Artículo de método

Medición de la oxigenación tisular mediante espectroscopia de infrarrojo cercano en pacientes sometidos a hemodiálisis

DOI:

10.3791/61721

⸱

2 de octubre de 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Nephrology, First Department of Integrated Medicine, Saitama Medical Center, Jichi Medical University, 2Department of clinical engineering, Saitama Medical Center, Jichi Medical University

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Presentamos un protocolo para medir la saturación regional de oxígeno (rSO2) en pacientes en hemodiálisis (HD) mediante el uso de un monitor de espectroscopia de infrarrojo cercano. El valor de rSO2 es un índice de oxigenación tisular. Esta monitorización no invasiva y en tiempo real podría ser útil para confirmar los cambios en la oxigenación de los órganos durante la HD.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) se ha aplicado recientemente como una herramienta para medir la saturación regional de oxígeno (rSO2), un marcador de oxigenación tisular, en entornos clínicos que incluyen cirugía cardiovascular y cerebral, monitoreo neonatal y medicina prehospitalaria. Los dispositivos de monitoreo NIRS son en tiempo real y no invasivos, y se han utilizado principalmente para evaluar la oxigenación cerebral en pacientes críticos durante una operación o cuidados intensivos. Hasta el momento, el uso de la monitorización NIRS en pacientes con enfermedad renal crónica (ERC), incluida la hemodiálisis (HD), ha sido limitado; por lo tanto, investigamos los valores de rSO2 en algunos órganos durante la HD. Monitoreamos los valores de rSO 2 utilizando un dispositivo NIRS que transmite luz infrarroja cercana a2 longitudes de onda de conexión. Los pacientes con EH se colocaron en posición supina, con sensores de medición de rSO 2 conectados a la frente, el hipocondrio derecho y la parte inferior de las piernas para evaluar rSO2 en el cerebro, el hígado y los músculos de la parte inferior de la pierna, respectivamente. La monitorización NIRS podría ser un nuevo enfoque para aclarar los cambios en la oxigenación de órganos durante la HD o los factores que afectan la oxigenación tisular en pacientes con ERC. Este artículo describe un protocolo para medir la oxigenación tisular representada por rSO2 tal como se aplica en pacientes con EH.

Introducción

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) se ha utilizado para evaluar la saturación regional de oxígeno (rSO 2), un marcador de oxigenación tisular, especialmente la oxigenación cerebral en diversos entornos clínicos 1,2,3 y recientemente se ha aplicado a pacientes sometidos a hemodiálisis (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. ElrSO 2 cerebral se asocia con la función cognitiva en pacientes en HD o con enfermedad renal crónica (ERC) no dializada11,12. Sin embargo, hasta ahora, el uso de la monitorización NIRS ha sido limitado en pacientes con ERC.

Como la monitorización NIRS es en tiempo real y no invasiva, evaluamos su utilidad como dispositivo de monitorización en pacientes sometidos a HD. Aunque NIRS se utiliza principalmente para medir el rSO2 cerebral, también investigamos los valores de rSO 2 en otros órganos durante la HD. Específicamente, los sensores de medición de rSO 2 se unieron a la frente, el hipocondrio derecho y la parte inferior de las piernas para evaluar rSO 2 en el cerebro, el hígado y los músculos inferiores, respectivamente. Los resultados mostraron que la monitorización NIRS podría ser un nuevo enfoque para aclarar los cambios en la oxigenación de órganos durante la HD o los factores que afectan la oxigenación tisular en pacientes con ERC.

Hasta la fecha, se realizó monitorización continua durante HD, monitorización del volumen sanguíneo, saturación venosa central de oxígeno, ingreso torácico y presión arterial estimada (PA) guiada por estetoscopio electrónico en ámbitos clínicos13,14,15; Sin embargo, existen limitaciones para la predicción de hipotensión o el uso generalizado de dispositivos. En contraste, el nuevo enfoque no invasivo aquí podría proporcionar información en tiempo real sobre la dinámica intradialítica del oxígeno en órganos individuales. Por lo tanto, este método de monitorización puede permitir la detección de isquemia orgánica transitoria en las primeras fases de la hipotensión intradialítica y también puede permitir la realización segura de la HD. Este artículo describe un protocolo para medir la oxigenación tisular representada por rSO2, tal como se aplica en pacientes sometidos a HD.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito. El estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Centro Médico Saitama, Universidad Médica de Jichi, Japón (RIN 15-104).

1. Dispositivo para la monitorización de rSO2

  1. Prepare un dispositivo NIRS para medir la oxigenación de los tejidos. Este dispositivo tiene cuatro canales y puede realizar mediciones en hasta cuatro órganos al mismo tiempo.
  2. Preparar un sensor de medición para el monitoreo NIRS, para evaluar los valores de rSO2 en cada órgano mediante la transmisión de luz infrarroja cercana a dos longitudes de onda de conexión.

