Pomiar natlenienia tkanek za pomocą spektroskopii bliskiej podczerwieni u pacjentów poddawanych hemodializie
2 października 2020
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.
Za pomocą tej metody możemy zrozumieć dynamikę tlenu w narządzie podczas hemodializy. Przed opracowaniem tego protokołu nie byliśmy w stanie potwierdzić zmian w regionalnym poziomie tlenu w każdym narządzie. Ta prosta technika może ocenić regionalne nasycenie tlenem, nieinwazyjnie i w czasie rzeczywistym.
U pacjentów dializowanych takie monitorowanie może wykryć nadciśnienie śróddyalityczne lub suche niedokrwienie długości podczas HD. Ten układ neurologiczny był używany w kilku obszarach. Chirurgia sercowo-naczyniowa i naczyniowo-mózgowa, noworodków, intensywna terapia i nagłe przypadki przedszpitalne. Mamy nadzieję, że w przyszłości monitoring ten zostanie wykorzystany w innych obszarach.
Na przykład diagnoza zaburzeń poznawczych. Zacznij od przygotowania spektroskopii w bliskiej podczerwieni lub urządzenia NIRS do pomiaru natlenienia tkanek. To urządzenie ma cztery kanały i może wykonywać pomiary w maksymalnie czterech narządach jednocześnie.
Ponadto należy przygotować czujniki pomiarowe do monitorowania NIRS w celu oceny regionalnych wartości nasycenia tlenem w każdym narządzie, poprzez transmisję światła w bliskiej podczerwieni na dwóch długościach fal przyłączenia. Pozwól pacjentowi odpocząć w pozycji leżącej na plecach przez co najmniej pięć minut przed hemodializą. Następnie przymocuj czujniki pomiarowe do czoła, prawego podżebrza i dolnych części nóg, aby ocenić regionalne nasycenie tlenem odpowiednio w mózgu, wątrobie i mięśniach podudzi
.Aby uzyskać regionalny pomiar nasycenia mózgu tlenem, przymocuj czujniki do czoła półkuli dominującej. W przypadku pomiarów wątroby zmierz głębokość wątroby pacjenta od powierzchni ciała i upewnij się, że pomiar ten mieści się w zakresie od 20 do 30 milimetrów. Następnie przymocuj czujniki pomiarowe do prawego podżebrza.
Aby monitorować dotlenienie mięśni, przymocuj czujniki pomiarowe do prawej lub obustronnej dolnej części nóg. Podłącz każdy czujnik do przewodów z urządzenia. Następnie włącz urządzenie i rozpocznij pomiar natlenienia.
Nakłuć zastawkę dializacyjną pacjenta, aby rozpocząć terapię hemodializą. Zmierz ciśnienie krwi za pomocą cyfrowego ciśnieniomierza wyposażonego w maszynę do dializy i pobierz próbki krwi za pomocą strzykawek. Po rozpoczęciu terapii należy rozpocząć monitorowanie dotlenienia tkanek trzech narządów.
Oprócz zwykłego monitorowania wykonywanego podczas hemodializy, obserwuj zmiany w regionalnych wartościach nasycenia tlenem każdego narządu i regularnie mierz ciśnienie krwi. Potwierdź obszar mocowania i połączenie między czujnikami i przewodami. Wartości wysycenia mózgu tlenem u pacjentów hemodializowanych przed hemodializą były niższe niż u osób zdrowych.
Wartości saturacji pacjentów hemodializowanych z cukrzycą były niższe niż u pacjentów hemodializowanych bez cukrzycy. Chociaż dotlenienie tkanek trwa bez spadku ciśnienia krwi podczas hemodializy, zaobserwowano zmiany w regionalnym wysyceniu tlenu mózgu i wątroby spowodowane niedociśnieniem śróddyalicznym. Podczas próby zastosowania tego protokołu ważne jest, aby połączyć czujniki pomiaru lokalizacji i zastosować rejestr czujników.
Nowy system sam w sobie nie jest nową techniką. Jednak zastosowanie tego systemu monitorowania do hemodializy jest innym i jest bardzo przydatne do oceny zmian w natlenieniu narządów podczas hemodializy.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia protokół pomiaru regionalnego wysycenia tlenem (rSO2) u pacjentów poddawanych hemodializie z użyciem monitora spektroskopii bliskiej podczerwieni. Ta nieinwazyjna technika monitorowania w czasie rzeczywistym jest cenna w ocenie zmian w utlenowaniu narządów podczas hemodializy.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Nefrologia
- Techniki monitorowania
Wstęp
- Zrozumienie dynamiki tlenu w narządach podczas hemodializy jest kluczowe.
- Poprzednie metody nie pozwalały na potwierdzenie zmian w regionalnych poziomach tlenu.
- Technika ta jest nieinwazyjna i dostarcza danych w czasie rzeczywistym.
- Potencjalne zastosowania obejmują monitorowanie podczas operacji sercowo-naczyniowych i naczyniowo-mózgowych.
Cel badania
- Opracowanie protokołu oceny regionalnego wysycenia tlenem u pacjentów poddawanych hemodializie.
