Измерение оксигенации тканей с помощью ближней инфракрасной спектроскопии у пациентов, проходящих гемодиализ
2 октября 2020 г.
Представлен протокол измерения регионального насыщения кислородом (rSO2) у пациентов с гемодиализом (БГ) с помощью монитора спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона. Значение rSO2 является показателем оксигенации тканей. Этот неинвазивный мониторинг в режиме реального времени может быть полезен для подтверждения изменений оксигенации органов во время БГ.
С помощью этого метода можно понять кислородную динамику органа во время гемодиализа. До разработки этого протокола мы не могли подтвердить изменения регионарного кислорода в каждом органе. Этот простой метод позволяет оценить регионарное насыщение кислородом, неинвазивно и в режиме реального времени.
У пациентов, находящихся на диализе, такой мониторинг может выявить внутридиалитическую гипертензию или сухую ишемию длины во время БГ. Эта нейросистема была использована в нескольких областях. Сердечно-сосудистая и цереброваскулярная хирургия, неонатальная терапия, интенсивная терапия и догоспитальная неотложная помощь. Рассчитываем, что в будущем этот мониторинг будет использоваться и в других сферах.
Например, диагностика когнитивных нарушений. Начните с подготовки прибора для спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне или NIRS для измерения оксигенации тканей. Это устройство имеет четыре канала и может выполнять измерения в четырех органах одновременно.
Кроме того, подготовьте измерительные датчики для мониторинга NIRS для оценки региональных значений насыщения кислородом в каждом органе путем пропускания ближнего инфракрасного света на двух длинах волн прикрепления. Перед гемодиализом дайте пациенту отдохнуть в лежачем положении не менее пяти минут. Затем прикрепите измерительные датчики ко лбу, правому подреберью и голеням для оценки регионарного насыщения кислородом в мозге, печени и мышцах голени соответственно.
Для измерения церебрального регионарного насыщения кислородом прикрепите датчики ко лбу доминантного полушария. Для измерения печени измерьте глубину печени пациента от поверхности тела и подтвердите, что это измерение находится в пределах от 20 до 30 миллиметров. Далее прикрепите измерительные датчики к правому подреберью.
Чтобы контролировать насыщение мышц кислородом, прикрепите измерительные датчики к правой или двусторонней голени. Подключите каждый датчик к проводам от устройства. Затем включите прибор и начните измерять оксигенацию.
Прокол диализного шунта пациента для начала гемодиализной терапии. Измеряйте артериальное давление с помощью цифрового тонометра, оснащенного аппаратом для диализа, и собирайте образцы крови с помощью шприцев. После начала терапии начните следить за насыщением тканей кислородом трех органов.
В дополнение к обычному контролю, проводимому во время гемодиализа, наблюдайте за изменениями региональных значений насыщения кислородом каждого органа и регулярно измеряйте артериальное давление. Проверьте область крепления и соединение между датчиками и проводами. Показатели сатурации кислорода в мозге у пациентов, находящихся на гемодиализе до проведения гемодиализа, были ниже, чем у здоровых испытуемых.
Показатели сатурации у пациентов с сахарным диабетом, находящихся на гемодиализе, были ниже, чем у пациентов без сахарного диабета, находящихся на гемодиализе. Хотя оксигенация тканей продолжается без снижения артериального давления во время гемодиализа, наблюдались изменения внутримозговой и печеночной регионарной сатурации кислорода вследствие внутридиалитической гипотензии. При использовании этого протокола важно объединить датчики измерения местоположения и применить реестр датчиков.
Новая система сама по себе не является новой техникой. Тем не менее, применение этой системы мониторинга к гемодиализу является другим, и она очень полезна для оценки изменений оксигенации органов во время гемодиализа.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол измерения регионального насыщения крови кислородом (rSO2) у пациентов, находящихся на гемодиализе, с использованием монитора ближней инфракрасной спектроскопии. Этот неинвазивный метод мониторинга в реальном времени является ценным инструментом для оценки изменений оксигенации органов в процессе гемодиализа.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Нефрология
- Методы мониторинга
Теоретические сведения
- Понимание динамики кислорода в органах во время гемодиализа имеет решающее значение.
- Предыдущие методы не позволяли подтвердить изменения региональных уровней кислорода.
- Данная методика является неинвазивной и обеспечивает получение данных в режиме реального времени.
- Потенциальные области применения включают мониторинг при сердечно-сосудистых и цереброваскулярных операциях.
Цель исследования
- Разработать протокол оценки регионального насыщения крови кислородом у пациентов, находящихся на гемодиализе.
