形態学的または絶対EIT（a-EIT）による静止画像の再構成に使用できます。^[4]ただし、CTで使用される線形X線とは対照的に、電流は導電性によって重み付けされ、すべての経路に沿って同時に3次元的に進みます（したがって、主に抵抗率が最も低い経路に沿って進みますが、排他的ではありません）。これは、電流の一部が横断面を離れ、インピーダンス転送を引き起こすことを意味します。これと他の要因が、絶対EITでの画像再構成が非常に難しい理由です。通常、2次元平面に投影された3次元領域の画像再構成には複数のソリューションがあるためです。

数学的には、表面の電流と電位の測定から導電率を回復する問題は非線形 逆問題であり、非常に不適切である。この問題の数学的定式化はアルベルト・カルデロンによるものであり、^[5 ]逆問題の数学的文献では「カルデロンの逆問題」または「カルデロン問題」と呼ばれることが多い。この問題の解の一意性の問題と数値アルゴリズムについては、数学的研究が盛んに行われている。^[6]

人間の胸郭内の他のほとんどの軟部組織の組織伝導率と比較すると、肺組織の組織伝導率は約 5 倍低く、絶対コントラストが高くなります。この特性は、EIT 肺イメージングの研究が盛んである理由の一部かもしれません。^[2]さらに、肺の伝導率は呼吸サイクル中に大きく変動するため、研究コミュニティは、機械的人工呼吸器を装着した患者の肺換気の不均一性を視覚化するためにベッドサイド法として EIT を使用することに大きな関心を持っています。^[4]したがって、2 つ以上の生理学的状態、たとえば吸気と呼気の間の EIT 測定は、時間差 EIT (td-EIT) と呼ばれます。

時間差EIT（td-EIT）には絶対EIT（a-EIT）に比べて大きな利点が1つあります。td-EITでは、単純な画像減算によりほとんどのアーティファクトが自然に除去されるため、個人間の解剖学的構造、表面電極の不十分な皮膚接触、またはインピーダンス伝達に起因する不正確さを排除できます。これが、今日までにEIT研究の最大の進歩が時間差EITで達成された理由である可能性が高いです。^{[2] [4] [7]}

提案されているその他のEITの用途には、皮膚、乳房、または子宮頸部の癌の検出/位置特定、てんかん焦点の位置特定、^[8]脳活動の画像化。^[9]および胃内容排出障害の診断ツール。^{[2] [8] [10]}正常組織内の組織病変を検出または位置特定する試みは、通常、電気インピーダンス分光法 (EIS) とも呼ばれる多周波EIT (MF-EIT) に依存しており、さまざまな周波数での伝導パターンの違いに基づいています。

EIT を医療用画像技術として発明したのは、通常、ジョン・G・ウェブスターと 1978 年の出版物であるとされていますが^{[11]、医療用 EIT システムの最初の実用的な実現は、1984 年にデビッド・C・バーバーと}ブライアン・H・ブラウンの研究によって詳細に説明されました。^[12]ブラウンとバーバーは共同で 1983 年に最初の電気インピーダンス断層撮影法を発表し、絶対 EIT によって人間の前腕の断面を視覚化しました。^[13]その間にかなりの進歩があったにもかかわらず、ほとんどの a-EIT アプリケーションはまだ実験的であると考えられています。^[8]しかし、集中治療患者の肺機能をモニタリングするための 2 つの商用 f-EIT デバイスがつい最近導入されました。

EITに似た技術が、地球物理学や工業プロセスのモニタリングで使用されています。それは電気抵抗トモグラフィーです。EITと同様に、地表、掘削孔内、容器やパイプ内に表面電極を配置して、抵抗率の異常を見つけたり、導電性流体の混合物を監視したりします。^{[14]セットアップと再構築の技術はEITに匹敵します。地球物理学では、このアイデアは1930年代にさかのぼります。電気抵抗トモグラフィーは、電子用途の基板[15]}や薄膜^[16]の電気特性をマッピングするためにも提案されています。

