Medición de la oxigenación tisular mediante espectroscopia de infrarrojo cercano en pacientes sometidos a hemodiálisis
2 de octubre de 2020
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.
Con este método, podemos comprender la dinámica del oxígeno del órgano durante la hemodiálisis. Antes del desarrollo de este protocolo, no podíamos confirmar los cambios en el oxígeno regional de cada órgano. Esta sencilla técnica puede evaluar la saturación regional de oxígeno, de forma no invasiva y en tiempo real.
En pacientes en diálisis, esta monitorización puede detectar hipertensión intradialítica o isquemia prolongada durante la HD. Este sistema neurológico se ha utilizado en varias áreas. Cirugía cardiovascular y cerebrovascular, neonatal, terapia intensiva y urgencias prehospitalarias. Esperamos que este seguimiento se utilice en otras áreas en el futuro.
Por ejemplo, el diagnóstico de deterioro cognitivo. Comience preparando una espectroscopia de infrarrojo cercano o 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.
Además, prepare sensores de medición para el monitoreo de NIRS para evaluar los valores regionales de saturación de oxígeno en cada órgano, mediante la transmisión de luz infrarroja cercana a dos longitudes de onda de unión. Permita que el paciente descanse en posición supina durante al menos cinco minutos antes de la hemodiálisis. A continuación, coloque sensores de medición en la frente, el hipocondrio derecho y la parte inferior de las piernas para evaluar la saturación regional de oxígeno en el cerebro, el hígado y los músculos de la parte inferior de la pierna, respectivamente.
Para la medición de la saturación regional de oxígeno cerebral, coloque los sensores en la frente del hemisferio dominante. Para las mediciones hepáticas, mida la profundidad del hígado del paciente desde la superficie corporal y confirme que esta medición esté dentro de los 20 a 30 milímetros. A continuación, coloque los sensores de medición en el hipocondrio derecho.
Para controlar la oxigenación muscular, coloque sensores de medición en la parte inferior de la pierna derecha o bilateral. Conecte cada sensor a los cables del dispositivo. Luego, encienda el dispositivo y comience a medir la oxigenación.
Punción de la derivación de diálisis del paciente para iniciar la terapia de hemodiálisis. Mida la presión arterial con un monitor digital de presión arterial equipado con la máquina de diálisis y recoja muestras de sangre con jeringas. Después de comenzar la terapia, comience a monitorear la oxigenación de los tejidos de los tres órganos.
Además de la monitorización habitual que se realiza durante la hemodiálisis, observe los cambios en los valores regionales de saturación de oxígeno de cada órgano y mida la presión arterial con regularidad. Confirme el área de conexión y la conexión entre los sensores y los cables. Los valores de saturación de oxígeno cerebral de los pacientes en hemodiálisis antes de la hemodiálisis fueron inferiores a los de los sujetos sanos.
Los valores de saturación de los pacientes en hemodiálisis con diabetes mellitus fueron inferiores a los de los pacientes en hemodiálisis sin diabetes. Aunque la oxigenación tisular continúa sin una disminución de la presión arterial durante la hemodiálisis, se observaron cambios en la saturación de oxígeno regional cerebral y hepática debido a la hipotensión intradialítica. Al intentar este protocolo, es importante componer los sensores de medición de ubicación y aplicar el registro de sensores.
El nuevo sistema en sí mismo no es una técnica nueva. Sin embargo, la aplicación de este sistema de monitorización a la hemodiálisis es otra y es muy útil para evaluar los cambios en la oxigenación de los órganos durante la hemodiálisis.
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Resumen
Este artículo presenta un protocolo para medir la saturación regional de oxígeno (rSO2) en pacientes sometidos a hemodiálisis utilizando un monitor de espectroscopía de infrarrojo cercano. Esta técnica de monitoreo no invasiva y en tiempo real es útil para evaluar los cambios en la oxigenación orgánica durante la hemodiálisis.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Nefrología
- Técnicas de monitoreo
Antecedentes
- Comprender la dinámica del oxígeno en los órganos durante la hemodiálisis es fundamental.
- Los métodos anteriores no permitían confirmar los cambios en los niveles regionales de oxígeno.
- Esta técnica es no invasiva y proporciona datos en tiempo real.
- Las aplicaciones potenciales incluyen el monitoreo durante cirugías cardiovasculares y cerebrovasculares.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un protocolo para evaluar la saturación regional de oxígeno en pacientes sometidos a hemodiálisis.
- Mejorar las capacidades de monitoreo durante la hemodiálisis.
