Tomografía por Impedancia Eléctrica para Medir Parámetros de Espirometría en Pacientes con Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica
DOI:
https://doi.org/10.17488/RMIB.43.3.3Palabras clave:
Tomografía por impedancia eléctrica, respiración, espirometría, calibración, monitorizaciónResumen
La espirometría es una prueba para el diagnóstico de enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Es una técnica que puede resultar intolerante debido al uso imprescindible de una boquilla y una de pinza. Este estudio propone el uso de la tomografía de impedancia eléctrica para medir los parámetros respiratorios. Los pacientes realizaron una espirometría y tres ejercicios respiratorios. Las señales de impedancia fueron convolucionadas, y la resultante se analizó mediante una transformada rápida de Fourier. El espectro en frecuencias se dividió en siete segmentos (R1 a R7). Cada segmento se representó en términos de cuartiles (Q25%, Q50%, Q75%). Cada cuartil de cada segmento se correlacionó con los parámetros espirométricos para obtener una ecuación de ajuste. La FVC se correlacionó en un 70% con los 3 cuartiles de R7, se obtuvieron 3 ecuaciones con un ajuste del 60%. El FEV1 se correlacionó en un 70% con el Q50% de R7, obteniéndose una ecuación con un ajuste del 40%. El FEV1/FVC se correlacionó en un 69% con el Q75% de R2, obteniéndose una ecuación con un ajuste del 60%. Los parámetros espirométricos pueden ser estimados a partir de los componentes de frecuencia portadora implícitos de la señal de impedancia ventilatoria.
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Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). Mortality dataset, distributed by INEGI. [Internet]. 2022. Available from: https://www.inegi.org.mx/programas/mortalidad/#Tabulados
Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. 2022 Gold Reports [Internet]. 2022. Available from: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2021/12/GOLD-REPORT-2022-v1.1-22Nov2021_WMV.pdf
Halpin DMG, Criner GJ, Papi A, Singh D, et al. Global Initiative for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Lung Disease. The 2020 GOLD Science Committee Report on COVID-19 and Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Am J Respir Crit Care Med [Internet]. 2021;203(1):24-36. Available from: https://doi.org/10.1164/rccm.202009-3533SO
Virani A, Baltaji S, Young M, Dumont T, et al. Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Diagnosis and GOLD Classification. Crit Care Nurs Q [Internet]. 2021;44(1):9-18. Available from: https://doi.org/10.1097/CNQ.0000000000000335
Hernández-Ruiz A, Ortega HJ, Aguirre-Acevedo DC. Utilidad de la espirometría en los pacientes hospitalizados por la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) exacerbada. Iatreia [Internet]. 2020;33(4):341-347. Available from: https://revistas.udea.edu.co/index.php/iatreia/article/view/339541
Zhao Z, Fu F, Frerichs I. Thoracic electrical impedance tomography in Chinese hospitals: a review of clinical research and daily applications. Physiol Meas [Internet]. 2020;41(4):04TR01. Available from: https://doi.org/10.1088/1361-6579/ab81df
Karagiannidis C, Waldmann AD, Róka PL, Schreiber T, et al. Regional expiratory time constants in severe respiratory failure estimated by electrical impedance tomography: a feasibility study. Crit Care [Internet]. 2018;22(1):221. Available from: https://doi.org/10.1186/s13054-018-2137-3
Vogt B, Zhao Z, Zabel P, Weiler N, et al. Regional lung response to bronchodilator reversibility testing determined by electrical impedance tomography in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol [Internet]. 2016;311(1):L8-L19. Available from: https://doi.org/10.1152/ajplung.00463.2015
Tang Y, Turner MJ, Yem JS, Baker AB. Calibration of pneumotachographs using a calibrated syringe. J Appl Physiol [Internet]. 2003;95(2):571-576. Available from: https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00196.2003
de Lema B, Casan P, Riu PJ. Electrical Impedance Tomography: Standardizing the Procedure in Pneumology. Arch Bronconeumol [Internet]. 2006;42(6):299–301. Available from: https://doi.org/10.1016/s1579-2129(06)60146-8
Balleza Ordaz JM. Monitorización del patrón ventilatorio (PV) mediante tomografía por impedancia eléctrica (TIE) en paciente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) [Ph.D.'s thesis]. [Cataluña]: Universitat Politèctica de Catalunya, 2012. 261p. Spanish. Available from: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/94737/TJBO1de1.pdf;jsessionid=A8A27A61BBD1417D29C2D0179ED3DAAC?sequence=1
Serrano RE, de Lema B, Casas O, Feixas T, et al. Use of electrical impedance tomography (TIE) for the assessment of unilateral pulmonary function. Physiol Meas [Internet]. 2002;23(1):211. Available from: https://doi.org/10.1088/0967-3334/23/1/322
Casas O, Rosell J, Bragós R, Lozano A, et al. A parallel broadband real-time system for electrical impedance tomography. Physiol Meas [Internet]. 1996;17(4A):A1. Available from: https://doi.org/10.1088/0967-3334/17/4A/002
Phyton, version 3.10 [Internet]. Python Software Foundation; 2022. Available from: https://www.python.org/downloads/release/python-3104/
Smith SW. The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing [Internet]. San Diego: California Technical Publishing; 1999. Available from: https://www.dspguide.com/
Weeks M. Digital Signal Processing: using MATLAB and wavelets. Massachusetts: Jones & Bartlett Learning; 2007. 492p.
Braždžionytė J, Macas A. Bland–Altman analysis as an alternative approach for statistical evaluation of agreement between two methods for measuring hemodynamics during acute myocardial infarction. Medicina [Internet]. 2007;43(3):208. Available from: https://doi.org/10.3390/medicina43030025
Grimnes S, Martinsen OG. Bioimpedance and bioelectricity basics [Internet]. Oxford: Academic Press; 2008. 488p. Available from: https://www.sciencedirect.com/book/9780123740045/bioimpedance-and-bioelectricity-basics
Milne S, Huvanandana J, Nguyen C, Duncan JM, et al. Time-based pulmonary features from electrical impedance tomography demonstrate ventilation heterogeneity in chronic obstructive pulmonary disease. J Appl Physiol [Internet]. 2019;127(5):1441-1452. Available from: https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00304.2019
Lasarow L, Vogt B, Zhao Z, Balke L, et al. Regional lung function measures determined by electrical impedance tomography during repetitive ventilation maneuvers in patients with COPD. Physiol Meas [Internet]. 2021;42:015008. Available from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6579/abdad6
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