Impedanciometria biológica

Dado que la impedancia eléctrica de los tejidos vivos varía según la repleción vascular, la repleción aérea y otras circunstancias fisiológicas, se han llevado a cabo una gran cantidad de experimentos con fin de evaluar eventos fisiológicos y patológicos por medio de las variaciones de corriente producidas por este fenómeno al aplicarles una fuente de tensión externa. Estas experiencias condujeron a la utilización del método en áreas limitadas, a saber: Impediacimetria pulmonar, Impedancimetria cardiaca, Impedancimetria cerebral y plestimografia impedancimetrica. De estas, la que ha producido resultados de mayor utilidad clínica es la reologia cerebral.

Las técnicas impedancimetricas consisten en inyectar al tejido bajo estudio, mediante electrodos superficiales, una corriente directa o alternada y recoger mediante esos u otros electrodos las variaciones de potencial originadas por los cambios de impedancia del tejido. 

Existen 4 tipos de circuitos excitadores-detectores, a saber: Circuito puente impedancimetro (bipolar), circuito corriente constante bipolar, circuito de corriente constante terapolar y circuito auto balanceador de impedancias.

Las señales correspondientes a los cambios de impedancia en los tres primeros tipos son detectadas mediante amplificadores de C.D. de impedancia de entrada mucho más alta que la del sistema electrodos-detector. La señal puede ser tratada previamente mediante un detector de fase o un demodulador de FM. El detector de fase se utiliza cuando es necesario discernir entre los componentes tisulares capacitivo y resistivo. Cuando la componente capacitiva es la que ocasiona la mayor parte de la variación de impedancia, se aprovecha esta para modular una portadora que luego será necesario desmodular mediante el detector antedicho. Finalmente en raras ocasiones, se utiliza una corriente directa la cual es modulada por los cambios de conductividad o impedancia del evento fisiológico; esta variación es amplificada directamente por un amplificador de CD.

En cualquier caso, el tejido bajo observación tiene una impedancia basal (ZO) bastante constante; sobre esta actúa la variación fisiológica dZ de mucho menor valor. Finalmente es importante hacer notar que la impedancigrafia de fenómenos biológicos es la única técnica no invasiva para investigar un determinado fenómeno.

TÉCNICA DEL ELECTRODO GUARDA

La distribución de las líneas del campo eléctrico generadas por 2 electrodos, pequeños en comparación con el tamaño del conductor homogéneo, y cuando se utiliza un electrodo grande y uno pequeño sobre el mismo conductor son:

Observamos en ambos casos que la distribución de la densidad de corriente dentro del conductor no es homogenea. En el caso de la inyección de corrietne al cuerpo humano, dado que los diferentes organos y tejidos conforman un medio anisotropo, la distribución de la densidad de corriente dentro del mismo, para estas condiciones, sera mas inhomogenea aun. A fin de lograr en este ultimo caso la mejor uniformidad electrica interlectrodica posible, se ha ideado un electrodo-guarda en forma de anillo, el cual rodea el elecrtrodo estimulante, siendo mantenido al mismo potencial que este.

SEGURIDAD DE LA IMPEDANCIMETRIA

El rango de intensidades pasible de utilizar en impedancimetria humana es muy grande, circunstancia que permite inyectar a la zona bajo estudio una intensidad muy adecuada como para que las variaciones de impedancia debidas a eventos fisiologicos provoquen una señal suficientemente fuerte.

Hay un acuerdo universal que por encima de 20kHz la intensidad necesaria para producir efectos adversos o peligrosos sobre el organismo es realmente muy grande. Sensando simultaneamente todos los parámetros fisiológicos vitales y los principales parámetros subjetivos se llego a la conclusión que para 20kHz la intensidad que puede producir sensaciones es de unos 20mA para electrodos de 1cm² . Para esta misma superficie el umbral de dolor se situa alrededor de los 40mA. La tolerancia a la corriente a partir de esta frecuencia se hace casi proporcional al aumento de la misma.

APLICACIONES NEUMOGRAFIA IMPEDANCIMETRICA

Un método sencillo para obtener un registro de patrones respiratorios en términos de la capacidad respiratoria o del volumen respiratorio consiste en medir la impedancia eléctrica entre un par de electrodos colocados en ambas lineas medioaxilares. En el rango de frecuencias desde 50 a 100kHz, los cambios observados en la impedancia transtoracica acompañando a la respiracion son esencialmente debidos al componente resistivo y la magnitud de los mismos es independiente de la frecuencia sobre ese rango.

OTRAS APLICACIONES IMPEDANCIMETRICAS

Debido a que practicamente cualquier material o tejido que varia sus propiedadess fisicoquimicas producira un cambio o de resistencia, o de capacitancia o de ambas magnitudes a la vez, se puede aplicar el metodo impedancial para registrar cualitativa o cuantitativamente casi cualquier fenómeno fisiologico. Señalemos como mejor relacionados con las varaciones impedanciales los cambios de volumen vesical, la contracción muscular y los cambios resistocapacitivos de las membranas celulares durante la generación del potencial de acción.