Коремното затлъстяване или мазнините, които се натрупват около стомаха и корема, отдавна се считат за висок риск за здравето на хората. Следователно, измерването на "централното затлъстяване" - както често се нарича - помага да се предскаже склонност към разстройства, причинени от наднорменото тегло в коремната област.

математическа

В статия, публикувана следващата седмица в SIAM Journal on Imaging Sciences, изследователи от ETH Zurich и Yonsei University в Сеул предлагат нова техника за оценка на коремното затлъстяване чрез оценка на дебелината на подкожната мастна тъкан.

"Последните проучвания показват, че коремното затлъстяване е свързано със заболявания като застойна сърдечна недостатъчност и метаболитен синдром", казва авторът Джин Кен Сео. "Статичната електрическа импедансна томография или EIT може да се използва като неинвазивен сурогат на прогресията на заболяването при тези условия."

Освен че не е инвазивен, EIT, техника за изображения, предоставя данни в реално време, без да се използва йонизиращо лъчение, което го прави за предпочитане пред компютърната томография (КТ), тъй като е по-малко вредно за пациентите. Друга често използвана за тази цел техника на изобразяване, ядрено-магнитен резонанс (MRI) има по-лоша пространствена резолюция от EIT.

„В сравнение с КТ, EIT е по-изгоден, тъй като е нейонизиращ и следователно може да се използва за непрекъснат самоконтрол на пациентите, за да се проследи състоянието на телесните мазнини в ежедневните процедури“, обясни Сео. "За разлика от КТ и ЯМР, EIT е ниска цена, преносима и лесна за използване техника при леглото за изобразяване на разпределението на електрическата проводимост."

Тъй като електрическата проводимост на биологичната тъкан зависи от нейната клетъчна структура, тя може да помогне за изобразяването на различни тъкани в тялото и да ги различи една от друга. Клетъчната структура на мазнините и мускулите са доста различни; следователно стойностите на електропроводимостта на мазнините и мускулите се различават в различните честоти.

Многочестотният EIT (MFEIT) възстановява образа на проводимост в човешкото тяло въз основа на тази зависимост на тъканната проводимост от честотата. И тъй като костите, мускулите и мазнините провеждат електричеството по различен начин за различните честоти, MFEIT може да използва данни за граничната връзка ток-напрежение при различни честоти, за да оцени количеството мазнини. Отново, тъй като телесните мазнини са по-малко проводими от водата и тъканите като мускулите, тази разлика може да се използва за оценка на дебелината на висцералната и подкожната мастна тъкан.

Конкретният процес включва специално избран текущ модел, който генерира зависим от дълбочината набор от данни, който се използва за очертаване на границите между мазнини и мускули. Токът се инжектира през една двойка електроди и последващият спад на напрежението се измерва при друга двойка електроди. Връзката между инжектирания ток и спада на напрежението дава трансадантността - или съотношението на тока към напрежението, което зависи от позициите на двете двойки електроди, геометрията на тялото и разпределението на приемността, което съчетава както проводимост, така и диелектрическа проницаемост. Ако приемем, че размерът на електродите е много малък в сравнение с размера на границата между различните области на тъканите, авторите използват модел на точков електрод, който осигурява добра апроксимация на решението, като същевременно опростява значително модела.

Един проблем с EIT е, че техниката е склонна към грешки при моделиране напред; тези грешки често включват гранична геометрия и несигурност на положението на електродите. В тази статия авторите предлагат нов метод за реконструкция, който компенсира тази ловувка на EIT, като използва предварителна анатомична информация за сметка на пространствената резолюция и подобрява възпроизводимостта. Числените симулации показват, че резултатът от реконструкцията е задоволителен при идентифициране на подкожната мастна тъкан.

„Съществуващите подходи за изобразяване на статична проводимост се базират на минимизиране на разликата между измереното напрежение и това, получено от числени симулации“, обясни Hyeuknam. "Следователно получаването на надеждни разпределения на проводимостта изисква както точно моделиране на домейна, така и конфигурация на електрода. Този нов метод може да получи точно разпределение на изображенията, като премахва грешки при моделирането."

Необходими са по-нататъшни изследвания, за да се възползва от честотно зависимото поведение на човешката тъкан, за да се оцени разпределението на висцералната мазнина. „Текущата експериментална работа показа обещаващи резултати при откриване на дебелината на подкожната мастна тъкан, което се потвърждава с ултразвуково изобразяване“, каза Hyeuknam. „Необходима е бъдеща работа за определяне на обема на висцералните мазнини при пациенти с метаболитни и сърдечно-съдови нарушения.“

Необичайно високото отлагане на мастна тъкан в коремната област се свързва с нарушения като метаболитен синдром, сърдечно-съдови заболявания и злокачествени заболявания. Количествената оценка на висцералната мастна тъкан в коремната област, използвайки техники като описаната по-горе, може по този начин да помогне за оценка на потенциалния риск от развитие на такива състояния.