電気伝導率と誘電率は生物組織の種類によって異なり、自由イオン含有量に依存します。^{[2] [3] [8]}伝導率に影響を与えるその他の要因には、温度やその他の生理学的要因（肺胞内の絶縁空気の含有量が少ないために肺組織の導電性が高くなる吸気と呼気の間の呼吸サイクルなど）が含まれます。

関心のある身体部位の周りに粘着電極、電極ベルト、または導電性電極ベストを介して表面電極を配置した後、通常数ミリアンペアの交流電流を 10～100 kHz の周波数で 2 つ以上の駆動電極に流します。残りの電極は、結果として生じる電圧を測定するために使用されます。その後、この手順を多数の「刺激パターン」、たとえば隣接する電極の連続ペアに対して繰り返し、円全体が完成すると、複雑な数学アルゴリズムと事前データを組み込んだデジタルワークステーションによって画像の再構成が行われ、表示されます。^{[2] [3] [4] [17] [18] [19]}

電流自体は、電流源を使用して適用されます。電流源は、マルチプレクサを使用して電極間で切り替えられる単一の電流源、または各電極に 1 つずつあり、それぞれがデジタル - アナログ コンバータによって制御される電圧 - 電流コンバータのシステムのいずれかです。測定は、電極間で多重化された単一の電圧測定回路、または各電極の個別の回路のいずれかによって行われます。以前の EIT システムでは、アナログ復調回路を使用して交流電圧を直流レベルに変換してから、アナログ - デジタル コンバータに通していました。新しいシステムでは、デジタル復調を実行する前に交流信号を直接変換します。状況に応じて、一部の EIT システムは複数の周波数で動作し、電圧の振幅と位相の両方を測定できます。測定された電圧はコンピューターに渡され、画像の再構成と表示が行われます。電流 (または電圧) パターンの選択は、信号対雑音比に大きく影響します。すべての電極から同時に電流を供給できるデバイス (ACT3 ^[20]など) を使用すると、最適な電流パターンを適応的に決定できます。^[21]

画像をリアルタイムで表示する場合の典型的なアプローチは、順問題^{[22]の線形化の何らかの形式の}正規化逆関数を適用するか、Dバー法^[23]などの直接再構成法の高速バージョンを適用することです。医療環境で使用されるほとんどの実用的なシステムは、「差分画像」を生成します。つまり、2つの時点間の電圧の差に正規化逆関数を左乗算して、誘電率画像と導電率画像のおおよその差を計算します。別のアプローチは、身体の有限要素モデルを構築し、測定データに合わせて導電率を調整することです (たとえば、Levenburg–Marquart 法の変形を使用)。これは、正確な身体形状と電極の正確な位置を必要とするため、より困難です。

電気インピーダンスの基礎研究の多くは、1980年代からレンセラー工科大学で行われました。^{[3] [17] [21] [22] [24] [25] [26]}また、1992年にグレンフィールド病院プロジェクトから発表された研究も参照してください（参考文献なし）。

絶対 EIT アプローチは、静止画像のデジタル再構成、すなわち関心のある身体部分の解剖学的構造の 2 次元表現を目的としています。前述のように、CTの線形 X 線とは異なり、電流は最小抵抗の経路に沿って 3 次元的に移動するため (図 1)、適用された電流の一部が失われます (横断面を通る血流などによるインピーダンス移動)。^{[3] [18] [19]}これが、絶対 EIT での画像再構成が非常に複雑になる理由の 1 つです。通常、2 次元平面に投影された 3 次元領域の画像再構成には複数のソリューションがあるためです。^{[4] [18]}もう 1 つの難しさは、電極の数と各電極での測定精度を考えると、特定のサイズよりも大きいオブジェクトしか区別できないことです。^{[26] [27]}これは、逆問題とその不適切性に対処する非常に洗練された数学的アルゴリズムの必要性を説明しています。