2. Acoplamiento del sensor de medición

  1. Permita que cada paciente descanse en posición supina durante al menos 5 minutos antes de la HD.
  2. Conecte sensores de medición en la frente, el hipocondrio derecho y la parte inferior de las piernas para evaluar el rSO2 en el cerebro, el hígado y los músculos de la parte inferior de la pierna, respectivamente.
  3. Monitorización de la oxigenación cerebral
    1. Conecte sensores de medición a la frente del hemisferio dominante.
  4. Monitorización de la oxigenación hepática
    1. Preparar la ecografía para medir la profundidad del hígado de los pacientes desde la superficie del cuerpo. Confirme que esta medición está a 20-30 mm de la superficie corporal. A continuación, conecte los sensores de medición al hipocondrio derecho.
      NOTA: En este dispositivo, los valores de rSO2 deben obtenerse en tejido profundo a 20-30 mm de la superficie corporal. En algunos casos, el hígado puede estar localizado a más de 30 mm de la superficie corporal debido a la presencia de grasa subcutánea gruesa.
  5. Monitorización de la oxigenación muscular
    1. Coloque sensores de medición en la parte inferior derecha o bilateral de las piernas.
  6. Conexión del sensor y alimentación del dispositivo
    1. Conecte cada sensor a los cables del dispositivo. A continuación, encienda el dispositivo y comience a medir la oxigenación.

3. Perforar la derivación de diálisis y comenzar el monitoreo

  1. Punción de la derivación de diálisis
    1. Perforar la derivación de diálisis de los pacientes para iniciar la terapia con EH. En este momento, mida la presión arterial con un monitor digital de presión arterial equipado con la máquina de diálisis y recoja muestras de sangre con jeringas.
  2. Comience a monitorear
    1. Después de comenzar la terapia con EH, comience a monitorear la oxigenación tisular de los tres órganos: el cerebro, el hígado y el músculo de la parte inferior de la pierna.
  3. Monitorización de rSO2 durante HD
    1. Observe los cambios en los valores de rSO2 de cada órgano y mida la PA regularmente, además de la monitorización habitual realizada durante la terapia HD, incluida la frecuencia cardíaca, la presión venosa y el volumen sanguíneo. Confirme el área de fijación y la conexión entre los sensores y los cables.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Losvalores de rSO 2 cerebral antes de HD fueron menores que los de sujetos sanos y los de rSO2 cerebral en pacientes en HD con diabetes mellitus (DM) fueron menores que en pacientes con HD sin DM (Figura 1)16. Además, aunque la oxigenación tisular continúa sin disminución de la PA durante la HD, incidentalmente observamos cambios en la SO 2 cerebral y hepática debidoa la hipotensión intradialítica (Figura 2

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La monitorización NIRS se ha utilizado principalmente para evaluar el rSO2 cerebral, especialmente en cirugías cardiovasculares o cerebrovasculares, que requieren circulación extracorpórea. Durante la circulación extracorpórea, incluida la terapia con EH, algunos órganos podrían mostrar isquemia relativa 7,17,18; sin embargo, aún no está claro si la oxigenación tisular se vuelve baja o no. Los calambres musculares o e...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sin conflictos de interés.

Agradecimientos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Agradecemos al personal de diálisis y a los miembros del departamento de nefrología del centro médico Saitama de la Universidad Médica de Jichi. Nos gustaría agradecer a Editage (www.editage.com) por la edición en inglés.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
DBB-100NXNikkisoDBB-100NX Máquina dediálisis
INVOS 5100cCovidien JapónINVOSTM 5100cdispositivo de oxigenación tisular
SOMASENSERCovidien JapónSensor CV-SAFB-SM/INTLNIRS

