Messung der Gewebeoxygenierung mittels Nahinfrarotspektroskopie bei Patienten, die sich einer Hämodialyse unterziehen
2. Oktober 2020
Wir präsentieren ein Protokoll zur Messung der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2) bei Hämodialysepatienten (HD) unter Verwendung eines Nahinfrarotspektroskopie-Monitors. DerrSO-2-Wert ist ein Index der Gewebeoxygenierung. Diese nichtinvasive und Echtzeitüberwachung könnte nützlich sein, um Veränderungen der Organoxygenierung während der Huntington-Krankheit zu bestätigen.
Mit dieser Methode können wir die Sauerstoffdynamik des Organs während der Hämodialyse verstehen. Vor der Entwicklung dieses Protokolls konnten wir keine Veränderungen des regionalen Sauerstoffs der einzelnen Organe bestätigen. Mit dieser einfachen Technik kann die regionale Sauerstoffsättigung nicht-invasiv und in Echtzeit ausgewertet werden.
Bei Dialysepatienten kann eine solche Überwachung intradyalitische Hypertonie oder eine längentrockene Ischämie während der Huntington-Krankheit erkennen. Dieses Neurosystem wurde bereits in mehreren Bereichen eingesetzt. Herz-Kreislauf- und zerebrovaskuläre Chirurgie, Neugeborene, Intensivpflege und präklinische Notfälle. Wir hoffen, dass dieses Monitoring in Zukunft auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen wird.
Zum Beispiel die Diagnose einer kognitiven Beeinträchtigung. Beginnen Sie mit der Vorbereitung eines Nahinfrarotspektroskopie- oder NIRS-Geräts zur Messung der Sauerstoffversorgung des Gewebes. Dieses Gerät verfügt über vier Kanäle und kann Messungen in bis zu vier Organen gleichzeitig durchführen.
Darüber hinaus sollten Messsensoren für die NIRS-Überwachung vorbereitet werden, um die regionalen Sauerstoffsättigungswerte in jedem Organ durch Sendung von Nahinfrarotlicht bei zwei Bindungswellenlängen zu bewerten. Lassen Sie den Patienten vor der Hämodialyse mindestens fünf Minuten lang in Rückenlage ruhen. Befestigen Sie dann Messsensoren an der Stirn, dem rechten Hypochondrium und den Unterschenkeln, um die regionale Sauerstoffsättigung im Gehirn, in der Leber und in den Unterschenkelmuskeln zu bewerten.
Für die Messung der zerebralen regionalen Sauerstoffsättigung befestigen Sie die Sensoren an der Stirn der dominanten Hemisphäre. Messen Sie bei Lebermessungen die Tiefe der Leber des Patienten von der Körperoberfläche aus und vergewissern Sie sich, dass diese Messung innerhalb von 20 bis 30 Millimetern liegt. Befestigen Sie anschließend die Messsensoren am rechten Hypochondrium.
Um die Sauerstoffversorgung der Muskeln zu überwachen, befestigen Sie Messsensoren an den rechten oder beidseitigen Unterschenkeln. Schließen Sie jeden Sensor an die Kabel des Geräts an. Schalten Sie dann das Gerät ein und beginnen Sie mit der Messung der Sauerstoffversorgung.
Punktion des Dialyse-Shunts des Patienten, um die Hämodialysetherapie zu beginnen. Messen Sie den Blutdruck mit einem digitalen Blutdruckmessgerät, das mit dem Dialysegerät ausgestattet ist, und entnehmen Sie Blutproben mit Spritzen. Beginnen Sie nach Beginn der Therapie mit der Überwachung der Sauerstoffversorgung des Gewebes in den drei Organen.
Beobachten Sie zusätzlich zu der üblichen Überwachung während der Hämodialyse Veränderungen der regionalen Sauerstoffsättigungswerte jedes Organs und messen Sie regelmäßig den Blutdruck. Bestätigen Sie den Befestigungsbereich und die Verbindung zwischen den Sensoren und den Leitungen. Die zerebralen Sauerstoffsättigungswerte von Hämodialysepatienten vor der Hämodialyse waren niedriger als die von gesunden Probanden.
Die Sättigungswerte von Hämodialysepatienten mit Diabetes mellitus waren niedriger als die von Hämodialysepatienten ohne Diabetes. Obwohl die Sauerstoffversorgung des Gewebes ohne Blutdruckabfall während der Hämodialyse fortgesetzt wird, wurden Veränderungen der zerebralen und hepatischen regionalen Sauerstoffsättigung aufgrund einer intradyalitischen Hypotonie beobachtet. Wenn Sie dieses Protokoll versuchen, ist es wichtig, die Sensoren zur Ortsmessung zusammenzufassen und die Registrierung der Sensoren anzuwenden.
Das neue System selbst ist keine neue Technik. Die Anwendung dieses Überwachungssystems auf die Hämodialyse ist jedoch eine andere und sehr nützlich, um Veränderungen der Sauerstoffversorgung der Organe während der Hämodialyse zu bewerten.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
In diesem Artikel wird ein Protokoll zur Messung der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2) bei Hämodialysepatienten mithilfe eines Nahinfrarotspektroskopie-Monitors vorgestellt. Diese nichtinvasive und Echtzeit-Überwachungstechnik ist wertvoll zur Beurteilung von Veränderungen der Organsauerstoffversorgung während der Hämodialyse.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Nephrologie
- Überwachungstechniken
Hintergrund
- Das Verständnis der Sauerstoffdynamik in Organen während der Hämodialyse ist entscheidend.
- Bisherige Methoden erlaubten keine Bestätigung von Veränderungen in den regionalen Sauerstoffkonzentrationen.
- Diese Technik ist nichtinvasiv und liefert Echtzeitdaten.