絶対EITにおけるさらなる困難は、電極導電性の個人内および個人間の違いから生じ、それに伴う画像の歪みやアーティファクトが生じる。また、関心対象の体の部位が正確に丸い形をしていることはめったになく、胸郭の形状など個人間の解剖学的構造は異なり、個々の電極間隔に影響を与えることにも留意する必要がある。^[28] 年齢、身長、性別の典型的な解剖学的構造を考慮した事前データにより、アーティファクトや画像の歪みに対する感度を軽減できる。 ^[29]アクティブ表面電極を使用するなどして信号対雑音比を改善することで、画像エラーがさらに減少する。^{[30] [31]}アクティブ電極を備えた最新のEITシステムの一部は、追加チャネルを介して電極のパフォーマンスを監視し、測定値から皮膚との接触が不十分な場合はそれを除外することで補正できる。電極と皮膚の接触の問題に対する別の潜在的な解決策は、皮膚との直接接触の代わりに電圧励起と静電容量結合を使用する非接触EIT技術である。^[32]静電容量結合電極は患者にとってより快適であるが、実際の測定では全ての電極に対して一定かつ等しい結合容量を維持することが困難である。^[33]

時間差 EIT は、線形導電率変化に関連する 2 つ以上の生理学的状態間で同一人物の測定値を記録することで、これらの問題のほとんどを回避します。このアプローチの最も優れた例の 1 つは、呼吸中の肺組織です。これは、吸気と呼気の間の線形導電率変化によるもので、これは各呼吸サイクル中の絶縁空気の含有量の変化によって引き起こされます。^[2]これにより、呼吸サイクル中に取得された記録された測定値のデジタル減算が可能になり、肺換気の機能画像が得られます。大きな利点の 1 つは、記録電極の 1 つが他の電極よりも導電性が低い場合でも、測定値間の導電率の相対的な変化が比較可能であるため、ほとんどのアーティファクトと画像の歪みが軽減されることです。^[7]ただし、事前データ セットまたはメッシュを差分 EIT に組み込むことは、体重、身長、性別、その他の個人要因によって異なる、最も可能性の高い臓器の形態に画像を投影するために依然として有用です。^[29]

オープンソースプロジェクト EIDORS ^[34]は、GNU GPLライセンスの下でデータの再構成と表示を行う プログラム群（Matlab / GNU Octaveで記述）を提供している。非線形EIT再構成のための直接非線形Dバー法^[35]は、[2]のMatlabコードで入手可能である。

オープンイノベーションEIT研究イニシアチブ^[36]は、電気インピーダンストモグラフィー（EIT）全般の開発を促進し、最終的には臨床導入を加速することを目的としています。プラグアンドプレイのEITハードウェアとソフトウェアのパッケージは、2018年までスイストムを通じて提供されていました。^[37]

他のほとんどの断層撮影法とは異なり、EIT ではいかなる種類の電離放射線も使用しません。EIT で通常適用される電流は比較的小さく、有意な神経刺激を引き起こす閾値を確実に下回っています。交流電流の周波数は、体内で電解効果を引き起こさないほど十分に高く、消費される抵抗電力は十分に小さく、人体全体に拡散するため、体温調節システムによって容易に処理されます。これらの特性により、EIT は、集中治療室 (ICU) での人工呼吸中など、人間に継続的に適用できます。EIT を実行するために必要な機器は、従来の断層撮影法よりもはるかに小型で低コストであるため、EIT はベッドサイドで肺の換気をリアルタイムで継続的に視覚化できます。従来の断層撮影法に対する EIT の主な欠点は、最大空間解像度が低いことです (CT および MRI の 1 mm と比較して、EIT では電極アレイの直径の約 15%)。ただし、16 個の電極ではなく 32 個の電極を使用すると解像度が向上します。^{[2] [4] [7] [20]}アクティブ表面電極を備えたEITシステムを構築することで、画像品質をさらに向上させることができ、ケーブルの長さや取り扱いに伴う信号損失、アーティファクト、干渉を大幅に削減できます。^{[30] [31]} 空間分解能とは対照的に、EITの時間分解能（0.1ミリ秒）はCTやMRI（0.1秒）よりもはるかに高くなっています。^[8]