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Nishiyama, K., et al. Regional cerebral oxygen saturation monitoring for predicting interventional outcomes in patients following out-of-hospital cardiac arrest of presumed cardiac cause: A prospective, observational, multicentre study. Resuscitation. 96, 135-141 (2015).
  2. Kobayashi, K., et al. Factors associated with a low initial cerebral oxygen saturation value in patients undergoing cardiac surgery. Journal of Artificial Organs. 20 (2), 110-116 (2017).
  3. Cruz, S. M., et al. A novel multimodal computational system using near-infrared spectroscopy predicts the need for ECMO initiation in neonates with congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 53 (1), 152-158 (2018).
  4. MacEwen, C., Sutherland, S., Daly, J., Pugh, C., Tarassenko, L. Relationship between Hypotension and Cerebral Ischemia during Hemodialysis. Journal of the American Socociety of Nephrology. 28 (8), 2511-2520 (2017).
  5. Polinder-Bos, H. A., et al. Changes in cerebral oxygenation and cerebral blood flow during hemodialysis - A simultaneous near-infrared spectroscopy and positron emission tomography study. Journal of Cerebral Blood Flow & Metablism. 40 (2), 328-340 (2020).
  6. Ookawara, S., et al. Differences in tissue oxygenation and changes in total hemoglobin signal strength in the brain, liver, and lower-limb muscle during hemodialysis. Journal of Artificial Organs. 21 (1), 86-93 (2018).
  7. Malik, J., et al. Tissue ischemia worsens during hemodialysis in end-stage renal disease patients. The Journal of Vascular Access. 18 (1), 47-51 (2017).
  8. Ito, K., et al. Cerebral oxygenation improvement is associated with hemoglobin increase after hemodialysis initiation. TheInternational Journal of Artificial Organs. , (2020).
  9. Valerianova, A., et al. Factors responsible for cerebral hypoxia in hemodialysis population. Physiological Research. 68 (4), 651-658 (2019).
  10. Ookawara, S., et al. Associations of cerebral oxygenation with hemoglobin levels evaluated by near-infrared spectroscopy in hemodialysis patients. PLoS One. 15 (8), 0236720(2020).
  11. Kovarova, L., et al. Low Cerebral Oxygenation Is Associated with Cognitive Impairment in Chronic Hemodialysis Patients. Nephron. 139 (2), 113-119 (2018).
  12. Miyazawa, H., et al. Association of cerebral oxygenation with estimated glomerular filtration rate and cognitive function in chronic kidney disease patients without dialysis therapy. PLoS One. 13 (6), 0199366(2018).
  13. Locatelli, F., et al. Haemodialysis with on-line monitoring equipment: tools or toys. Nephrology Dialysis Transplantation. 20 (1), 22-33 (2005).
  14. Cordtz, J., Olde, B., Solem, K., Ladefoged, S. D. Central venous oxygen saturation and thoracic admittance during dialysis: new approaches to hemodynamic monitoring. Hemodialysis International. 12 (3), 369-377 (2008).
  15. Kamijo, Y., et al. Continuous monitoring of blood pressure by analyzing the blood flow sound of arteriovenous fistula in hemodialysis patients. Clinical and Experimental Nephrology. 22 (3), 677-683 (2018).
  16. Ito, K., et al. Factors affecting cerebral oxygenation in hemodialysis patients: cerebral oxygenation associates with pH, hemodialysis duration, serum albumin concentration, and diabetes mellitus. PLoS One. 10 (2), 0117474(2015).
  17. Imai, S., et al. Deterioration of Hepatic Oxygenation Precedes an Onset of Intradialytic Hypotension with Little Change in Blood Volume during Hemodialysis. Blood Purification. 45 (4), 345-346 (2018).
  18. Cho, A. R., Kwon, J. Y., Kim, C., Hong, J. M., Kang, C. Effect of sensor location on regional cerebral oxygen saturation measured by INVOS 5100 in on-pump cardiac surgery. Journal of Anesthesia. 31 (2), 178-184 (2017).
  19. Ito, K., et al. Deterioration of cerebral oxygenation by aortic arch calcification progression in patients undergoing hemodialysis: A cross-sectional study. BioMed Research International. , 2852514(2017).
  20. Ito, K., et al. Blood transfusion during haemodialysis improves systemic tissue oxygenation: A case report. Nefrologia. 37 (4), 435-437 (2017).
  21. Ito, K., et al. Improvement of bilateral lower-limb muscle oxygenation by low-density lipoprotein apheresis in a patient with peripheral artery disease undergoing hemodialysis. Nefrologia. 39 (1), 90-92 (2019).
  22. Kitano, T., et al. Changes in tissue oxygenation in response to sudden intradialytic hypotension. Journal of Artificial Organs. 23 (2), 187-190 (2020).
  23. Lemmers, P. M. A., Toet, M. C., van Bel, F. Impact of patent ductus arteriosus and subsequent therapy with indomethacin on cerebral oxygenation in preterm infants. Pediatrics. 121, 142-147 (2008).
  24. Ito, K., et al. Sleep apnea syndrome caused lowering of cerebral oxygenation in a hemodialysis patient: a case report and literature review. Renal Replacement Therapy. 4, 54(2018).
  25. Minato, S., et al. Continuous monitoring of changes in cerebral oxygenation during hemodialysis in a patient with acute congestive heart failure. Journal of Artificial Organs. , (2019).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE

Solicitar permiso

Etiquetas

Saturaci n Regional de Ox genoPacientes en Hemodi lisisOxigenaci n CerebralMediciones Hep ticasOxigenaci n MuscularMonitoreo No InvasivoMedici n en Tiempo RealColocaci n del Sensor

Artículos relacionados