- Usprawnienie możliwości monitorowania podczas hemodializy.
- Zbadanie możliwości zastosowania tego monitorowania w różnych dziedzinach medycyny.
Zastosowane metody
- Monitorowanie za pomocą spektroskopii bliskiej podczerwieni.
- Ocena regionalnego wysycenia tlenem w czasie rzeczywistym.
- Zastosowanie w warunkach hemodializy.
- Ocena nadciśnienia i niedokrwienia w trakcie dializy.
Główne wyniki
- Pomyślny pomiar rSO2 u pacjentów poddawanych hemodializie.
- Zdolność do wykrywania zmian w utlenowaniu organów.
- Potencjał do szerszego zastosowania w innych obszarach medycyny.
- Wkład w zrozumienie dynamiki utlenowania organów.
Wnioski
- Protokół oferuje niezawodną metodę monitorowania saturacji tlenem.
- Może on pomóc w identyfikacji powikłań podczas hemodializy.
- Przyszłe zastosowania mogą objąć różne dziedziny medycyny.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Monitorowanie natlenienia tkanek u pacjentów poddawanych hemodializie pozwala wypełnić krytyczną lukę w zrozumieniu specyficznych dla narządów reakcji na terapię pozaustrojową, umożliwiając mechanistyczną redukcję ryzyka interwencji hemodynamicznych. Ta nieinwazyjna metoda w czasie rzeczywistym wspiera walidację celów terapeutycznych poprzez powiązanie zmian fizjologicznych z wynikami klinicznymi, takimi jak hipotensja w trakcie dializy, co zwiększa pewność prognostyczną w przedklinicznych i wczesnych modelach klinicznych chorób nerek.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia analizę tkankowo-specyficznej dynamiki tlenu w celu walidacji celów hemodynamicznych w modelach chorób nerek.
- Wartość operacyjna: Zapewnia ilościowe odczyty rSO2 w czasie rzeczywistym do funkcjonalnej walidacji odpowiedzi na poziomie organów podczas symulacji terapii.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Pozwala na uzyskanie zstandaryzowanych, powtarzalnych wskaźników natlenienia w tkankach mózgu, wątroby i mięśni w celu normalizacji analizy.
- Wartość operacyjna: Umożliwia multipleksowy monitoring organów przy użyciu czterokanałowego urządzenia NIRS, co zwiększa przepustowość w procesach przesiewowych w badaniach przedklinicznych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Wspiera modelowanie systemów istotnych dla przebiegu choroby poprzez rejestrację zmian natlenienia specyficznych dla organów podczas symulowanych warunków hemodializy.
- Wartość operacyjna: Umożliwia podłużne śledzenie rSO2 w celu oceny wpływu terapeutycznego na natlenienie tkanek w modelach CKD.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum procesu odkrywczego – od walidacji celu po ocenę przedkliniczną, stanowiąc pomost między fenotypowaniem fizjologicznym a wglądem w mechanizmy w modelach chorób nerek i układu sercowo-naczyniowego.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących mechanizmów dostarczania tlenu w chorobach nerek poprzez zapewnienie bezpośrednich pomiarów natlenienia tkanek.
- Przesiew: Dostarcza ilościowych danych w czasie rzeczywistym, które umożliwiają porównanie wpływu związków lub interwencji na regionalne wysycenie tlenem.
- Analityka: Generuje trendy i progi rSO2, które pomagają w stratyfikacji odpowiedzi hemodynamicznych i wspierają podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go).
- Badania translacyjne: Łączy ostre zmiany natlenienia podczas dializy ze ścieżkami przewlekłego uszkodzenia tkanek istotnymi dla progresji CKD.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy platformę wielokrotnego użytku do monitorowania natlenienia tkanek w różnych modelach chorób, co zmniejsza potrzebę redundantnego opracowywania metod analitycznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w szlakach związanych z tlenem, dostarczając bezpośrednich danych dotyczących utlenowania specyficznych organów.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację i powtarzalność dzięki stałemu rozmieszczeniu czujników oraz pomiarom NIRS o dwóch długościach fali.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji o kontynuowaniu lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez wczesną identyfikację obciążeń hemodynamicznych, co zmniejsza ryzyko niepowodzenia na późnych etapach.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację związków z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o profile bezpieczeństwa utlenowania specyficznych organów.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy z zakresu zasad spektroskopii w bliskiej podczerwieni oraz rozmieszczenia czujników specyficznych dla danej tkanki.
- Zależy od aparatury NIRS z możliwością obsługi wielu kanałów i transmisją dwufalową.
- Wymaga standaryzacji miejsc mocowania (czoło, prawy podżeberze, podudzia) oraz protokołu pozycjonowania pacjenta w pozycji leżącej na plecach.
- Wiąże się z walidacją jakości sygnału i korektą głębokości tkanki, szczególnie w przypadku pomiarów wątrobowych (głębokość 20–30 mm).
- Ograniczony przez zakłócenia sygnału wynikające z ruchu, światła otoczenia lub heterogeniczności tkanek, które muszą być kontrolowane podczas monitorowania.