EIT は、肺組織の抵抗率が胸部のほとんどの他の軟部組織の 5 倍も高いため、肺機能のモニタリングに特に有用です。このため、肺の絶対コントラストが高くなります。さらに、肺の抵抗率は吸気と呼気の間で数倍増減するため、機械的人工呼吸器は人工呼吸器関連肺障害(VALI)を引き起こすことが多いため、換気のモニタリングが現在 EIT の最も有望な臨床応用となっています。肺イメージングにおける EIT の実現可能性は、1990 年にレンセラー工科大学で NOSER アルゴリズムを使用して初めて実証されました。^[22]時間差 EIT は、肺の従属領域と非従属領域間の肺容積の分布の変化を解決し、重篤な病気や麻酔中の患者に肺保護換気を提供するために人工呼吸器の設定を調整するのに役立ちます。^[38]

EIT研究のほとんどは、時間差EIT（td-EIT）によって測定された情報を使用して局所的な肺機能を監視することに焦点を当ててきました。しかし、絶対EIT（a-EIT）も肺の画像診断に臨床的に有用なツールになる可能性があります。このアプローチにより、抵抗率の低い領域（血胸、胸水、無気肺、肺水腫など）に起因する肺疾患と、抵抗率の高い領域（気胸、肺気腫など）に起因する肺疾患を直接区別できるようになります。^{[7] [39]}

上の画像は、胸部に 16 個の粘着性電極を貼り付けて正常に呼吸している生後 10 日の赤ちゃんの EIT 検査を示しています。

絶対インピーダンス測定から画像を再構成するには、単純化した仮定では大きな再構成アーティファクトが生じるため、身体の正確な寸法と形状、および正確な電極の位置を考慮する必要がある。^[28]絶対EITの側面を評価する初期研究が発表されているが、この研究分野はまだ臨床使用に適した成熟レベルに達していない。

対照的に、時間差EITは、換気または呼気終末肺容量の変化によって引き起こされる可能性のある相対的なインピーダンスの変化を決定します。これらの相対的な変化は、通常、呼気終了時の胸郭内インピーダンス分布によって定義されるベースラインレベルを参照します。^{[7]時間差EIT画像は、ベッドサイドで継続的に生成できます。これらの特性により、酸素化またはCO} ₂除去 を改善する必要がある場合や、機械的人工呼吸器患者のガス分布をより均一にするために治療法を変更する場合、局所肺機能モニタリングが特に役立ちます。EIT肺イメージングは​​、人工呼吸器パラメータが変更されたときに、例えば従属肺領域と非従属肺領域間の肺容量の局所分布の変化を解決できます。したがって、EIT測定は、各患者の肺保護換気を維持するために特定の人工呼吸器設定をガイドするために使用できます。^[42]

EITはICUで応用できるだけでなく、自発呼吸のある患者を対象とした最初の研究でさらに有望な応用が明らかになった。^[43] EITの高い時間分解能により、肺機能検査で使用される一般的な動的パラメータ（1秒間の努力呼気量など）の局所的な評価が可能になる。^[44]さらに、機能的EITデータと形態学的患者データ（CT画像やMRI画像など）を重ね合わせる特別に開発された画像融合法は、肺の病態生理学に関する包括的な洞察を得るために使用できる可能性があり、閉塞性肺疾患（ COPD、CFなど）の患者に役立つ可能性がある。 ^[45]

暫定的な EIT 装置やごく少数のシリーズ モデルによる長年にわたる肺 EIT 研究を経て、Timpel Medical - ENLIGHT 2100、 Dräger のPulmoVista® 500、Sentec の LuMon EIT という 3 つの肺 EIT 商用システムが医療技術市場に参入しました。これらのモデルは現在集中治療室に設置されており、急性呼吸窮迫症候群(ARDS) の患者の治療に関連する意思決定プロセスの補助としてすでに使用されています。

