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Bioengineering

रक्तस्रावी सदमे के पोर्सिन मॉडल में नॉनइनवेसिव और इनवेसिव रीनल हाइपोक्सिया मॉनिटरिंग

Published: October 28, 2022 doi: 10.3791/64461
Automatic Translation
1, 2,3, 1,4, 4,5
1Department of Biomedical Engineering, University of Utah, 2Department of Emergency Medicine, University of Utah, 3Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute, University of Utah, 4Department of Anesthesiology, University of Utah, 5Geriatric Research, Education, and Clinical Centre, VAMC

ERRATUM NOTICE

Summary

यहां प्रस्तुत किया गया है मज्जा में गुर्दे के ऑक्सीकरण को मापने के लिए एक प्रोटोकॉल और रक्तस्रावी सदमे पोर्सिन मॉडल में गैर-आक्रामक मूत्र ऑक्सीजन आंशिक दबाव को तीव्र गुर्दे की चोट (एकेआई) के प्रारंभिक संकेतक के रूप में मूत्र ऑक्सीजन आंशिक दबाव स्थापित करने के लिए और एक नया पुनरुत्थान समापन बिंदु।

Abstract

आघात वाले 50% रोगियों में तीव्र गुर्दे की चोट (एकेआई) विकसित होती है, जो गंभीर रक्त हानि के बाद खराब गुर्दे के छिड़काव के कारण होती है। एकेआई का निदान वर्तमान में बेसलाइन से सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता में बदलाव या मूत्र उत्पादन में कमी की लंबी अवधि के आधार पर किया जाता है। दुर्भाग्य से, आघात वाले अधिकांश रोगियों में बेसलाइन सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता डेटा अनुपलब्ध है, और वर्तमान अनुमान विधियां गलत हैं। इसके अलावा, चोट के 24-48 घंटे बाद तक सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता नहीं बदल सकती है। अंत में, ओलिगुरिया को एकेआई का निदान करने के लिए न्यूनतम 6 घंटे तक जारी रहना चाहिए, जिससे यह प्रारंभिक निदान के लिए अव्यावहारिक हो जाता है। आज उपलब्ध एकेआई नैदानिक दृष्टिकोण आघात वाले रोगियों के पुनर्जीवन के दौरान जोखिम की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोगी नहीं हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि ऑक्सीजन का मूत्र आंशिक दबाव (पीयूओ2) गुर्दे के हाइपोक्सिया का आकलन करने के लिए उपयोगी हो सकता है। एक मॉनिटर जो मूत्र कैथेटर और मूत्र संग्रह बैग को जोड़ता है, पीयूओ2 को गैर-आक्रामक रूप से मापने के लिए विकसित किया गया था। डिवाइस में एक ऑप्टिकल ऑक्सीजन सेंसर शामिल है जो ल्यूमिनेसेंस शमन सिद्धांतों के आधार पर पीयूओ2 का अनुमान लगाता है। इसके अलावा, डिवाइस मूत्र प्रवाह और तापमान को मापता है, बाद में तापमान परिवर्तन के भ्रामक प्रभावों को समायोजित करने के लिए। मूत्र प्रवाह को कम मूत्र प्रवाह की अवधि के दौरान ऑक्सीजन प्रवेश के प्रभावों की भरपाई के लिए मापा जाता है। यह लेख नॉनइनवेसिव पुओ2, रीनल हाइपोक्सिया और एकेआई विकास के बीच संबंधों का अध्ययन करने के लिए रक्तस्रावी सदमे के एक पोर्सिन मॉडल का वर्णन करता है। मॉडल का एक प्रमुख तत्व एक ऑक्सीजन जांच के गुर्दे के मज्जा में अल्ट्रासाउंड-निर्देशित सर्जिकल प्लेसमेंट है, जो एक अनशीथऑप्टिकल माइक्रोफाइबर पर आधारित है। पीयूओ 2 को मूत्राशय में भी मापा जाएगा और गुर्दे और गैर-आक्रामक पीयूओ2 माप ों की तुलना की जाएगी। इस मॉडल का उपयोग पीयूओ 2 को एकेआई के शुरुआती मार्कर के रूप में परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है और रक्तस्राव के बाद एक पुनरुत्थान समापन बिंदु के रूप में पीयूओ2 का आकलन किया जा सकता है जो प्रणालीगत ऑक्सीकरण के बजाय अंत-अंग का संकेत है।

