Artykuł metodologiczny

Pomiar natlenienia tkanek za pomocą spektroskopii bliskiej podczerwieni u pacjentów poddawanych hemodializie

DOI:

10.3791/61721

⸱

2 października 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

W tym artykule

Podsumowanie

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

Przedstawiamy protokół do pomiaru regionalnego wysycenia tlenem (rSO2) u pacjentów hemodializowanych (HD) za pomocą monitora spektroskopii bliskiej podczerwieni. WartośćrSO2 jest wskaźnikiem natlenienia tkanek. To nieinwazyjne monitorowanie w czasie rzeczywistym może być przydatne do potwierdzania zmian w natlenieniu narządów podczas HD.

Streszczenie

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

Spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) została ostatnio zastosowana jako narzędzie do pomiaru regionalnego nasycenia tlenem (rSO2), markera natlenienia tkanek, w warunkach klinicznych, w tym w chirurgii sercowo-naczyniowej i mózgu, monitorowaniu noworodków i medycynie przedszpitalnej. Urządzenia monitorujące NIRS działają w czasie rzeczywistym i są nieinwazyjne i są używane głównie do oceny natlenienia mózgu u pacjentów w stanie krytycznym podczas operacji lub intensywnej terapii. Do tej pory stosowanie monitorowania NIRS u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek (PChN), w tym hemodializą (HD), było ograniczone; dlatego zbadaliśmy wartości rSO2 w niektórych narządach podczas HD. Monitorowaliśmy wartości rSO2 za pomocą urządzenia NIRS transmitującego światło bliskiej podczerwieni na 2 długościach fali przyłączenia. Pacjenci z HD zostali umieszczeni w pozycji leżącej, z czujnikami pomiaru rSO2 przymocowanymi do czoła, prawego podżebła i dolnych części nóg w celu oceny rSO2 odpowiednio w mózgu, wątrobie i mięśniach dolnej części nóg. Monitorowanie NIRS może być nowym podejściem do wyjaśnienia zmian w natlenieniu narządów podczas choroby Huntingtona lub czynników wpływających na utlenowanie tkanek u pacjentów z PChN. Ten artykuł opisuje protokół pomiaru natlenienia tkanek reprezentowanego przezrSO2 stosowany u pacjentów z HD.

Wprowadzenie

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

Spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) została użyta do oceny regionalnego nasycenia tlenem (rSO2), markera natlenienia tkanek, zwłaszcza natlenienia mózgu w różnych warunkach klinicznych1,2,3 i ostatnio została zastosowana u pacjentów poddawanych hemodializie (HD)4,5,6,7,8,9,10,11. Mózgowe rSO2 jest podobno związane z funkcjami poznawczymi u pacjentów poddawanych chorobie Huntingtona lub osób z przewlekłą chorobą nerek (PChN) bez dializyzacji11,12. Jednak do tej pory stosowanie monitorowania NIRS było ograniczone u pacjentów z PChN.

Ponieważ monitorowanie NIRS jest nieinwazyjne i odbywa się w czasie rzeczywistym, oceniliśmy jego przydatność jako urządzenia monitorującego u pacjentów poddawanych chorobie Huntingtona. Chociaż NIRS jest używany głównie do pomiaru rSO2 w mózgu, badaliśmy również wartości rSO2 w innych narządach podczas HD. W szczególności czujniki pomiarowe rSO2 zostały przymocowane do czoła, prawego podżebrza i dolnej części nóg, aby ocenić rSO2 odpowiednio w mózgu, wątrobie i dolnych mięśniach. Wyniki pokazały, że monitorowanie NIRS może być nowym podejściem do wyjaśnienia zmian w natlenieniu narządów podczas choroby Huntingtona lub czynników wpływających na dotlenienie tkanek u pacjentów z PChN.

Do tej pory ciągłe monitorowanie było wykonywane podczas HD, monitorowania objętości krwi, centralnego wysycenia krwi tlenem, przyjęcia do klatki piersiowej i elektronicznego stetoskopu pod kontrolą stetoskopu oszacowanego ciśnienia krwi (BP) w warunkach klinicznych13,14,15; jednak istnieją ograniczenia w przewidywaniu niedociśnienia lub szerokim zastosowaniu urządzeń. Z kolei nowe, nieinwazyjne podejście może dostarczyć w czasie rzeczywistym informacji na temat dynamiki tlenu w obrębie dializy w poszczególnych narządach. Dlatego ta metoda monitorowania może pozwolić na wykrycie przejściowego niedokrwienia narządów we wczesnych fazach niedociśnienia śróddialitytycznego, a także może pozwolić na bezpieczne przeprowadzenie HD. W artykule opisano protokół pomiaru natlenienia tkanek reprezentowanego przezrSO2, stosowany u pacjentów poddawanych chorobie Huntingtona.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę. Badanie zostało zatwierdzone przez Institutional Review Board of the Saitama Medical Center, Jichi Medical University, Japonia (RIN 15-104).