ICU における市販の EIT システムの可用性が高まることで、動物モデルから得られた有望なエビデンスが人間にも当てはまるかどうかが明らかになるでしょう (EIT 誘導による肺リクルートメント、最適な PEEP レベルの選択、気胸の検出、人工呼吸器関連肺障害 (VALI) の予防など)。最近の研究では、ICU で人工呼吸器を使用している患者の 15% が急性肺障害 (ALI) を発症し、それに伴い進行性の肺虚脱が起こり、死亡率は 39% と高いことが報告されていることを考えると、これは非常に望ましいことです。^[46]つい最近、EIT 誘導による人工呼吸器とその結果に関する初の前向き動物試験で、呼吸メカニクス、ガス交換、人工呼吸器関連肺障害の組織学的徴候に関して大きな利点が実証されました。^[47]

EIT測定は視覚情報（例えば、一回換気量の地域分布）に加えて、他の有用な情報（例えば、重篤な病気の際の胸腔内ガス量の変化）を計算するために使用できる生データセットを提供しますが、そのようなパラメータは依然として慎重な評価と検証が必要です。^[42]

胸部EITのもう一つの興味深い点は、灌流の脈動信号を記録してフィルタリングする能力です。このテーマについては有望な研究が発表されていますが、^{[48]この技術はまだ始まったばかりです。画期的な進歩により、局所血流と局所換気の両方を同時に視覚化できるようになり、臨床医は、}肺の換気と灌流の局所的な不一致とそれに伴う低酸素症によって引き起こされる生理的シャントを見つけて対処できるようになります。

EIT は、乳がん検出のためのマンモグラフィーおよび磁気共鳴画像(MRI)の代替/補完技術として乳房イメージングの分野で研究されています。マンモグラフィー^[49]および MRI ^[50]の特異度が低いため、偽陽性スクリーニングの割合が比較的高く、患者の苦痛が大きく、医療構造にコストがかかります。この適応症に対する代替イメージング技術の開発は、マンモグラフィーでの電離放射線や、乳房 MRI で使用される造影剤であるガドリニウムの投与により腎機能が低下した患者に腎性全身性線維症(NSF) を誘発するリスクなど、既存の方法の欠点のために望ましいでしょう。^[51]

文献によれば、正常な乳房組織と悪性乳房組織では電気的特性が異なることが示されており、^[52]電気的特性の決定を通じて癌を検出するための基盤が整えられています。

非断層電気インピーダンス画像の初期の商業的開発はTスキャン装置^[53]であり、スクリーニングマンモグラフィーの補助として使用すると感度と特異度が向上すると報告されました。米国食品医薬品局（FDA）への報告書には、504人の被験者を対象とした研究が記載されており、マンモグラフィーの感度は82％、Tスキャンのみでは62％、両者の組み合わせでは88％でした。特異度はマンモグラフィーで39％、Tスキャンのみでは47％、両者の組み合わせでは51％でした。^[54]

世界中のいくつかの研究グループがこの技術の開発に積極的に取り組んでいます。周波数スイープはEITを用いた乳がん検出に効果的な技術であると思われます。^[55]

米国特許 US 8,200,309 B2 は、磁気共鳴マンモグラフィーでガドリニウムキレート増強の使用を必要としない、臨床的に許容可能な構成で、電気インピーダンススキャンと磁気共鳴低周波電流密度イメージングを組み合わせています。

ブライアン・H・ブラウン教授は、シェフィールドで最初のEITシステムの開発における先駆的な役割^[8]に加えて、現在はMF-EITに基づく電気インピーダンス分光器の研究開発に取り組んでいます。2000年にブラウンが発表した研究によると、MF-EITはパップスメアによる[子宮頸部上皮内腫瘍]（CIN）グレード2および3を感度および特異度それぞれ92％で予測できます。^[56]子宮頸部MF-EITがパップスメアの補助として導入されるか、代替として導入されるかはまだ決まっていません。ブラウンは、分光器（ZedScan I）を販売するZilico Limitedの学術的創設者です。このデバイスは、2013年にその認証機関からEC認証を受け、現在、英国の多くのクリニックや世界中の医療システムに導入されています。

EITは、脳虚血、脳出血^[57]、および神経細胞の腫脹によるインピーダンス変化、すなわち脳低酸素症および低血糖に関連するその他の形態学的病理の検出とモニタリングを可能にする脳イメージングの基礎として提案されている。

