Summary
Presentiamo un protocollo per misurare la saturazione regionale di ossigeno (rSO2) nei pazienti in emodialisi (HD) utilizzando un monitor spettroscopico nel vicino infrarosso. Il valore rSO2 è un indice di ossigenazione dei tessuti. Questo monitoraggio non invasivo e in tempo reale potrebbe essere utile per confermare i cambiamenti nell'ossigenazione degli organi durante la MH.
Abstract
La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è stata recentemente applicata come strumento per misurare la saturazione regionale di ossigeno (rSO2), un marker dell'ossigenazione dei tessuti, in contesti clinici tra cui chirurgia cardiovascolare e cerebrale, monitoraggio neonatale e medicina preospedaliera. I dispositivi di monitoraggio NIRS sono in tempo reale e non invasivi e sono stati utilizzati principalmente per valutare l'ossigenazione cerebrale in pazienti critici durante un'operazione o una terapia intensiva. Finora, l'uso del monitoraggio NIRS nei pazienti con malattia renale cronica (CKD) inclusa l'emodialisi (HD) è stato limitato; pertanto, abbiamo studiato i valori di rSO2 in alcuni organi durante la MH. Abbiamo monitorato i valori di rSO 2 utilizzando un dispositivo NIRS che trasmette luce nel vicino infrarosso a2 lunghezze d'onda di attacco. I pazienti MH sono stati posti in posizione supina, con sensori di misurazione rSO 2 attaccati alla fronte, all'ipocondrio destro e alla parte inferiore delle gambe per valutare rSO2 rispettivamente nel cervello, nel fegato e nei muscoli della parte inferiore della gamba. Il monitoraggio NIRS potrebbe essere un nuovo approccio per chiarire i cambiamenti nell'ossigenazione degli organi durante la MH o i fattori che influenzano l'ossigenazione dei tessuti nei pazienti con insufficienza renale cronica. Questo articolo descrive un protocollo per misurare l'ossigenazione tissutale rappresentata da rSO2 applicata nei pazienti MH.
Introduction
La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è stata utilizzata per valutare la saturazione regionale di ossigeno (rSO 2), un marker dell'ossigenazione tissutale, in particolare l'ossigenazione cerebrale in vari contesti clinici 1,2,3 ed è stata recentemente applicata a pazienti sottoposti a emodialisi (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Secondo quanto riferito, larSO 2 cerebrale è associata alla funzione cognitiva nei pazienti sottoposti a MH o in quelli con malattia renale cronica non dializzata (CKD)11,12. Tuttavia, finora, l'uso del monitoraggio NIRS è stato limitato nei pazienti con insufficienza renale cronica.
Poiché il monitoraggio NIRS è in tempo reale e non invasivo, abbiamo valutato la sua utilità come dispositivo di monitoraggio nei pazienti sottoposti a MH. Sebbene la NIRS sia utilizzata principalmente per misurare l'rSO2 cerebrale, abbiamo anche studiato i valori di rSO 2 in altri organi durante la MH. In particolare, i sensori di misurazione rSO 2 sono stati collegati alla fronte, all'ipocondrio destro e alla parte inferiore delle gambe per valutare rSO 2 rispettivamente nel cervello, nel fegato e nei muscoli inferiori. I risultati hanno mostrato che il monitoraggio NIRS potrebbe essere un nuovo approccio per chiarire i cambiamenti nell'ossigenazione degli organi durante la MH o i fattori che influenzano l'ossigenazione dei tessuti nei pazienti con insufficienza renale cronica.
Ad oggi, è stato eseguito un monitoraggio continuo durante la MH, il monitoraggio del volume ematico, la saturazione di ossigeno venoso centrale, l'ammissione toracica e la pressione sanguigna stimata (BP) guidata da stetoscopio elettronico in ambito clinico13,14,15; Tuttavia, ci sono limitazioni per la previsione dell'ipotensione o l'ampio uso di dispositivi. Al contrario, il nuovo approccio non invasivo qui potrebbe fornire informazioni in tempo reale sulla dinamica dell'ossigeno intradialitico nei singoli organi. Pertanto, questo metodo di monitoraggio può consentire l'individuazione di ischemia transitoria d'organo nelle prime fasi dell'ipotensione intradialitica e può anche consentire l'esecuzione sicura della MH. Questo articolo descrive un protocollo per misurare l'ossigenazione dei tessuti rappresentata da rSO2, applicato nei pazienti sottoposti a MH.
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Protocol
Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto. Lo studio è stato approvato dall'Institutional Review Board del Saitama Medical Center, Jichi Medical University, Giappone (RIN 15-104).
1. Dispositivo per il monitoraggio di rSO2
- Preparare un dispositivo NIRS per misurare l'ossigenazione dei tessuti. Questo dispositivo ha quattro canali e può eseguire misurazioni in un massimo di quattro organi contemporaneamente.
- Preparare un sensore di misura per il monitoraggio NIRS, per valutare i valori di rSO2 in ciascun organo trasmettendo luce nel vicino infrarosso a due lunghezze d'onda di attacco.
