Współczesna diagnostyka medyczna coraz śmielej sięga po nowoczesne, nieinwazyjne metody obrazowania, które zapewniają większe bezpieczeństwo pacjentom oraz umożliwiają szybsze i dokładniejsze rozpoznanie chorób. Jedną z najbardziej obiecujących technologii w tym obszarze jest elektryczna tomografia impedancyjna (EIT), pozwalająca na monitorowanie pracy płuc w czasie rzeczywistym, bez konieczności stosowania promieniowania jonizującego
W najnowszych badaniach zaprezentowano innowacyjny system diagnostyczny LETS (Lung Electrical Tomography System), wykorzystujący mobilną kamizelkę wyposażoną w 32 elektrody. Rozwiązanie to umożliwia niezwykle precyzyjną identyfikację Przewlekłej Obturacyjnej Choroby Płuc (POChP), osiągając skuteczność klasyfikacyjną sięgającą 98%. Kluczowym komponentem systemu jest kamizelka LETS, integrująca matrycę elektrod, które rejestrują zmiany impedancji tkanek w obrębie klatki piersiowej. Dzięki zastosowaniu metody elementów skończonych oraz zaawansowanych algorytmów obliczeniowych, system generuje trójwymiarowe modele płuc, umożliwiając precyzyjne odwzorowanie ich anatomii i identyfikację obszarów objętych patologią.
Działanie systemu opiera się na bezpiecznym pomiarze rozkładu napięć generowanych przez niewielkie prądy wprowadzane do organizmu przez elektrody kamizelki. Uzyskane dane są przetwarzane w czasie rzeczywistym i wykorzystywane do tworzenia siatki tetraedrycznej, która odwzorowuje strukturę płuc oraz klatki piersiowej. Wykorzystanie technik uczenia maszynowego pozwala na identyfikację charakterystycznych zmian w przewodnictwie elektrycznym, typowych dla POChP.
Zespół badawczy, odpowiedzialny za rozwój systemu LETS, opracował i przetestował trzy modele klasyfikacyjne: regresję logistyczną, której skuteczność niemal osiągnęła 100%, algorytm Gradient Boosting, który nie popełnił żadnego błędu na zbiorze testowym, oraz naiwny klasyfikator Bayesa, uzyskujący dokładność na poziomie 97%. Wyniki te potwierdzają wyjątkowy potencjał diagnostyczny systemu, którego dokładność wyraźnie przewyższa możliwości tradycyjnych metod.
Znaczenie tej technologii jest szczególnie istotne w kontekście skali problemu. POChP stanowi obecnie czwartą najczęstszą przyczynę zgonów na świecie, a w Polsce cierpi na nią około dwóch milionów osób. Standardowe techniki diagnostyczne, takie jak spirometria, wymagają obecności w placówkach medycznych oraz nie oferują możliwości ciągłego monitorowania. W przeciwieństwie do nich, system LETS zapewnia pełną mobilność, pozwalając na przeprowadzanie badań w warunkach pozaszpitalnych. Dzięki nieinwazyjności, braku emisji promieniowania, szybkości działania i zdolności do wykrywania zmian na bardzo wczesnym etapie rozwoju choroby, może on znacząco poprawić jakość opieki nad pacjentami.
Technologia EIT w połączeniu z inteligentnymi systemami analizy danych stwarza nowe możliwości w diagnostyce chorób układu oddechowego. Kamizelka LETS, jako wysoce zaawansowane narzędzie medycyny cyfrowej, stanowi przełom w monitorowaniu stanu płuc i otwiera drogę do przyszłości, w której precyzyjna, szybka i bezpieczna diagnostyka będzie dostępna szerokiemu gronu pacjentów. Dalsze badania nad tą technologią mogą przyczynić się do jej zastosowania także w wykrywaniu innych schorzeń oddechowych.
Źródło: „Detecting lung diseases with electrical impedance tomography”, Przegląd Elektrotechniczny, 2025.