- Расширить возможности мониторинга во время проведения гемодиализа.
- Изучить возможности применения данного мониторинга в различных областях медицины.
Используемые методы
- Мониторинг методом ближней инфракрасной спектроскопии.
- Оценка регионального насыщения кислородом в режиме реального времени.
- Применение в условиях гемодиализа.
- Оценка интрадиалитической гипертензии и ишемии.
Основные результаты
- Успешное измерение rSO2 у пациентов на гемодиализе.
- Способность обнаруживать изменения в оксигенации органов.
- Потенциал для более широкого применения в других областях медицины.
- Вклад в понимание динамики оксигенации органов.
Выводы
- Данный протокол предлагает надежный метод мониторинга сатурации кислорода.
- Он может помочь в выявлении осложнений во время гемодиализа.
- В будущем область применения метода может быть расширена на различные медицинские дисциплины.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Мониторинг оксигенации тканей у пациентов на гемодиализе устраняет критический пробел в понимании органоспецифических реакций на экстракорпоральную терапию, позволяя механистически снизить риски при гемодинамических вмешательствах. Этот неинвазивный метод в реальном времени способствует валидации мишеней, связывая физиологические изменения с такими клиническими исходами, как интрадиализная гипотензия, тем самым повышая прогностическую достоверность в доклинических и ранних клинических моделях заболеваний почек.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет исследовать тканеспецифическую динамику кислорода для подтверждения гемодинамических мишеней в моделях заболеваний почек.
- Практическая ценность: обеспечивает количественное считывание rSO2 в режиме реального времени для функциональной валидации ответов на уровне органа при симуляции терапии.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: позволяет получать стандартизированные, воспроизводимые показатели оксигенации тканей мозга, печени и мышц для нормализации результатов анализа.
- Операционная ценность: облегчает мультиплексный мониторинг органов с помощью четырехканального устройства NIRS, что повышает пропускную способность в рабочих процессах доклинического скрининга.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: способствует моделированию систем, имеющих значение для изучения заболеваний, путем фиксации органоспецифических изменений оксигенации в условиях симулированного гемодиализа.
- Практическая ценность: позволяет проводить лонгитюдный мониторинг rSO2 для оценки терапевтического воздействия на оксигенацию тканей в моделях ХБП.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум открытий — от валидации мишени до доклинической оценки, служа связующим звеном между физиологическим фенотипированием и пониманием механизмов развития моделей почечных и сердечно-сосудистых заболеваний.
- Открывающая биология: Поддерживает проверку гипотез о механизмах доставки кислорода при заболеваниях почек путем обеспечения прямых измерений оксигенации тканей.
- Скрининг: Обеспечивает количественные данные в режиме реального времени, что позволяет сравнивать эффекты соединений или вмешательств на региональное насыщение кислородом.
- Аналитика: Формирует тренды и пороговые значения rSO2, которые помогают стратифицировать гемодинамические ответы и принимать решения о целесообразности дальнейшего продолжения исследований.
- Трансляционные исследования: Связывает острые изменения оксигенации во время диализа с путями хронического повреждения тканей, имеющими значение для прогрессирования ХБП.
- Корпоративное повторное использование: Создает многократную платформу для мониторинга оксигенации тканей в различных моделях заболеваний, снижая необходимость в избыточной разработке аналитических методов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Снижает механистическую неопределенность в путях, связанных с кислородом, за счет получения прямых данных об оксигенации конкретных органов.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизацию и воспроизводимость благодаря фиксированному расположению датчиков и двухволновому измерению NIRS.
- Стратегическая ценность: Улучшает принятие решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») за счет раннего выявления гемодинамических рисков, что снижает вероятность неудач на поздних стадиях.
- Влияние на портфель: Позволяет осуществлять приоритизацию соединений с учетом рисков на основе профилей безопасности оксигенации конкретных органов.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания принципов ближней инфракрасной спектроскопии и правил размещения датчиков в зависимости от типа ткани.
- Зависимость от оборудования для NIRS с многоканальными возможностями и двухволновой передачей.
- Необходима стандартизация мест крепления (лоб, правое подреберье, голени) и протокола позиционирования пациента в положении лежа на спине.
- Подразумевает проверку качества сигнала и коррекцию с учетом глубины залегания тканей, особенно при измерениях в печени (глубина 20–30 mm).
- Ограничение из-за помех сигнала, вызванных движением, внешним освещением или неоднородностью тканей, которые необходимо контролировать в процессе мониторинга.
