Utilizzo della Tomografia a Impedenza Elettrica per il monitoraggio avanzato della ventilazione meccanica nel paziente in età pediatrica

Abstract

Introduzione:Il monitoraggio della ventilazione nei pazienti pediatrici è complesso, a causa della variabilità anatomica e fisiologica legata all’età.I dati forniti dal ventilatore descrivono la ventilazione in termini globali,ma non consentono una valutazione della distribuzione regionale del volume corrente.La tomografia a impedenza elettrica (EIT) è una tecnica non invasiva e bedside che fornisce in tempo reale immagini funzionali della ventilazione, offrendo informazioni aggiuntive rispetto al monitoraggio convenzionale.Abbiamo condotto uno studio fisiologico per valutare la concordanza tra i parametri ventilatori tradizionali e i dati ottenuti con EIT. Metodi:Sono stati raccolti dati EIT e parametri di pressione e volume dal ventilatore in pazienti pediatrici in terapia intensiva presso l’Istituto Gaslini.Le variazioni di impedenza toracica (ΔZ) e l’impedenza di fine espirazione (EELI) sono state correlate ai volumi correnti e alle pressioni. Sono stati calcolati il center of ventilation (CoV) e la distribuzione ventro-dorsale della ventilazione.L’analisi è stata condotta su singoli respiri registrati in intervalli di 2 minuti. Risultati: Sono stati analizzati 660 atti respiratori in 8 pazienti. La ΔZ ha mostrato una correlazione debole con il volume corrente (R=0.18, p<0.001) e con la driving pressure (R=-0.29, p<0.001), mentre l’EELI era debolmente correlata con la PEEP (R=0.54, p<0.001). I parametri EIT hanno mostrato una maggiore variabilità intra-soggetto rispetto a quelli del ventilatore. Nei pazienti con insufficienza respiratoria, la ventilazione risultava più ventrale rispetto a quelli senza patologia polmonare(p<0.05). Conclusioni:Nella popolazione pediatrica l’EIT fornisce informazioni indipendenti e complementari al monitoraggio tradizionale, evidenziando aspetti del pattern ventilatorio non rilevabili con i soli parametri del ventilatore. Questi risultati ne supportano l’integrazione nel monitoraggio avanzato per na ventilazione più personalizzata.

Introduction: Monitoring ventilation in pediatric patients is particularly challenging due to age-related anatomical and physiological variability. Ventilator-derived parameters describe global ventilation but do not assess its regional distribution. Electrical Impedance Tomography (EIT) is a non-invasive, bedside technique that provides real-time functional images of ventilation distribution, offering additional information beyond conventional monitoring. We conducted a physiological study to evaluate the agreement between conventional ventilator parameters and EIT-derived data. Methods: EIT data and ventilator-derived pressure and volume parameters were collected from pediatric patients admitted to the intensive care unit at the Gaslini Institute. Thoracic impedance variation (ΔZ) and end-expiratory lung impedance (EELI) were correlated with tidal volumes and airway pressures. Center of ventilation (CoV) and ventro-dorsal distribution of ventilation were also computed. Data were analyzed breath-by-breath over 2-minute recordings. Results: A total of 660 breaths from 8 patients were analyzed. ΔZ showed weak correlation with tidal volume (R=0.18, p<0.001) and driving pressure (R=-0.29, p<0.001), while EELI was weakly correlated with PEEP (R=0.54, p<0.001). EIT parameters exhibited greater intra-subject variability compared to ventilator-derived values. Patients with respiratory failure showed significantly more ventral ventilation distribution compared to those without lung disease (p<0.05). Conclusions: In pediatric patients, EIT provides independent and complementary information to conventional monitoring, highlighting ventilation patterns not detectable by ventilator parameters alone. These findings support its integration into advanced respiratory monitoring to enable more personalized ventilatory support.