Misura dell'ossigenazione tissutale mediante spettroscopia nel vicino infrarosso in pazienti sottoposti a emodialisi
2 ottobre 2020
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.
Utilizzando questo metodo, possiamo comprendere la dinamica dell'ossigeno dell'organo durante l'emodialisi. Prima dello sviluppo di questo protocollo, non potevamo confermare i cambiamenti nell'ossigeno regionale di ciascun organo. Questa semplice tecnica è in grado di valutare la saturazione di ossigeno regionale, in modo non invasivo e in tempo reale.
Nei pazienti in dialisi, tale monitoraggio potrebbe rilevare l'ipertensione intradialitica o l'ischemia secca durante la MH. Questo sistema neuronale è stato utilizzato in diverse aree. Chirurgia cardiovascolare e cerebrovascolare, neonatale, terapia intensiva ed emergenza preospedaliera. Ci auguriamo che questo monitoraggio venga utilizzato in altri settori in futuro.
Ad esempio, la diagnosi di deterioramento cognitivo. Iniziare preparando una spettroscopia nel vicino infrarosso o un dispositivo NIRS per misurare l'ossigenazione dei tessuti. Questo dispositivo è dotato di quattro canali e può eseguire misurazioni in un massimo di quattro organi contemporaneamente.
Inoltre, preparare i sensori di misurazione per il monitoraggio NIRS per valutare i valori regionali di saturazione di ossigeno in ciascun organo, mediante la trasmissione di luce nel vicino infrarosso a due lunghezze d'onda di attacco. Lasciare riposare il paziente in posizione supina per almeno cinque minuti prima dell'emodialisi. Quindi collegare i sensori di misurazione alla fronte, all'ipocondrio destro e alla parte inferiore delle gambe per valutare la saturazione di ossigeno regionale rispettivamente nel cervello, nel fegato e nei muscoli della parte inferiore delle gambe.
Per la misurazione della saturazione di ossigeno regionale cerebrale, collegare i sensori alla fronte dell'emisfero dominante. Per le misurazioni epatiche, misurare la profondità del fegato del paziente dalla superficie corporea e confermare che questa misurazione sia compresa tra 20 e 30 millimetri. Quindi, collegare i sensori di misurazione all'ipocondrio destro.
Per monitorare l'ossigenazione muscolare, collegare i sensori di misurazione alla parte inferiore delle gambe destra o bilaterale. Collegare ciascun sensore ai cavi del dispositivo. Quindi, accendi il dispositivo e inizia a misurare l'ossigenazione.
Pungere lo shunt di dialisi del paziente per iniziare la terapia di emodialisi. Misura la pressione sanguigna utilizzando un misuratore di pressione sanguigna digitale dotato di macchina per dialisi e raccogli campioni di sangue utilizzando siringhe. Dopo aver iniziato la terapia, iniziare a monitorare l'ossigenazione dei tessuti dei tre organi.
Oltre al consueto monitoraggio eseguito durante l'emodialisi, osservare le variazioni dei valori regionali di saturazione di ossigeno di ciascun organo e misurare regolarmente la pressione sanguigna. Verificare l'area di attacco e il collegamento tra i sensori e i cavi. I valori di saturazione di ossigeno cerebrale dei pazienti in emodialisi prima dell'emodialisi erano inferiori a quelli dei soggetti sani.
I valori di saturazione dei pazienti in emodialisi con diabete mellito erano inferiori a quelli dei pazienti in emodialisi senza diabete. Sebbene l'ossigenazione dei tessuti continui senza una diminuzione della pressione arteriosa durante l'emodialisi, sono stati osservati cambiamenti nella saturazione di ossigeno regionale cerebrale ed epatica dovuti all'ipotensione intradialitica. Quando si tenta questo protocollo, è importante comporre i sensori di misurazione della posizione e applicare il registro dei sensori.
Il nuovo sistema in sé non è una nuova tecnica. Tuttavia, l'applicazione di questo sistema di monitoraggio all'emodialisi è un'altra ed è molto utile per valutare i cambiamenti nell'ossigenazione degli organi durante l'emodialisi.
Visualizza la trascrizione completa e accedi a migliaia di video scientifici
Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per la misurazione della saturazione regionale di ossigeno (rSO2) nei pazienti in emodialisi, mediante l'utilizzo di un monitor basato sulla spettroscopia nel vicino infrarosso. Questa tecnica di monitoraggio non invasiva e in tempo reale è utile per valutare i cambiamenti nell'ossigenazione degli organi durante l'emodialisi.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Nefrologia
- Tecniche di monitoraggio
Sfondo
- Comprendere la dinamica dell'ossigeno negli organi durante l'emodialisi è fondamentale.
- I metodi precedenti non permettevano di confermare i cambiamenti nei livelli regionali di ossigeno.
- Questa tecnica è non invasiva e fornisce dati in tempo reale.
- Applicazioni potenziali includono il monitoraggio durante interventi cardiovascolari e cerebrovascolari.