EITの最大空間分解能は電極アレイ直径の約15%で、脳CTやMRIの分解能（約1ミリメートル）よりも大幅に低いが、EITの時間分解能はCTやMRIよりもはるかに高い（0.1秒に対して0.1ミリ秒）。^[8]このことから、EITは集中治療室での正常な脳機能や神経活動のモニタリングや、遠隔測定記録によるてんかん焦点の局在化のための術前設定にも興味深いものとなっている。^[8]

ホルダーは 1992 年に、表面電極測定によって頭蓋を通して非侵襲的に脳内インピーダンスの変化を検出できることを実証しました。実験的脳卒中または発作の動物モデルでは、それぞれ最大 100% および 10% のインピーダンス増加が見られました。最近の EIT システムでは、隣接していない駆動電極から交流電流を流すオプションが用意されています。これまでのところ、脳 EIT は臨床ルーチンに採用できるほど成熟していませんが、現在、脳卒中とてんかんに関する臨床研究が行われています。^[8]

この用途では、EIT は頭蓋骨の上に約 100 Hz 未満の低周波電流を流すことに依存します。これは、この周波数でのニューロン休止中にこれらの電流が細胞外空間に留まり、ニューロン内の細胞内空間に入ることができないためです。ただし、ニューロンが活動電位を生成するか、脱分極しようとすると、これを防ぐ膜の抵抗が 80 倍減少します。多数のニューロンでこれが発生すると、約 0.06～1.7 % の抵抗率の変化が発生します。これらの抵抗率の変化により、多数のニューロンにわたる一貫したニューロン活動を検出し、神経脳活動の断層画像化を行うことができます。

残念ながら、このような変化は検出可能ではあるものの、「信頼性の高い画像を生成するには小さすぎる」のです。^[58]この技術をこの適応症に使用できるかどうかは、信号処理や記録の改善にかかっています。^[58]

2011年6月に報告された研究では、麻酔薬注入後の脳活動の変化を画像化するために、誘発反応による機能的電気インピーダンス断層撮影法（fEITER）が使用されていることが報告されています。この技術の利点の1つは、必要な機器が十分に小さく、持ち運びが容易なため、手術室での麻酔深度のモニタリングに使用できることです。^[9]

血液は比較的高い導電率を有するため、導電率が低い組織や臓器の灌流の機能的イメージング、例えば局所的な肺灌流の可視化に使用することができる。^{[4] [59]}このアプローチの背景には、特に造影剤として生理食塩水を注入する場合、収縮期と拡張期の間の血管の充填の違いに応じて脈動組織インピーダンスが変化することがある。^[48]

電気インピーダンス測定は、抽象的なパラメータ、つまり視覚によらない情報の計算にも使用できます。最近のEIT技術の進歩と、健康な人の局所パラメータではなく全体パラメータを記録するために必要な電極の数が少ないことは、スポーツ医学や在宅ケアにおけるVO2や動脈血圧などの非侵襲的測定に使用できます_。 [ ^48]

医療用EITシステムは最近まで広く使用されていませんでしたが、いくつかの医療機器メーカーが大学の研究グループが開発した肺画像システムの商用バージョンを供給してきました。そのようなシステムの最初のものはMaltron International ^{[60]によって製造され、16個の電極を備えた}Sheffield Mark 3.5システムを販売しています。同様のシステムには、ドイツのゲッティンゲン大学で開発されCareFusionを通じて販売されているGoe MF IIシステム（16個の電極）や、ブラジルのサンパウロ大学医学部とサンパウロ大学工科大学で開発されTimpel SAによって販売されているEnlight  1800 （成人用再利用可能ベルト - 32個の電極、小児用再利用可能ベルト - 24個の電極、新生児用使い捨てベルト - 16個の電極）があります。Timpel Medicalは現在、第2世代のENLIGHT 2100をリリースしており、米国で市販されている唯一のFDA認可電気インピーダンス断層撮影装置です。これらのシステムは通常、医療安全法に準拠しており、主に病院の臨床研究グループによって採用されており、その多くは集中治療室に使用されています。