Introduction

तीव्र गुर्दे की चोट (एकेआई) गहन देखभाल इकाई1 में भर्ती आघात के साथ 50% रोगियों को प्रभावित करती है। एकेआई विकसित करने वाले रोगियों में लंबे समय तक अस्पताल और गहन देखभाल इकाई की अवधि होती है और मृत्यु दर का तीन गुना अधिक जोखिमहोता है। वर्तमान में, एकेआई को आमतौर पर किडनी रोग सुधार वैश्विक परिणाम (केडीआईजीओ) दिशानिर्देशों द्वारा परिभाषित किया जाता है, जो बेसलाइन से सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता में परिवर्तन या लंबे समय तक ओलिगुरिया5 की अवधि पर आधारित होते हैं। आघात वाले अधिकांश रोगियों में बेसलाइन क्रिएटिनिन एकाग्रता डेटा अनुपलब्ध हैं, और अनुमान समीकरण अविश्वसनीय हैं और आघात6 वाले रोगियों में मान्य नहीं किए गए हैं। इसके अलावा, सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता चोट के कम से कम 24 घंटे बाद तक नहीं बदल सकती है, जिससे प्रारंभिक पहचान और हस्तक्षेप7 शामिल हैं। जबकि शोध से पता चलता है कि मूत्र उत्पादन सीरम क्रिएटिनिन एकाग्रता की तुलना में एकेआई का एक पूर्व संकेतक है, केडीआईजीओ मानदंड ों को कम से कम 6 घंटे के ओलिगुरिया की आवश्यकता होती है, जो चोटकी रोकथाम को लक्षित करने वाले हस्तक्षेपों को रोकता है। एकेआई को परिभाषित करने के लिए इष्टतम प्रति घंटा मूत्र उत्पादन सीमा और ओलिगुरिया की उचित अवधि पर भी बहस की जाती है, जो बीमारी के शुरुआती मार्कर के रूप में इसकी प्रभावशीलता को सीमित करती है 9,10. इस प्रकार, एकेआई के लिए वर्तमान नैदानिक उपाय आघात सेटिंग्स में उपयोगी नहीं हैं, एकेआई के विलंबित निदान का कारण बनते हैं, और एकेआई के विकास के लिए रोगी की जोखिम स्थिति के बारे में वास्तविक समय की जानकारी प्रदान नहीं करते हैं।

जबकि एक आघात सेटिंग में एकेआई का विकास जटिल है और संभवतः हाइपोवोलेमिया के कारण खराब गुर्दे के छिड़काव, वाहिकासंकीर्णन के कारण गुर्दे के रक्त प्रवाह में कमी, आघात से संबंधित सूजन, या इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट जैसे कई कारणों से जुड़ा हुआ है, गुर्दे का हाइपोक्सिया एकेआई11,12 के अधिकांश रूपों में एक सामान्य कारक है। विशेष रूप से, गुर्दे का मज्जा क्षेत्र कम ऑक्सीजन वितरण और सोडियम पुन: अवशोषण से जुड़ी उच्च चयापचय गतिविधि के कारण आघात सेटिंग में ऑक्सीजन की मांग और आपूर्ति के बीच असंतुलन के लिए अतिसंवेदनशील होता है। इस प्रकार, यदि गुर्दे के मज्जा ऑक्सीकरण को मापना संभव था, तो एकेआई के विकास के लिए रोगी की जोखिम स्थिति की निगरानी करना संभव हो सकता है। हालांकि यह चिकित्सकीय रूप से संभव नहीं है, गुर्दे के आउटलेट पर ऑक्सीजन का मूत्र आंशिक दबाव (पीयूओ2) मज्जा ऊतक ऑक्सीकरण13,14 के साथ दृढ़ता से संबंधित है। अन्य अध्ययनों से पता चला है कि मूत्राशय पीयूओ 2 को मापना संभव है और यह उत्तेजनाओं के जवाब में बदलता है जो मज्जा ऑक्सीजन और गुर्दे की श्रोणि पीयूओ2 के स्तर को बदलता है, जैसे कि गुर्दे के रक्त प्रवाह में कमी15,16,17। इन अध्ययनों से पता चलता है कि पीयूओ2 अंत-अंग छिड़काव का संकेत दे सकता है और गुर्दे के कार्य पर आघात सेटिंग्स में हस्तक्षेप के प्रभाव की निगरानी के लिए उपयोगी हो सकता है।

