Tomografia ad impedenza elettrica: uno strumento per lo studio della ventilazione meccanica nei pazienti in età pediatrica

Abstract

Lo studio della ventilazione polmonare nei pazienti pediatrici rappresenta una sfida clinica rilevante, data la necessità di monitorare in tempo reale e in modo non invasivo la distribuzione della ventilazione. Le metodiche tradizionali presentano limiti sia in termini di accuratezza dei dati forniti sia per l’invasività e l’esposizione a radiazioni. La tomografia ad impedenza elettrica (EIT) offre un’alternativa non invasiva e priva di radiazioni, capace di fornire informazioni dinamiche e regionali sulla distribuzione della ventilazione.

Sono stati arruolati 12 pazienti ricoverati presso l’Unità di Terapia Intensiva Pediatrica. Il monitoraggio ventilatorio è stato effettuato con sistema EIT Dräger Pulmovista 500, mediante registrazioni di 2 minuti sincronizzate ai parametri del ventilatore tramite collegamento Medibus. Le variazioni di impedenza toracica (ΔZ) e l’impedenza di fine espirazione (EELI) ottenute sono state confrontate rispettivamente con i volumi correnti e con le pressioni; inoltre, è stata analizzata la distribuzione ventro-dorsale della ventilazione e la risposta a differenti manovre ventilatorie (broncoaspirazione, incremento graduale della PEEP e pronazione).

L’unità di analisi è stata il singolo atto respiratorio, per un totale di 720 atti respiratori. L’analisi ha evidenziato differenze significative nella distribuzione regionale della ventilazione tra pazienti con e pazienti senza ARDS. La ΔZ è risultata debolmente correlata al volume corrente (R=0,15; p<0,001), così come l’EELI alla PEEP (R=0,51; p<0,001).

La tomografia ad impedenza elettrica si conferma uno strumento promettente in ambito pediatrico: i suoi parametri mostrano una maggiore variabilità intra-soggetto rispetto a quelli forniti dal ventilatore, offrendo dati complementari e indipendenti, e consentono di monitorare e guidare manovre ventilatorie. Questi risultati ne supportano l’integrazione nella pratica clinica routinaria per un approccio ventilatorio più personalizzato.

The study of pulmonary ventilation in pediatric patients represents a significant clinical challenge, due to the need for real-time, non-invasive monitoring of ventilation distribution. Traditional methods are limited both in terms of data accuracy and because of their invasiveness and exposure to radiation. Electrical impedance tomography (EIT) offers a non-invasive, radiation-free alternative capable of providing dynamic and regional information on ventilation distribution.

Twelve patients admitted to the Pediatric Intensive Care Unit were enrolled. Ventilatory monitoring was performed using the Dräger Pulmovista 500 EIT system, with 2-minute recordings synchronized with ventilator parameters via Medibus connection. The variations in thoracic impedance (ΔZ) and end-expiratory lung impedance (EELI) obtained were compared with tidal volumes and airway pressures, respectively. In addition, the ventro-dorsal distribution of ventilation and the response to different ventilatory maneuvers (airway suctioning, gradual PEEP increase, and prone positioning) were analyzed.

The unit of analysis was the single respiratory act, for a total of 720 breaths. The analysis revealed significant differences in the regional distribution of ventilation between patients with and without ARDS. ΔZ was weakly correlated with tidal volume (R = 0.15; p < 0.001), as was EELI with PEEP (R = 0.51; p < 0.001).

Electrical impedance tomography proves to be a promising tool in the pediatric setting: its parameters show greater intra-subject variability than those provided by the ventilator, offering complementary and independent data. Furthermore, they allow for monitoring and guidance of ventilatory maneuvers. These findings support EIT integration into routine clinical practice for a more personalized ventilatory approach.