集中治療環境での日常的な臨床使用のために設計された肺機能モニタリング用の最初のEITデバイスは、2011年にドレーゲルメディカル社によって発売されたPulmoVista® 500（16電極システム）です。^[61] ICU環境での肺機能モニタリング用に設計された別の市販のEITシステムは、32個のアクティブ電極に基づいており、2013年の年次ESICM会議で初めて発表されたLuMon EITです。SentecのLuMon EITは、2014年の国際集中治療および救急医療シンポジウム（ISICEM）で市場にリリースされました。

人工呼吸器の新しい戦略は、2002年から2008年にかけてサンパウロ大学の呼吸器科医であるMarcelo Amato医学博士が主導した研究プロジェクトを通じて開発され始めました。これらの新しい換気戦略により、換気のリアルタイム可視化とベッドサイドでの治療の個別化を可能にする革新の必要性が高まりました。この目的を念頭に置いて、2004年にTimpelが創設されました。同年、Amato博士と彼のチームは、「局所肺換気の不均衡：電気インピーダンス断層撮影の検証研究」^[62]という記事を、有名なATSジャーナル、別名Blue Journalとして知られるAmerican Journal of Respiratory and Critical Care Medicineに発表しました。これは旅の始まりに過ぎませんでした。Amatoの研究チームは、2004年から2023年までにEITに関する30以上の記事を発表しました。 EIT に対する関心の高さと、この技術がベッドサイドにもたらす価値から、世界中の研究者がエビデンスの蓄積に貢献しており、2022 年までに 250 件を超える査読済み論文が出版される予定です。Timpel の名前は、この技術 (Electric Impedance Tomography) を逆に書いたものに由来しています。El は電気、Imp はインピーダンス、T はトモグラフィーです。Timpel は、EIT を肺保護戦略のための貴重な補助ツールにして、ベッドサイドで重篤な患者を治療する次世代の方法論に貢献することに情熱と意欲を持っています。Timpel の ENLIGHT 電気インピーダンス トモグラフィー デバイスを使用すると、各患者のケアは肺疾患に基づいて個別化されます。ENLIGHT により、臨床医は輸送のリスクを追加することなく、ベッドサイドでリアルタイムに換気疾患プロファイルを視覚化できます。

多周波EIT（MF-EIT）または電気インピーダンス分光法（EIS）システムは、通常、前癌病変や癌などの異常組織を検出または位置特定するために設計されています。Impedance Medical Technologiesは、モスクワのロシア科学アカデミーの無線工学および電子工学研究所の設計に基づいて、特に乳癌の検出を目的としたシステムを製造しています。^[63] テキサスに拠点を置くMirabel Medical Systems, Inc.は、乳癌の非侵襲的検出のための同様のソリューションを開発しており、T-Scan 2000EDを提供しています。Zilico Limitedは、子宮頸部上皮内腫瘍の位置特定/診断を支援する医療機器として、ZedScan Iという電気インピーダンス分光器を販売しています。 ^[56] この機器は2013年にEC認証を取得しました。

V5R ^[64]は、電圧-電圧測定技術に基づいた高性能デバイスで、プロセス制御を改善するために設計されています。V5Rの高フレームレート（1秒あたり650フレーム以上）は、急速に変化するプロセスや動的な流れの状態を監視するために使用できます。V5Rが提供するデータは、複雑な多相プロセスのフロープロファイルを決定するために使用できます。これにより、エンジニアは層流、プラグフロー、その他の重要な流れの状態を区別して、より深い理解とプロセス制御の改善を実現できます。

濃度測定に使用する場合、広範囲の位相比にわたって完全なインピーダンスを測定できるため、v5r は他のデバイスと比較して、より広い導電率範囲にわたってかなりの精度を実現できます。

• 電気容量トモグラフィー
• 3次元電気容量トモグラフィー
• 呼吸モニタリング
• EIDORS EIT の再構築ツールボックス
• 産業用トモグラフィーシステム