पुओ 2 की निगरानी करने के लिए, एक नॉनइनवेसिव पीयूओ2 मॉनिटर विकसित किया गया था जो शरीर के बाहर मूत्र कैथेटर के अंत से आसानी से जुड़ सकता है। नॉनइनवेसिव पुओ2 मॉनिटर में तीन मुख्य घटक होते हैं: एक तापमान सेंसर, एक ल्यूमिनेसेंस शमन ऑक्सीजन सेंसर और एक थर्मल-आधारित प्रवाह सेंसर। चूंकि प्रत्येक ऑक्सीजन सेंसर ऑप्टिकल रूप से आधारित है और ल्यूमिनेसेंस और ऑक्सीजन एकाग्रता के बीच संबंधों को निर्धारित करने के लिए स्टर्न-वोल्मर संबंध पर निर्भर करता है, इसलिए तापमान में परिवर्तन के किसी भी संभावित भ्रामक प्रभाव को दूर करने के लिए एक तापमान सेंसर आवश्यक है। प्रवाह सेंसर मूत्र उत्पादन को निर्धारित करने और मूत्र प्रवाह की दिशा और परिमाण निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। सभी तीन घटक पुरुष, महिला और टी-आकार के ल्यूर लॉक कनेक्टर और पॉली-विनाइल क्लोराइड (पीवीसी) लचीली टयूबिंग के संयोजन से जुड़े होते हैं। शंक्वाकार कनेक्टर के साथ अंत मूत्र कैथेटर के आउटलेट से जुड़ता है, और शंक्वाकार कनेक्टर पर टयूबिंग के साथ अंत मूत्र संग्रह बैग पर कनेक्टर पर स्लाइड को जोड़ता है।