1. Urządzenie do monitorowania rSO2

  1. Przygotuj urządzenie NIRS do pomiaru natlenienia tkanek. To urządzenie ma cztery kanały i może wykonywać pomiary w maksymalnie czterech narządach jednocześnie.
  2. Przygotuj czujnik pomiarowy do monitorowania NIRS, aby ocenić wartości rSO2 w każdym narządzie poprzez przesyłanie światła w bliskiej podczerwieni na dwóch długościach fal przyłączenia.

2. Podłączanie czujnika pomiarowego

  1. Pozwól każdemu pacjentowi odpocząć w pozycji leżącej na plecach przez co najmniej 5 minut przed HD.
  2. Przymocuj czujniki pomiarowe do czoła, prawego podżebrza i dolnej części nóg, aby ocenić rSO2 odpowiednio w mózgu, wątrobie i mięśniach podudzi
    3. .
  3. Monitorowanie natlenienia mózgu
    1. Przymocuj czujniki pomiarowe do czoła półkuli dominującej.
  4. Monitorowanie utlenowania wątroby
    1. Przygotuj echografię, aby zmierzyć głębokość wątroby pacjenta od powierzchni ciała. Upewnij się, że ten pomiar znajduje się w odległości 20–30 mm od powierzchni ciała. Następnie przymocuj czujniki pomiarowe do prawego podżebrza.
      UWAGA: W tym urządzeniu wartości rSO2 należy uzyskać w głębokich tkankach w odległości 20–30 mm od powierzchni ciała. W niektórych przypadkach wątroba może znajdować się w odległości większej niż 30 mm od powierzchni ciała ze względu na obecność grubego tłuszczu podskórnego.
  5. Monitorowanie dotlenienia mięśni
    1. Przymocuj czujniki pomiarowe do prawej lub obustronnej dolnej części nóg.
  6. Podłączenie czujnika i zasilanie urządzenia
    1. Podłącz każdy czujnik do przewodów z urządzenia. Następnie włącz urządzenie i rozpocznij pomiar natlenienia.

3. Nakłucie bocznika dializacyjnego i rozpoczęcie monitorowania

  1. Nakłucie zastawki dializacyjnej
    1. Nakłuć zastawkę dializacyjną pacjenta, aby rozpocząć terapię HD. W tym czasie zmierz ciśnienie krwi za pomocą cyfrowego ciśnieniomierza wyposażonego w maszynę do dializy i pobierz próbki krwi za pomocą strzykawek.
  2. Rozpocznij monitorowanie
    1. Po rozpoczęciu terapii HD należy rozpocząć monitorowanie natlenienia tkanek trzech narządów: mózgu, wątroby i mięśni dolnej części nóg.
  3. Monitorowanie rSO2 podczas choroby Huntingtona
    1. Obserwuj zmiany wartościrSO2 w każdym narządzie i regularnie mierz ciśnienie krwi, oprócz zwykłego monitorowania wykonywanego podczas terapii HD, w tym częstości akcji serca, ciśnienia żylnego i objętości krwi. Potwierdź obszar mocowania i połączenie między czujnikami i przewodami.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Wartości rSO2 w mózgu przed HD były niższe niż u osób zdrowych, a rSO2 w mózgu u pacjentów HD z cukrzycą (DM) były niższe niż u pacjentów HD bez DM (Rysunek 1)16. Ponadto, mimo że dotlenienie tkanek trwa bez spadku ciśnienia tętniczego podczas HD, przypadkowo zaobserwowaliśmy zmiany w rSO2 w mózgu i wątrobie z powodu niedociśnienia dodialitytycznego (Ryc. 2). Ze względu na ciągłe monitorowanie, zmiany w natlenieniu tkanek obs...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

Monitorowanie NIRS jest stosowane głównie do oceny rSO2 w mózgu, zwłaszcza w operacjach sercowo-naczyniowych lub naczyniowo-mózgowych, które wymagają krążenia pozaustrojowego. Podczas krążenia pozaustrojowego, w tym terapii HD, niektóre narządy mogą wykazywać względne niedokrwienie 7,17,18; Nie jest jednak jasne, czy natlenienie tkanek staje się niskie, czy nie. Skurcze mięśni lub bóle brzucha podczas HD mogą być jedn...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Brak konfliktu interesów.

Podziękowania

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

Dziękujemy personelowi dializ i członkom oddziału nefrologii w centrum medycznym Saitama Uniwersytetu Medycznego Jichi. Serdecznie dziękujemy firmie Editage (www.editage.com) za redakcję w języku angielskim.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
DBB-100NXNikkisoDBB-100NXMaszyna do dializy
INVOS 5100cCovidien JaponiaINVOSTM 5100curządzenie do natleniania tkanek
SOMASENSERCovidien JaponiaCzujnik CV-SAFB-SM/INTLNIRS

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Regionalne wysycenie tlenempacjenci poddawani hemodializieutlenowanie m zgupomiary w troboweutlenowanie mi nimonitorowanie nieinwazyjnepomiar w czasie rzeczywistymrozmieszczenie czujnik w

Powiązane artykuły