使用近红外光谱法测量接受血液透析患者组织氧合水平

摘要

我们介绍了一种利用近红外光谱监测仪测量血液透析（HD）患者区域血氧饱和度（rSO₂）的实验方案。rSO₂值是组织氧合状态的指标。这种无创、实时的监测方法可用于确认HD过程中器官氧合状态的变化。

摘要

近红外光谱技术（NIRS）最近被用作测量区域血氧饱和度（rSO₂）的一种工具₂），一种组织氧合的标志物，在心血管手术、脑外科、新生儿监护及院前急救等临床场景中的应用。近红外光谱监测设备具有实时、无创的特点，主要用于手术期间或重症监护期间对危重患者脑氧合状态的评估。迄今为止，近红外光谱监测在慢性肾脏病（CKD）患者（包括接受血液透析（HD）的患者）中的应用仍较为有限；因此，我们研究了rSO₂₂ HD 期间某些器官的数值变化。我们监测了 rSO₂ 使用在两个波长下发射近红外光的NIRS设备测量值。将HD患者置于仰卧位，测量rSO₂ 将测量传感器分别贴在前额、右季肋区和小腿部位，以评估rSO₂₂ 分别在脑部、肝脏和小腿肌肉中。近红外光谱监测（NIRS）可能为阐明血液透析期间器官氧合的变化或影响慢性肾病（CKD）患者组织氧合的因素提供一种新方法。本文描述了一种通过rSO₂来测量组织氧合的实验方案。₂ 如在亨廷顿病患者中所应用的。

引言

近红外光谱技术（NIRS）已被用于评估区域氧饱和度（rSO₂），该指标可反映组织氧合状态，尤其在多种临床场景下用于评估脑部氧合^1,2,3，并已近期应用于接受血液透析（HD）的患者^{4,5,6,7,8,9,10,11}。据报道，脑部rSO₂与接受血液透析的患者或非透析慢性肾脏病（CKD）患者的认知功能相关^11,12。然而，迄今为止，NIRS监测在CKD患者中的应用仍较为有限。

由于近红外光谱（NIRS）监测具有实时性和无创性，我们评估了其作为血液透析（HD）患者监测设备的实用性。尽管NIRS主要用于测量脑组织氧饱和度（rSO₂），我们还考察了HD过程中其他器官的rSO₂值。具体而言，将rSO₂测量传感器分别置于前额、右季肋区和小腿部位，以评估脑、肝及下肢肌肉的rSO₂。结果表明，NIRS监测可为阐明HD期间器官氧合变化或影响慢性肾病（CKD）患者组织氧合的因素提供一种新方法。

迄今为止，在临床实践中，血液透析（HD）期间已采用持续监测方法，包括血容量监测、中心静脉血氧饱和度、胸腔导纳以及电子听诊器引导的血压（BP）估算^13,14,15；然而，这些方法在低血压预测方面或设备的广泛应用上仍存在局限性。相比之下，本文介绍的新型无创方法可实时提供个体器官在透析过程中的氧动态信息。因此，该监测方法可能有助于在透析中低血压的早期阶段检测到短暂的器官缺血，并可能促进血液透析的安全实施。本文描述了一项用于测量接受血液透析患者组织氧合（以rSO₂表示）的实验方案。

方案

所有参与者均签署了书面知情同意书。本研究已获得日本顺天堂大学埼玉医疗中心机构审查委员会批准（RIN 15–104）。

1. rSO₂ 监测设备

1. 准备一台近红外光谱（NIRS）设备，用于测量组织氧合。该设备具有四个通道，可同时对最多四个器官进行测量。
2. 为NIRS监测准备测量传感器，通过在两个波长下发射近红外光来评估各器官的rSO₂值。

2. 安装测量传感器

1. 每次血液透析前，让每位患者仰卧休息至少5分钟。
2. 将测量传感器分别贴附于前额、右侧季肋区和下肢，以评估脑部、肝脏和下肢肌肉的rSO₂。
3. 脑组织氧合监测
   1. 将测量传感器贴附于优势半球的前额部位。
4. 肝脏氧合监测
   1. 准备超声设备，测量患者肝脏表面至体表的深度，确认该深度在20–30 mm范围内。随后，将测量传感器贴附于右侧季肋区。
      注意：该设备所测得的rSO₂值对应于体表下20–30 mm深度的组织。在某些情况下，由于皮下脂肪较厚，肝脏位置可能深于体表30 mm以上。
5. 肌肉氧合监测
   1. 将测量传感器贴附于右侧或双侧下肢。
6. 传感器连接与设备启动
   1. 将各传感器连接至设备导线，然后开启设备，开始氧合监测。

3. 穿刺透析瘘管并开始监测

1. 穿刺透析通路
   1. 穿刺患者的透析通路以开始血液透析（HD）治疗。此时，使用透析机配备的数字血压计测量血压，并用注射器采集血样。
2. 开始监测
   1. 开始HD治疗后，启动对三个器官组织氧合的监测：脑、肝和小腿肌肉。
3. HD期间rSO₂的监测
   1. 观察各器官rSO₂值的变化，并定期测量血压，同时进行HD治疗期间的常规监测，包括心率、静脉压和血容量。确认传感器与导联的贴附部位及其连接状态。

结果

HD 治疗前的脑组织氧饱和度（rSO₂）值低于健康受试者，且合并糖尿病（DM）的 HD 患者的脑 rSO₂ 值低于不合并 DM 的 HD 患者（图 1）¹⁶。此外，尽管在 HD 过程中血压（BP）未下降，组织氧合仍持续存在，但我们偶然观察到因透析中低血压导致的脑和肝组织 rSO₂ 变化（图 2）。由于实现了连续监测，组织氧合的变化比间歇测量的血压更早被发现。数据以均值 ± 标准误表示。采用非配对样本的方差分析对三组间进行比较。

讨论

近红外光谱（NIRS）监测主要用于评估脑组织氧饱和度（rSO₂），尤其适用于需要体外循环的心血管或脑血管手术。在包括血液透析（HD）治疗在内的体外循环过程中，某些器官可能出现相对性缺血^7,17,18；然而，组织氧合水平是否确实降低仍不明确。血液透析过程中出现的肌肉痉挛或腹痛，可能是由于器官灌注不足导致透析中低血压的先兆症状之一。然而，在血液透析治疗中，目前尚无用于实时评估组织氧合状态的方法。因此，我们关注利用上述方案中的监测设备来评估器官的氧合状况。该方案对血液透析患者无创，且有助于实时确认组织氧合状态的变化。

如图1所示，伴有糖尿病（DM）的血液透析（HD）患者脑组织氧饱和度（rSO₂）低于无糖尿病的患者。此外，血管钙化程度越高，脑组织氧合水平越低¹⁹

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
DBB-100NX	Nikkiso	DBB-100NX	透析机
INVOS 5100c	Covidien Japan	INVOSTM 5100c	组织氧合监测设备
SOMASENSER	Covidien Japan	CV-SAFB-SM/INTL	NIRS 传感器