2. Collegamento del sensore di misurazione
- Lasciare riposare ogni paziente in posizione supina per almeno 5 minuti prima della MH.
- Collegare sensori di misurazione alla fronte, all'ipocondrio destro e alla parte inferiore delle gambe per valutare rSO2 rispettivamente nel cervello, nel fegato e nei muscoli della parte inferiore della gamba.
- Monitoraggio dell'ossigenazione cerebrale
- Collegare i sensori di misurazione alla fronte dell'emisfero dominante.
- Monitoraggio dell'ossigenazione epatica
- Preparare l'ecografia per misurare la profondità del fegato dei pazienti dalla superficie corporea. Verificare che questa misurazione si trovi entro 20-30 mm dalla superficie del corpo. Quindi, collegare i sensori di misurazione all'ipocondrio destro.
NOTA: In questo dispositivo, i valori di rSO2 devono essere ottenuti nel tessuto profondo a 20-30 mm dalla superficie corporea. In alcuni casi, il fegato può trovarsi a più di 30 mm dalla superficie corporea a causa della presenza di grasso sottocutaneo denso.
- Preparare l'ecografia per misurare la profondità del fegato dei pazienti dalla superficie corporea. Verificare che questa misurazione si trovi entro 20-30 mm dalla superficie del corpo. Quindi, collegare i sensori di misurazione all'ipocondrio destro.
- Monitoraggio dell'ossigenazione muscolare
- Collegare i sensori di misurazione alla parte inferiore destra o bilaterale delle gambe.
- Collegamento del sensore e alimentazione del dispositivo
- Collegare ciascun sensore ai cavi dal dispositivo. Quindi, accendi il dispositivo e inizia a misurare l'ossigenazione.
3. Perforare lo shunt di dialisi e iniziare il monitoraggio
- Foratura dello shunt di dialisi
- Perforare lo shunt di dialisi dei pazienti per iniziare la terapia HD. In questo momento, misurare la pressione arteriosa utilizzando un misuratore di pressione digitale dotato della macchina per la dialisi e raccogliere campioni di sangue utilizzando siringhe.
- Inizia il monitoraggio
- Dopo aver iniziato la terapia per la MH, iniziare a monitorare l'ossigenazione dei tessuti dei tre organi: cervello, fegato e muscolo della parte inferiore della gamba.
- Monitoraggio di rSO2 durante la MH
- Osservare i cambiamenti nei valori di rSO2 di ciascun organo e misurare regolarmente la pressione arteriosa in aggiunta al consueto monitoraggio eseguito durante la terapia MH, tra cui frequenza cardiaca, pressione venosa e volume del sangue. Confermare l'area di attacco e il collegamento tra i sensori e i conduttori.
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Representative Results
Ivalori di rSO 2 cerebrale prima della MH erano inferiori a quelli dei soggetti sani e l'rSO2 cerebrale nei pazienti MH con diabete mellito (DM) era inferiore a quelli dei pazienti MH senza DM (Figura 1)16. Inoltre, sebbene l'ossigenazione tissutale continui senza una diminuzione della pressione arteriosa durante la MH, abbiamo incidentalmente osservato cambiamenti nell'rSO2 cerebrale ed epatico dovuti all'ipotensione intradialitica (Figura 2). A causa del monitoraggio continuo, i cambiamenti nell'ossigenazione dei tessuti sono stati osservati più rapidamente rispetto alla pressione monitorata in modo intermittente. I dati sono stati espressi come mezzi ± errore standard. L'analisi della varianza per i valori non accoppiati è stata utilizzata per confrontare tre gruppi.
Figura 1: Confronto della rSO cerebrale2 prima della MH tra pazienti MH con diabete mellito (n = 27), pazienti MH senza diabete mellito (n = 27) e soggetti sani (n = 28). I pazienti comprendevano 38 uomini e 16 donne con età media di 67,7 ± 1,2 anni e durata della MH di 6,5 ± 1,9 anni. Le cause della malattia renale cronica erano DM (27 pazienti), glomerulonefrite cronica (14 pazienti), nefrosclerosi (4 pazienti), malattia renale policistica (4 pazienti) e altro (5 pazienti). Le barre di errore indicano l'errore standard. I dati si basavano su e la cifra è stata modificata rispetto a una precedente relazione16. DECIMETRO; diabete mellito, HD; emodialisi, rSO2; saturazione regionale di ossigeno. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Cambiamenti nellarSO 2 cerebrale ed epatica in un paziente con ipotensione intradialitica acuta. BP; pressione sanguigna, hr; ora, rSO2; saturazione regionale di ossigeno, UFR; velocità di ultrafiltrazione. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
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Discussion
Il monitoraggio NIRS è stato utilizzato principalmente per valutare l'rSO2 cerebrale, specialmente negli interventi chirurgici cardiovascolari o cerebrovascolari, che richiedono la circolazione extracorporea. Durante la circolazione extracorporea, compresa la terapia MH, alcuni organi potrebbero mostrare ischemia relativa 7,17,18; Tuttavia, non è chiaro se l'ossigenazione dei tessuti diventi bassa o meno. Crampi muscolari o dolore addominale durante la MH potrebbero essere uno dei sintomi prodromici dell'ipotensione intradialitica attraverso l'ipoperfusione d'organo. Tuttavia, nella terapia MH, attualmente non esiste un metodo per la valutazione in tempo reale dell'ossigenazione dei tessuti. Pertanto, ci siamo concentrati sull'utilizzo di questo dispositivo di monitoraggio per valutare l'ossigenazione degli organi utilizzando il protocollo sopra descritto. Questo protocollo non è invasivo per i pazienti MH ed è utile per confermare i cambiamenti nell'ossigenazione dei tessuti in tempo reale.