- Explorar el uso de este monitoreo en diversos campos médicos.
Métodos Utilizados
- Monitoreo mediante espectroscopía de infrarrojo cercano.
- Evaluación en tiempo real de la saturación regional de oxígeno.
- Aplicación en entornos de hemodiálisis.
- Evaluación de la hipertensión intradiálisis e isquemia.
Resultados principales
- Medición exitosa de la rSO2 en pacientes en hemodiálisis.
- Capacidad para detectar cambios en la oxigenación orgánica.
- Potencial para aplicaciones más amplias en otras áreas médicas.
- Contribución al entendimiento de la dinámica de oxígeno a nivel orgánico.
Conclusiones
- El protocolo ofrece un método confiable para monitorear la saturación de oxígeno.
- Puede ayudar a identificar complicaciones durante la hemodiálisis.
- Las aplicaciones futuras podrían extenderse a diversos campos médicos.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El monitoreo de la oxigenación tisular en pacientes en hemodiálisis aborda una brecha crítica en la comprensión de las respuestas específicas de órganos frente a la terapia extracorpórea, permitiendo reducir los riesgos mecanicistas de las intervenciones hemodinámicas. Este método no invasivo y en tiempo real respalda la validación de objetivos al vincular cambios fisiológicos con resultados clínicos como la hipotensión intradiálisis, mejorando así la confianza predictiva en modelos preclínicos y clínicos tempranos de enfermedad renal.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de la dinámica de oxígeno específica del tejido para validar objetivos hemodinámicos en modelos de enfermedad renal.
- Valor operativo: Proporciona lecturas cuantitativas en tiempo real de rSO2 para la validación funcional de las respuestas a nivel de órgano durante la simulación de terapia.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Valor científico: Genera métricas estandarizadas y reproducibles de oxigenación en tejidos cerebrales, hepáticos y musculares para la normalización de ensayos.
- Valor operativo: Facilita la monitorización multiplexada de órganos mediante un dispositivo de NIRS de cuatro canales, aumentando el rendimiento en flujos de trabajo de cribado preclínico.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Apoya la modelización de sistemas relevantes para enfermedades al capturar cambios en la oxigenación específica de órganos durante condiciones simuladas de hemodiálisis.
- Valor operativo: Permite el seguimiento longitudinal de la rSO2 para evaluar el impacto terapéutico sobre la oxigenación tisular en modelos de ERC.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
El método se integra en el continuo de descubrimiento desde la validación del blanco hasta la evaluación preclínica, ofreciendo un puente entre la fenotipificación fisiológica y la comprensión mecanicista en modelos de enfermedades renales y cardiovasculares.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis sobre mecanismos de suministro de oxígeno en enfermedades renales al proporcionar mediciones directas de oxigenación tisular.
- Tamizaje: Ofrece resultados cuantitativos en tiempo real que permiten comparar los efectos de compuestos o intervenciones sobre la saturación regional de oxígeno.
- Análisis: Genera tendencias y umbrales de rSO2 que ayudan a estratificar las respuestas hemodinámicas e informar decisiones de avance o interrupción.
- Investigación Traducional: Relaciona los cambios agudos de oxigenación durante la diálisis con vías de lesión tisular crónica relevantes para la progresión de la ERC.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma reutilizable para monitorear la oxigenación tisular en diversos modelos de enfermedad, reduciendo la necesidad de desarrollar ensayos redundantes.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Reduce la ambigüedad mecanicista en las vías relacionadas con el oxígeno al proporcionar datos directos de oxigenación específicos de órgano.
- Valor operativo: Asegura la estandarización y la reproducibilidad mediante la colocación fija de sensores y la medición de NIRS de doble longitud de onda.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o interrupción al identificar tempranamente las deficiencias hemodinámicas, reduciendo el riesgo de fracaso en fases avanzadas.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de compuestos basada en perfiles de seguridad de oxigenación específicos de órgano.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en los principios de la espectroscopía de infrarrojo cercano y en la colocación de sensores específica para cada tipo de tejido.
- Depende de instrumentación NIRS con capacidad multi-canal y transmisión de doble longitud de onda.
- Necesita la estandarización de los sitios de fijación (frente, hipocondrio derecho, piernas inferiores) y del protocolo de posición supina.
- Implica la validación de la calidad de la señal y la corrección por profundidad del tejido, especialmente para mediciones hepáticas (profundidad de 20–30 mm).
- Limitado por interferencias en la señal debidas al movimiento, luz ambiental u heterogeneidad del tejido, que deben controlarse durante el monitoreo.
