基于电阻抗断层扫描的肺功能评估在肥胖患者中的应用研究

《Scientific Reports》：Lung function assessment by electrical impedance tomography among obese patients

本研究针对肥胖患者肺功能评估的临床挑战，探索了电阻抗断层扫描(EIT)技术的应用价值。研究人员通过对比肥胖与非肥胖人群的EIT与肺量计检测数据，证实EIT在FEV1和FVC等核心参数测量中具有良好相关性（肥胖组r=0.705/0.568），表明这种无辐射、可床旁操作的新型技术有望成为肥胖人群肺功能评估的有效替代方案。

　　

随着全球肥胖患病率的持续攀升，肥胖相关的呼吸系统问题日益受到关注。研究表明，肥胖不仅通过机械性限制影响肺活量，还与哮喘等合并症共同导致肺功能受损。目前临床金标准肺量计（spirometry）虽能评估整体肺功能，但存在明显局限：无法提供区域性肺功能信息，且对配合度要求高，尤其不适用于听力障碍或极端年龄人群。这促使科研人员寻求更优的替代方案，电阻抗断层扫描（Electrical Impedance Tomography, EIT）技术由此进入研究者视野。

EIT作为一种无辐射、非侵入性的床旁成像技术，通过检测肺组织导电性的动态变化来评估通气功能。近年来该技术已在重症监护领域展现价值，如指导急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者的呼气末正压（PEEP）调节。然而，在肥胖人群中的应用证据尚显不足——由于脂肪组织可能影响电信号传导，EIT在该群体的测量效能亟待验证。为此，香港大学研究人员在《Scientific Reports》发表最新研究，首次系统评估EIT在肥胖人群肺功能检测的可行性。

研究团队采用前瞻性横断面设计，于2024年1月至8月在玛丽医院招募77名中国成人（42名肥胖/35名非肥胖）。所有受试者同步接受标准肺量计（MIR Spirobank II?）和Gense-EIT设备检测。这款仅300克重的便携设备通过16电极腰带采集50帧/秒的肺阻抗数据，经云端算法重建为功能性肺图像。特别值得注意的是，研究采用亚洲人群特异性BMI界值（25 kg/m²）定义肥胖，并严格匹配年龄、性别等混杂因素。

主要发现

1. 1.
   技术可靠性验证：EIT与肺量计测量的FEV₁（第一秒用力呼气容积）在肥胖组呈现强相关性（r=0.705, p<0.001），非肥胖组相关性相当（r=0.673）。FVC（用力肺活量）测量值也达到中度相关（肥胖组r=0.568，非肥胖组r=0.541），证明EIT在不同体型人群中均保持稳定性能。
2. 2.
   影像学证据：研究展示的EIT功能影像显示，在肺量计指标相近的肥胖与非肥胖受试者中，肺导电性变化模式高度相似。这一发现直观印证EIT技术不受体脂分布影响的检测稳定性。
3. 3.
   临床适用性突破：相较于传统EIT设备需±5V~±15V供电，Gense-EIT仅需3.3V电源即可运行，且单次检测成本约30美元。这种便携、低成本特性使其特别适合基层医疗机构开展肥胖人群肺功能筛查。

深度解读

本研究的重要价值在于突破性地证实EIT在肥胖群体的应用潜力。尽管既往EIT多用于麻醉状态下的肥胖患者（如监测肺不张），本研究首次在清醒状态下实现肥胖人群的肺功能定量评估。特别值得关注的是，研究团队通过严格的质控标准（如排除20%因汗液干扰信号的数据），确保数据的可靠性。此外，针对亚洲人群的专属性设计（采用本地化BMI标准及肺功能参考值）增强结果的临床适用性。

当然，研究也存在局限：样本量较小且仅纳入无呼吸道疾病人群，未来需扩大至患病人群验证；夏季汗液对电极接触的影响提示检测前需进行皮肤准备。但正如研究者展望，随着技术迭代（如多腰带三维重建、无需用力呼气的检测方案），EIT有望成为颠覆性的肺功能评估工具。

这项研究为肥胖相关呼吸疾病的诊疗开辟了新途径。对于合并多种并发症的肥胖患者，这种无辐射、可重复的床旁检测技术，不仅能为临床提供传统肺量计无法实现的区域性肺功能信息，更可能成为呼吸慢病管理的重要突破。未来研究若能结合人工智能算法深化影像解读，EIT或将成为呼吸医学领域的新标杆。