- Mögliche Anwendungen umfassen die Überwachung während kardiovaskulärer und zerebrovaskulärer Eingriffe.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines Protokolls zur Beurteilung der regionalen Sauerstoffsättigung bei Patienten in der Hämodialyse.
- Verbesserung der Überwachungsmöglichkeiten während der Hämodialyse.
- Erkundung des Einsatzes dieser Überwachung in verschiedenen medizinischen Fachgebieten.
Verwendete Methoden
- Überwachung mittels Nahinfrarotspektroskopie.
- Echtzeit-Bewertung der regionalen Sauerstoffsättigung.
- Anwendung in der Hämodialyse.
- Beurteilung von intradialytischem Bluthochdruck und Ischämie.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Messung des rSO2 bei Hämodialysepatienten.
- Fähigkeit, Veränderungen der Organoxygenierung zu erkennen.
- Potenzial für eine breitere Anwendung in anderen medizinischen Bereichen.
- Beitrag zum Verständnis der dynamischen Sauerstoffversorgung von Organen.
Schlussfolgerungen
- Das Protokoll bietet eine zuverlässige Methode zur Überwachung der Sauerstoffsättigung.
- Es kann helfen, Komplikationen während der Hämodialyse zu erkennen.
- Zukünftige Anwendungen könnten sich auf verschiedene medizinische Fachgebiete erstrecken.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die Überwachung der Gewebeoxygenierung bei Hämodialysepatienten schließt eine wichtige Lücke beim Verständnis organspezifischer Reaktionen auf die extrakorporale Therapie und ermöglicht die mechanistische Absicherung hämodynamischer Interventionen. Diese nichtinvasive, echtzeitfähige Methode unterstützt die Zielvalidierung, indem sie physiologische Veränderungen mit klinischen Ergebnissen wie intradialytischem Hypoton verknüpft und dadurch das Vorhersagevertrauen in präklinischen und frühen klinischen Modellen der Nierenerkrankung verbessert.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung gewebespezifischer Sauerstoffdynamiken zur Validierung hämodynamischer Zielgrößen in Modellen der Nierenerkrankung.
- Operativer Wert: Bietet Echtzeit-Quantifizierung der rSO2 zur funktionellen Validierung organspezifischer Reaktionen während der Therapiesimulation.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt standardisierte, reproduzierbare Sauerstoffmessgrößen in Gehirn-, Leber- und Muskelgewebe zur Normalisierung von Assays.
- Operativer Wert: Ermöglicht die multiplexe Überwachung mehrerer Organe mittels eines vierkanaligen NIRS-Geräts und erhöht so die Durchsatzrate in präklinischen Screening-Workflows.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Unterstützt die Modellierung krankheitsrelevanter Systeme, indem organ-spezifische Sauerstoffversorgungsänderungen unter simulierten Hämodialysebedingungen erfasst werden.
- Operationaler Wert: Ermöglicht die langfristige Überwachung des rSO2, um den therapeutischen Einfluss auf die Gewebesauerstoffversorgung in CKD-Modellen zu bewerten.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in die Entdeckungskette von der Target-Validierung bis zur präklinischen Evaluation ein und schafft eine Brücke zwischen der physiologischen Phänotypanalyse und dem mechanistischen Verständnis in Modellen renaler und kardiovaskulärer Erkrankungen.
- Entdeckungsbiochemie: Unterstützt die Hypothesenprüfung von Sauerstofftransportmechanismen bei Nierenerkrankungen, indem direkte Gewebeoxygenierungsmessungen bereitgestellt werden.
- Screening: Liefert quantitative, echtzeitfähige Ergebnisse, die den Vergleich der Wirkungen von Substanzen oder Interventionen auf die regionale Sauerstoffsättigung ermöglichen.
- Analytik: Erzeugt rSO2-Trends und -Schwellenwerte, die zur Stratifizierung hämodynamischer Reaktionen beitragen und Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch informieren.
- Translationale Forschung: Verbindet akute Oxygenierungsänderungen während der Dialyse mit chronischen Gewebeschädigungsprozessen, die für das Fortschreiten der chronischen Nierenerkrankung (CKD) relevant sind.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform zur Überwachung der Gewebeoxygenierung über verschiedene Krankheitsmodelle hinweg und reduziert so den Bedarf an redundanter Assay-Entwicklung.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unklarheiten bei sauerstoffbezogenen Wegen, indem direkte, organspezifische Sauerstoffversorgungsdaten bereitgestellt werden.
- Operationaler Wert: Gewährleistet Standardisierung und Reproduzierbarkeit durch feste Sensorplatzierung und NIRS-Messung mit zwei Wellenlängen.
- Strategischer Wert: Verbessert Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch, indem hämodynamische Risiken frühzeitig erkannt werden, wodurch das Risiko von Fehlschlägen in späteren Stadien verringert wird.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht die risikoadjustierte Priorisierung von Wirkstoffen basierend auf organspezifischen Sicherheitsprofilen hinsichtlich der Sauerstoffversorgung.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in den Prinzipien der Nahinfrarotspektroskopie und der gewebespezifischen Sensorplatzierung.
- Setzt NIRS-Messgeräte mit Mehrkanalfunktion und Dual-Wellenlängen-Transmission voraus.
- Erfordert die Standardisierung der Befestigungsstellen (Stirn, rechter Oberbauch, Unterschenkel) sowie eines Protokolls zur Rückenlagepositionierung.
- Beinhaltet die Validierung der Signalqualität und die Korrektur für die Gewebetiefe, insbesondere bei hepatischen Messungen (20–30 mm Tiefe).
- Eingeschränkt durch Signalstörungen durch Bewegung, Umgebungslicht oder Gewebeheterogenität, die während der Überwachung kontrolliert werden müssen.