मूत्राशय से दूर से मापने के बावजूद, एक हालिया अध्ययन से पता चला है कि कार्डियक सर्जरी के दौरान कम मूत्र पीयूओ2 एकेआई18,19 के विकास के बढ़ते जोखिम से जुड़ा हुआ है। इसी तरह, वर्तमान पशु मॉडल ने मुख्य रूप से कार्डियक सर्जरी और सेप्सिस 14,20,21,22 के दौरान एकेआई की शुरुआती पहचान पर ध्यान केंद्रित किया है। इस प्रकार, आघात की सेटिंग्स में इस उपन्यास उपकरण के उपयोग के बारे में प्रश्न बने हुए हैं। इस शोध का उद्देश्य पीयूओ2 को एकेआई के शुरुआती मार्कर के रूप में स्थापित करना है और आघात वाले रोगियों में एक पुनरुत्थान समापन बिंदु के रूप में इसके उपयोग की जांच करना है। यह पांडुलिपि रक्तस्रावी सदमे के एक पोर्सिन मॉडल का वर्णन करती है जिसमें गुर्दे के मज्जा में नॉनइनवेसिव पुओ 2 मॉनिटर, एक मूत्राशय पीयूओ2 सेंसर और एक ऊतक ऑक्सीजन सेंसर का प्लेसमेंट शामिल है। नॉनइनवेसिव मॉनिटर के डेटा की तुलना मूत्राशय पीयूओ2 और इनवेसिव ऊतक ऑक्सीजन माप से की जाएगी। नॉनइनवेसिव मॉनिटर में एक प्रवाह सेंसर भी शामिल है जो मूत्र प्रवाह दर और ऑक्सीजन प्रवेश के बीच संबंधों को समझने के लिए उपयोगी होगा, जो मूत्र पथ को पार करने के रूप में नॉनइनवेसिव पीयूओ2 से गुर्दे के मज्जा ऊतक ऑक्सीकरण का अनुमान लगाने की क्षमता को कम करता है। इसके अतिरिक्त, तीन ऑक्सीजन सेंसर के डेटा की तुलना प्रणालीगत महत्वपूर्ण संकेतों से की जाएगी, जैसे कि औसत धमनी दबाव। केंद्रीय परिकल्पना यह है कि नॉनइनवेसिव पीयूओ2 डेटा आक्रामक मज्जा ऑक्सीजन सामग्री के साथ दृढ़ता से सहसंबंधित होगा और पुनर्जीवन के दौरान मज्जा हाइपोक्सिया को प्रतिबिंबित करेगा। नॉनइनवेसिव पीयूओ2 निगरानी में पहले एकेआई की पहचान करके आघात से संबंधित परिणामों में सुधार करने की क्षमता है और रक्तस्राव के बाद एक नए पुनरुत्थान समापन बिंदु के रूप में कार्य करता है जो प्रणालीगत ऑक्सीकरण के बजाय अंत-अंग का संकेत है।

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Protocol

यूटा विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति ने यहां वर्णित सभी प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल को मंजूरी दे दी। प्रयोग से पहले, यॉर्कशायर के कुल 12 नर या गैर-गर्भवती मादा सूअर का वजन 50-75 किलोग्राम था और 6-8 महीने के बीच कम से कम 7 दिनों के लिए उनके बाड़ों में रखा गया था। इस अवधि के दौरान, सभी देखभाल एक पशु चिकित्सक द्वारा निर्देशित की जाती है और प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड और पशु कल्याण अधिनियम विनियम और मानकों के अनुसार होती है। एनेस्थीसिया को शामिल करने से पहले जानवरों को रात भर उपवास किया जाता है, लेकिन उन्हें पानी तक मुफ्त पहुंच की अनुमति दी जाती है।

