La conductividad eléctrica de un objeto biológico es una característica cualitativa de la capacidad de los objetos vivos (tejidos) para conducir corriente eléctrica.
En el tejido biológico, la corriente eléctrica afecta a los componentes y estructuras que tienen carga eléctrica y/o momento dipolar eléctrico. En el espacio que rodea las membranas celulares por ambos lados, las cargas eléctricas, presentadas principalmente por iones, y las fuentes del momento dipolar, presentadas por las moléculas polares de agua, y las macromoléculas polares móviles, actúan como fuentes de cambios. Es la llamada conductividad eléctrica extramembranosa. La resistencia activa en este caso del objeto biológico depende de la estructura química de este objeto, más exactamente de los compuestos químicos que llenan el espacio extramembranoso. El componente de resistencia activa depende en pequeña medida de la frecuencia, puede considerarse constante en el rango de frecuencia de 10 Hz – 10 MHz, es el llamado componente independiente de la frecuencia.
Las soluciones iónicas, como la solución acuosa de NaCl, no demuestran dispersión dieléctrica a frecuencias inferiores a 1 MHz.
Las soluciones iónicas demostraron dispersión dieléctrica sólo en frecuencias superiores a 1 MHz.
La capacidad de la membrana celular para polarizarse debido a estructuras proteicas y lipídicas determina sus excepcionales propiedades eléctricas. La conductividad eléctrica de la membrana asociada a la doble capa lipídica se mide a través de la resistencia reactiva del objeto biológico. La reactancia capacitiva revela una fuerte dependencia de la frecuencia, es el llamado componente dependiente de la frecuencia. A frecuencias inferiores a 100 kHz, la reactancia capacitiva es 2 o 3 veces menor que el componente activo de la impedancia.
Por lo tanto, la solución salina u otras soluciones salinas son materiales puramente resistivos, es decir, independientes de la frecuencia y, en consecuencia, los sistemas de impedancia eléctrica multifrecuencia no pueden examinar las soluciones salinas de manera adecuada porque la respuesta de los materiales puramente resistivos no cambia junto con el cambio de frecuencia. . Y la estructura proteico-lipídica de la membrana celular biológica crea la capacitancia de la célula y permite aplicar un sistema de impedancia eléctrica multifrecuencia para evaluar el objeto biológico utilizando una frecuencia de corriente en el rango de 100 a 500 kHz.
El método de diagnóstico médico que calcula la conductividad eléctrica o la permitividad dieléctrica de una parte del cuerpo basándose en mediciones eléctricas superficiales se llama espectroscopia de impedancia eléctrica. La impedancia eléctrica es el término utilizado para designar la resistencia de un objeto a la corriente eléctrica, que tiene propiedades dependientes e independientes de la frecuencia.
Algunas células cancerosas presentan cambios de impedancia dependientes de la frecuencia, que difieren significativamente de la impedancia de las células sanas. Ésta es la razón por la que la medición de la impedancia eléctrica a diferentes frecuencias puede utilizarse para el diagnóstico de tumores.
El gráfico anterior muestra que la conductividad promedio del tejido tumoral es significativamente mayor que la del tejido sano en todo el rango de frecuencias (de 10 Hz a 1 MHz).
El gráfico muestra que durante los estudios in vitro el carcinoma de mama demuestra una conductividad eléctrica tres veces mayor que la del tejido conectivo y adiposo. Con el aumento de la frecuencia esta relación prácticamente no cambia (Jossinet, J.: “The Impedivity of Freshly Excised Human Breast Tissue”, Physiol. Meas. 1998; 19:61-75).
El gráfico muestra que en el estudio se detectó que la impedancia del tumor era significativamente menor que la de los tejidos sanos, y con el aumento de la frecuencia esta relación prácticamente no cambió (“Métodos y medios de impedancometría eléctrica multifrecuencia de tejido humano para el cáncer Cirugía” K.D. Belik 2010).
La característica distintiva de la espectroscopia de impedancia es el uso de equipos de banda ancha (de 10 kHz a 1 GHz).
El mamógrafo de impedancia eléctrica MEIK es un sistema de visualización tomográfica y utiliza los siguientes parámetros de corriente eléctrica: corriente 0,5 mA, frecuencia 50 kHz. Estos parámetros permiten recibir una imagen de buena calidad con buena resolución e información cualitativa. Durante las pruebas del sistema en el Instituto de Radiotecnología y Electrónica de la Academia de Ciencias de Rusia y después de los estudios clínicos realizados por especialistas de SIM-Technika, se determinó la frecuencia de trabajo de 50 kHz, óptima desde el punto de vista de la comodidad de uso y el nivel de señales parasíticas, desembocando en su elección. Estas pruebas demostraron que la calidad de la visualización (resolución, sensibilidad) permanece estable para frecuencias de trabajo de 50 kHz. A frecuencias más altas, el efecto de los artefactos se vuelve notable, a frecuencias inferiores a la frecuencia de trabajo, se vuelve más complicado resolver el problema de la alta impedancia en la transferencia electrodo-piel.
La aplicación de un mamógrafo de impedancia eléctrica con una fuerza de corriente de 0,5 mA y una frecuencia de 50 kHz permite evaluar la conductividad eléctrica extramembrana independiente de la frecuencia. En igualdad de condiciones (principalmente factores externos, es decir, fuerza actual, frecuencia actual), el nivel de conductividad eléctrica y la imagen de impedancia eléctrica en sí dependen de la concentración extramembrana de iones y su velocidad de viaje.
La aplicación del mamógrafo de impedancia eléctrica de frecuencia única MEIK ha demostrado su eficacia para el diagnóstico temprano del cáncer de mama.
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