Scopo dello studio
- Sviluppare un protocollo per la valutazione della saturazione regionale di ossigeno in pazienti in emodialisi.
- Migliorare le capacità di monitoraggio durante l’emodialisi.
- Esplorare l’utilizzo di questo monitoraggio in diversi ambiti medici.
Metodi Utilizzati
- Monitoraggio mediante spettroscopia nel vicino infrarosso.
- Valutazione in tempo reale della saturazione ossigenatoria regionale.
- Applicazione in contesti di emodialisi.
- Valutazione dell'ipertensione intradialitica e dell'ischemia.
Risultati principali
- Misurazione riuscita di rSO2 in pazienti in emodialisi.
- Capacità di rilevare modifiche nell'ossigenazione degli organi.
- Potenziale applicazione in altri ambiti medici.
- Contributo alla comprensione della dinamica dell'ossigeno negli organi.
Conclusioni
- Il protocollo offre un metodo affidabile per il monitoraggio della saturazione di ossigeno.
- Può aiutare a identificare complicazioni durante l'emodialisi.
- Applicazioni future potrebbero estendersi a diversi campi medici.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il monitoraggio dell'ossigenazione tissutale nei pazienti in emodialisi affronta un'importante lacuna nella comprensione delle risposte organo-specifiche alla terapia extracorporea, consentendo una riduzione meccanicistica dei rischi associati agli interventi emodinamici. Questo metodo non invasivo e in tempo reale supporta la validazione degli obiettivi collegando i cambiamenti fisiologici agli esiti clinici, come l'ipotensione intradialitica, migliorando così la fiducia predittiva nei modelli preclinici e clinici precoci della malattia renale.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi della dinamica dell'ossigeno in tessuti specifici per convalidare gli obiettivi emodinamici nei modelli di malattia renale.
- Valore operativo: Fornisce letture quantitative in tempo reale di rSO2 per la convalida funzionale delle risposte a livello d'organo durante la simulazione della terapia.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Genera metriche di ossigenazione standardizzate e riproducibili nei tessuti cerebrale, epatico e muscolare per la normalizzazione dei saggi.
- Valore operativo: Consente il monitoraggio multiplo di organi mediante un dispositivo NIRS a quattro canali, aumentando la produttività nei flussi di lavoro di screening preclinico.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Supporta la modellizzazione di sistemi rilevanti per le malattie catturando le variazioni di ossigenazione specifiche per organo durante condizioni di emodialisi simulate.
- Valore operativo: Permette il monitoraggio longitudinale dell'rSO2 per valutare l'impatto terapeutico sull'ossigenazione dei tessuti nei modelli di malattia renale cronica.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso di scoperta che va dalla validazione del bersaglio alla valutazione preclinica, offrendo un collegamento tra fenotipizzazione fisiologica e comprensione meccanicistica nei modelli di malattie renali e cardiovascolari.
- Biologia della Scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi di consegna dell'ossigeno nelle malattie renali fornendo misurazioni dirette dell'ossigenazione tissutale.
- Screening: Fornisce output quantitativi in tempo reale che permettono il confronto tra gli effetti di composti o interventi sulla saturazione regionale di ossigeno.
- Analisi: Genera andamenti e soglie di rSO2 che aiutano a stratificare le risposte emodinamiche e a guidare decisioni di avanzamento o interruzione.
- Ricerca Translazionale: Collega i cambiamenti acuti di ossigenazione durante la dialisi a vie di danno tissutale cronico rilevanti per la progressione della malattia renale cronica (CKD).
- Riutilizzo Aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile per il monitoraggio dell'ossigenazione tissutale in diversi modelli di malattia, riducendo la necessità di sviluppare ripetutamente saggi simili.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nei percorsi correlati all'ossigeno fornendo dati diretti sull'ossigenazione specifici per organo.
- Valore operativo: Garantisce standardizzazione e riproducibilità attraverso il posizionamento fisso del sensore e la misurazione NIRS a doppia lunghezza d'onda.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione identificando precocemente le criticità emodinamiche, riducendo il rischio di fallimento in fasi avanzate.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione dei composti in base ai profili di sicurezza sull'ossigenazione specifici per organo, corretti in relazione al rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nei principi della spettroscopia nel vicino infrarosso e nel posizionamento del sensore specifico per il tessuto.
- È dipendente da strumentazione NIRS con capacità multicanale e trasmissione a doppia lunghezza d'onda.
- Necessita della standardizzazione dei siti di applicazione (fronte, ipocondrio destro, gambe inferiori) e del protocollo di posizionamento supino.
- Comporta la validazione della qualità del segnale e la correzione della profondità del tessuto, in particolare per le misurazioni epatiche (profondità di 20–30 mm).
- È limitato dall'interferenza del segnale dovuta al movimento, alla luce ambientale o all'eterogeneità del tessuto, che devono essere controllate durante il monitoraggio.