1. सेंसर असेंबली

  1. थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर (टीपीई) ट्यूबिंग में 3/8 के 6 सेमी टुकड़े, पीवीसी टयूबिंग में 1/8 इंच और 3/16 के 25 मिमी टुकड़े, और पीवीसी टयूबिंग में 1/8 इंच और 3/16 के 31 मिमी टुकड़े काटें।
  2. तापमान जांच के उजागर सिरे को फिट करने के लिए गैर-वेंट टोपी के शीर्ष में एक छेद ड्रिल करें; ड्रिल बिट में 3/32 के साथ शुरू करें, फिर ड्रिल बिट में 1/8 का उपयोग करें।
  3. ऑक्सीजन सेंसर को फिट करने के लिए टी-कनेक्टर के शीर्ष भाग को ड्रिल करने के लिए ड्रिल बिट में 5/32 का उपयोग करें।
  4. प्रवाह सेंसर के इनलेट साइड पर पीवीसी ट्यूबिंग में 1/8 के छोटे टुकड़े को स्लाइड करें। प्रवाह सेंसर के आउटलेट साइड (जैसा कि प्रवाह सेंसर पर तीर द्वारा नामित किया गया है) पर पीवीसी ट्यूबिंग के टुकड़े में लंबे 1/8 स्लाइड करें। पीवीसी ट्यूबिंग में 1/8 की इसी लंबाई पर पीवीसी ट्यूबिंग के टुकड़ों में छोटे और लंबे 3/16 को स्लाइड करें। पीवीसी टयूबिंग में 1/8 के खुले छोर में पुरुष ल्यूर लॉक कनेक्टर के कांटेदार छोर को डालें।
    नोट: यदि आवश्यक हो, तो कांटेदार फिटिंग पर फिसलने से पहले टयूबिंग को गर्म करने के लिए हीट गन का उपयोग करें। कांटेदार कनेक्टर पर ट्यूबिंग को स्लाइड करना आसान बनाने के लिए कांटेदार छोर को चिकनाई देने के लिए आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करना भी संभव है।
  5. बायोकंपैटिबल गोंद मिलाएं।
  6. किसी भी सुरक्षात्मक शीथिंग या टयूबिंग को हटाकर तापमान जांच की नोक को उजागर करें। थर्मिस्टर के ट्यूबिंग के अंदर बायोकंपैटिबल गोंद से भरें लेकिन उजागर नोक को कवर न करें।
  7. चित्र 1 में दिखाए अनुसार भागों को इकट्ठा करें। गैर-वेंट कैप में थर्मिस्टर डालते समय, और कांटेदार छोर पर टीपीई ट्यूबिंग में 3/8 स्लाइड करने से पहले, प्रत्येक ल्यूर लॉक कनेक्शन को सुरक्षित करने के लिए गोंद का उपयोग करें।
  8. नसबंदी से पहले, सुनिश्चित करें कि ऑक्सीजन स्टिक पर नीली टोपी बहुत कसकर मुड़ी हुई नहीं है, या नसबंदी के बाद इसे पूर्ववत करना मुश्किल होगा।
    नोट: एक इकट्ठे डिवाइस की एक छवि संदर्भ के लिए चित्रा 1 में दिखाया गया है। इस प्रयोग के लिए, फाइबर ऑप्टिक केबल को एक इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूल से जोड़ा गया था जिसमें सॉफ्टवेयर होता है जिसे डिवाइस में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट ऑक्सीजन सेंसर के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कोई भी ल्यूमिनेसेंस शमन-आधारित ऑक्सीजन सेंसर और संगत डेटा संग्रह डिवाइस काम करेगा। इसके अलावा, प्रवाह सेंसर और तापमान जांच को जोड़ने के लिए एक कस्टम मॉड्यूल और एक मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइन किया गया था। कस्टम सॉफ्टवेयर का उपयोग वास्तविक समय में डेटा एकत्र करने और प्रदर्शित करने के लिए किया गया था।