Come mostrato nella Figura 1, larSO 2 cerebrale nei pazienti MH con DM era inferiore a quella nei pazienti senza DM. Inoltre, una maggiore calcificazione vascolare è stata associata a una minore ossigenazione cerebrale19. Pertanto, i disturbi micro e macro-vascolari potrebbero essere associati a compromissione dell'ossigenazione cerebrale. Inoltre, larSO 2 cerebrale è stata relativamente mantenuta costante entro 60-150 mmHg nei pazienti MH4. Tuttavia, nell'ipotensione intradialitica, una diminuzione acuta della pressione arteriosa potrebbe portare a cambiamenti nell'ossigenazione degli organi (Figura 2). Prima di osservare i cambiamenti nei valori di rSO2 con questo protocollo, non abbiamo potuto confermare l'influenza dell'ossigenazione dei tessuti durante la MH. Oltre al monitoraggio continuo della pressione arteriosa, la pressione arteriosa viene generalmente valutata in modo intermittente. Al contrario, il monitoraggio continuo da parte del NIRS potrebbe essere in grado di rilevare cambiamenti nell'ossigenazione degli organi prima di essere rilevati da cambiamenti nella pressione arteriosa durante la MH. Quindi, potremmo osservare lo stato di ipossia prima di confermare l'abbassamento della BP. Oltre ai cambiamenti nella BP, la trasfusione di sangue, l'aferesi delle lipoproteine a bassa densità e l'ultrafiltrazione potrebbero causare cambiamenti nell'ossigenazione degli organi come l'rSO2 della parte inferiore delle gambe20,21,22. Pertanto, dovremmo prestare attenzione ai cambiamenti acuti nell'ossigenazione degli organi durante la MH.
Questo protocollo ha diverse limitazioni. In primo luogo, l'rSO2 cerebrale poteva essere misurato solo dalla fronte; Tuttavia, è difficile eseguire questa valutazione nella circolazione cerebrale posteriore. Poiché i sensori di misurazione sono di tipo sigillato, i loro sensori potrebbero essere fissati sui capelli. Successivamente, la misurazione dell'rSO2 epatico richiede la conferma dello spessore del grasso sottocutaneo. Nei pazienti con obesità, l'rSO2 misurato potrebbe non essere accurato, perché le luci del vicino infrarosso non potrebbero raggiungere gli organi bersaglio. In terzo luogo, i valori di rSO2 potrebbero essere influenzati dal movimento o dalla posizione del corpo (cioè posizioni supine e sedute). Pertanto, durante la MH, i pazienti devono essere misurati mentre si trovano nei loro letti e nella stessa posizione, per quanto possibile.
Inoltre, i valori di rSO2 misurati in questo protocollo rappresentano la saturazione venosa mista, che riflette l'ossigenazione dei tessuti nel sangue venoso (70-80%), capillare (5%) e arterioso (20-25%)23. Pertanto, le variazioni dei valori di rSO2 non sono necessariamente parallele alle variazioni della saturazione percutanea di ossigeno24,25. Pertanto, i valori di rSO2 misurati devono essere interpretati attentamente. Inoltre, questo protocollo è facile da eseguire e non invasivo per i pazienti se è disponibile un dispositivo di monitoraggio NIRS. Pertanto, questo metodo fornirebbe una versatilità ampiamente generale. Speriamo che questo monitoraggio NIRS sia dotato di macchine per dialisi come monitor di dialisi in futuro.
In conclusione, abbiamo descritto un protocollo per la misurazione dell'ossigenazione tissutale da parte della NIRS in pazienti sottoposti a MH. Questo monitoraggio durante la MH potrebbe fornire nuove scoperte riguardo ai cambiamenti nell'ossigenazione dei tessuti influenzati dalla terapia per la MH.
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Disclosures
Nessun conflitto di interessi.
Acknowledgments
Ringraziamo il personale di dialisi e i membri del dipartimento di nefrologia nel centro medico Saitama della Jichi Medical University. Vorremmo ringraziare Editage (www.editage.com) per l'editing in lingua inglese.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DBB-100NX | Nikkiso | DBB-100NX | Dialysis machine |
| INVOS 5100c | Covidien Japan | INVOSTM 5100c | tissue oxygenation device |
| SOMASENSER | Covidien Japan | CV-SAFB-SM/INTL | NIRS sensor |
References
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