2. प्रायोगिक प्रक्रिया

  1. संज्ञाहरण और निगरानी का प्रेरण।
    1. केटामाइन (2.2 मिलीग्राम / किग्रा) और ज़ाइलेज़िन (2.2 मिलीग्राम / किग्रा) और टेलाज़ोल (4.4 मिलीग्राम / किग्रा) के संयुक्त इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन के साथ जानवर को सेडेट करें।
    2. जानवर के आकार के आधार पर, एक लैरींगोस्कोप की सहायता से एक उचित आकार (सबसे अधिक संभावना 7 मिमी और 8 मिमी के बीच) कफ एंडोट्राचेल ट्यूब रखें।
    3. दोनों आंखों पर आई लुब्रिकेंट लगाएं।
    4. प्रेरण के बाद, यांत्रिक रूप से ऑक्सीजन में मिश्रित 1.5% -3.0% गैसीय आइसोफ्लुरेन के साथ संज्ञाहरण के रखरखाव के साथ जानवर को हवादार करें। प्रेरित ऑक्सीजन के अंश को 40% -100% के बीच सेट करें, सकारात्मक अंत-समाप्ति दबाव 4 सेमी एच 2 ओ,ज्वारीय मात्रा 6-8 एमएल / किग्रा तक सेट करें, और 35-45 मिमीएचजी के अंत-ज्वारीय सीओ2 को बनाए रखने के लिए श्वसन दर और ज्वारीय मात्रा को समायोजित करें।
    5. जबड़े की टोन, लगभग हर 15 मिनट में पैल्पेब्रल रिफ्लेक्स और पूरे प्रयोग में सहज आंदोलन की अनुपस्थिति का आकलन करके संज्ञाहरण की उचित गहराई की निगरानी और पुष्टि करें। इसके अतिरिक्त, ऊतक छिड़काव (श्लेष्म झिल्ली रंग, केशिका रिफिल समय, हृदय गति), पल्स ऑक्सीमेट्री, अंत-ज्वारीय सीओ2, कोर शरीर का तापमान और इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम के नैदानिक मापदंडों की निगरानी करें।
    6. जानवर को एक गर्म कंबल पर पृष्ठीय स्थिरता में रखें और प्रत्येक पैर को मेज पर सुरक्षित करें।
    7. प्रोटोकॉल प्रयोग के अंत में जानवर की इच्छामृत्यु के साथ एक गैर-जीवित प्रक्रिया है, जैसा कि धारा 5 में वर्णित है।
  2. प्रयोग के लिए जानवर तैयार करें।
    1. अल्कोहल के बाद क्लोरहेक्सिडाइन के तीन वैकल्पिक स्क्रब के साथ त्वचा को स्क्रब करके सभी पंचर साइटों (जो चरण 2.2.3-2.2.7 में सूचीबद्ध हैं) तैयार करें। तीसरे स्क्रब के बाद, क्लोरहेक्सिडाइन लागू करें और पूरी तरह से सूखने दें, फिर सर्जिकल साइट को बाँझ फैशन में लपेटें।
    2. स्थानीय दर्द से राहत के लिए 2% लिडोकेन के साथ सभी पंचर और चीरा साइटों में स्थानीय रूप से घुसपैठ करें।
    3. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन और सेल्डिंगर तकनीक का उपयोग करके, दवा जलसेक और केंद्रीय शिरापरक दबाव निगरानी के लिए दाहिने बाहरी जुगुलर नस में 9 एफआर कैथेटर रखें और पुनर्जीवन के लिए दाईं ऊरु नस में 7 एफआर कैथेटर रखें।
    4. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत, दाईं ब्रैकियल धमनी में 7 एफआर म्यान रखें।
    5. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत, दाईं ऊरु धमनी में 7 एफआर म्यान रखें।
    6. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत, बाईं ऊरु धमनी में 7 एफआर म्यान रखें।
    7. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत, दाएं या बाएं कैरोटिड धमनी में 5 एफआर म्यान रखें।
    8. बाएं ऊरु धमनी म्यान के माध्यम से महाधमनी (आरईबीओए) कैथेटर के पुनरुत्थानएंडोवास्कुलर रोड़ा के गुब्बारे के लिए दबाव डिस्टल की निगरानी करें।
      1. एक डिस्पोजेबल दबाव ट्रांसड्यूसर को धमनी कैथेटर से कनेक्ट करें जो आरईबीओए गुब्बारे से दूर है।
    9. कैरोटिड धमनी म्यान के माध्यम से आरईबीओए कैथेटर के गुब्बारे के समीपस्थ दबाव की निगरानी करें।
      1. एक डिस्पोजेबल दबाव ट्रांसड्यूसर को धमनी कैथेटर से कनेक्ट करें जो आरईबीओए गुब्बारे के समीपस्थ है।
    10. पेट की मध्य रेखा के साथ एक चीरा लगाकर एक मध्य रेखा लैप्रोटॉमी करें, उरोस्थि के निचले हिस्से से शुरू करें और पबिस पर समाप्त हों।
    11. पेट को खुला रखने के साथ, मूत्राशय की पहचान करें और मूत्राशय में 20 एफआर मूत्र कैथेटर की नोक डालने के लिए एक सिस्टोटॉमी करें, या एक छोटा सा चीरा लगाएं। पर्स स्ट्रिंग सीवन का उपयोग करके मूत्र कैथेटर के साथ सिस्टोटॉमी को बंद करें। कैथेटर होने के बाद, इसे सीवन के साथ त्वचा पर सुरक्षित करें।
    12. कैथेटर के आउटलेट को मूत्र संग्रह बैग से जोड़ने से पहले, कैथेटर के आउटलेट में नॉनइनवेसिव पुओ2 मॉनिटर के शंकु के आकार के छोर को डालें।
    13. नोवेल पुओ2 मॉनिटर के अंत में खुली टयूबिंग को ट्यूबिंग पर शंकु के आकार के कनेक्टर पर रखें जो मूत्र संग्रह बैग से जुड़ा हुआ है।
    14. रक्तस्राव-प्रेरित ऑटो-ट्रांसफ्यूजन को खत्म करने के लिए प्लीहा को हटा दें।
      1. तिल्ली का पता लगाएं। प्लीहा के हिलम या उस साइट की पहचान करें जहां स्प्लेनिक धमनी और नस प्लीहा में प्रवेश करती है। प्रत्येक पोत को दबाएं और सही करें।
      2. ट्रांससेक्शन के बाद, 2-0 सीवन का उपयोग करके संशोधित मिलर समुद्री मील का उपयोग करके प्रत्येक पोत को अलग करें।
  3. मूत्राशय पीयूओ2 और ऊतक ऑक्सीकरण को मापने के लिए उपकरण रखें।
    1. मूत्राशय के आउटलेट पर पुओ2 को मापें।
      1. कैथेटर पर गुब्बारे की पहचान करें। गुब्बारे के ठीक नीचे कैथेटर की लंबी धुरी के साथ एक चीरा लगाएं, यह सुनिश्चित करते हुए कि आप गुब्बारे से जुड़ने वाले लुमेन को न काटें।
      2. चीरा लगाने के बाद, एक टी-कनेक्टर डालें जिसमें चीरा में सेंसिंग सामग्री हो।
      3. टी-कनेक्टर को सुरक्षित करने के लिए ऊतक गोंद का उपयोग करें।
      4. मूत्राशय डेटा संग्रह डिवाइस से फाइबर ऑप्टिक केबल को कनेक्टर से कनेक्ट करें जिसमें सेंसिंग सामग्री होती है।
      5. डेटा संग्रह डिवाइस पर एक नई फ़ाइल बनाएँ और स्टैंड-अलोन संग्रह डिवाइस और प्रयोग में उपयोग किए जाने वाले अन्य उपकरणों के बीच समय अंतर को नोट करें।
        1. इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले डेटा संग्रह डिवाइस के लिए: मुख्य मेनू तक पहुंचने के लिए पीछे के तीर को धक्का दें।
        2. माप सेटिंग्स में जाएं और ओके पर क्लिक करें। माप ब्राउज़र बॉक्स को हाइलाइट करने और ओके को धक्का देने के लिए तीर का उपयोग करें।
        3. नई फ़ाइल बनाने के लिए दाएँ तीर दबाएँ. नई फ़ाइल का नाम टाइप करें और किया हुआ का चयन करें।
        4. नया फ़ाइल नाम हाइलाइट करें और ठीक का चयन करें। माप स्क्रीन पर नेविगेट करें और रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए ओके पर क्लिक करें।
    2. मज्जा गुर्दे के ऊतक ऑक्सीकरण को मापें।
      1. आंतरिक रूप से गुर्दे के स्थान की पहचान करें।
      2. आंत्र को स्थानांतरित करें ताकि आपके पास साइट की एक स्पष्ट रेखा हो और पूरे गुर्दे तक पहुंच हो।
      3. सेंसर को 2 "18 गेज कैथेटर में डालें। सेंसर पर ल्यूर लॉक कनेक्टर को समायोजित करें ताकि सेंसर की नोक उजागर हो। कैथेटर को हटा दें और इसे 18 गेज सुई पर रखें।
      4. अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत गुर्दे के मज्जा में 18 गेज सुई और कैथेटर में 2 रखें।
      5. कैथेटर को जगह में रखते हुए सुई को हटा दें। कैथेटर के माध्यम से ऊतक सेंसर को थ्रेड करें और सेंसर को कैथेटर से जोड़ने के लिए ल्यूर लॉक का उपयोग करें।
      6. कैथेटर को सुरक्षित करने के लिए ऊतक गोंद का उपयोग करें।
      7. ऊतक सेंसर को डेटा संग्रह बॉक्स से कनेक्ट करें।
      8. इंस्ट्रूमेंटेशन और जानवर तैयार करने के बाद प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल शुरू करने से पहले 10 मिनट तक प्रतीक्षा करें। इसे बेसलाइन अवधि माना जाएगा।
  4. प्रायोगिक प्रोटोकॉल
    1. प्रयोगात्मक प्रक्रिया शुरू करने से पहले, सुनिश्चित करें कि औसत धमनी दबाव (एमएपी) ≥ 65 मिमीएचजी है। यदि एमएपी सीमा से नीचे है, तो आइसोटोनिक क्रिस्टलॉइड समाधान के दो 5 एमएल / किग्रा बोलस दें। यदि एमएपी 65 मिमीएचजी से नीचे रहता है, तो लक्ष्य एमएपी प्राप्त होने तक नॉरपेनेफ्रिन (0.02 μg / kg / min) डालें।
    2. रक्तस्रावी सदमे को प्रेरित करें।
      1. 30 मिनट से अधिक दाएं ब्रैकियल धमनी म्यान के माध्यम से जानवर की अनुमानित रक्त मात्रा का 25% (अनुमानित 60 एमएल / किग्रा) धीरे-धीरे उत्तेजित साइट्रेटेड रक्त संग्रह बैग में निकालें। रक्त निकालने की शुरुआत को t = 0 मिनट के रूप में चिह्नित करें।
      2. हटाए गए रक्त को 37 डिग्री सेल्सियस पर गर्म पानी के स्नान में स्टोर करें।
      3. फिर जानवरों को पूरे रक्त के साथ आरईबीओए या क्रिस्टलोइड्स समूह (प्रत्येक समूह के लिए एन = 6) के साथ आरईबीओए को असाइन करने के लिए रैंडमाइजेशन करें।
    3. REBOA कैथेटर रखें।
      1. दाहिने ऊरु धमनी म्यान में 7 एफआर रेबोआ कैथेटर डालें। कैथेटर के गुब्बारे को तुरंत डायाफ्राम से बेहतर रखें और फ्लोरोस्कोपी का उपयोग करके स्थान की पुष्टि करें।
      2. टी = 30 मिनट पर, रेबोआ गुब्बारे को फुलाएं और 45 मिनट के लिए महाधमनी को पूरी तरह से बंद कर दें।
    4. पुनर्जीवन शुरू करें और महत्वपूर्ण देखभाल का प्रशासन करें।
      1. टी = 70 मिनट पर, प्रत्येक जानवर को 15 मिनट से अधिक समय तक उनके बहाए गए रक्त के साथ ट्रांसफ्यूज करें।
      2. साइट्रेट-प्रेरित हाइपोकैल्सीमिया को रोकने के लिए 10 मिनट से अधिक अंतःशिरा कैल्शियम डालें।
      3. t = 75 मिनट पर, REBOA गुब्बारे को 10 मिनट से अधिक समय तक निष्क्रिय करें।
      4. टी = 360 मिनट तक, 65 मिमीएचजी के एमएपी को बनाए रखने के लिए जानवर को तरल पदार्थ और नॉरपेनेफ्रिन > साथ पुनर्जीवित करें।
  5. प्रयोग और इच्छामृत्यु का अंत
    1. किसी भी शेष रक्त या मूत्र के नमूने एकत्र करें।
    2. पेंटोबार्बिटल सोडियम (390 मिलीग्राम) और फेनाइटोइन सोडियम (50 मिलीग्राम) (1 एमएल / 10 पाउंड) के संयोजन को इंजेक्ट करके जानवर को इच्छामृत्यु दें।

3. डेटा प्रोसेसिंग

  1. सभी डेटा फ़ाइलों को समय-सिंक्रनाइज़ करें.
    1. प्रत्येक डिवाइस पर एक-दूसरे के सापेक्ष नोट किए गए समय और प्रयोग की शुरुआत के आधार पर, सभी डेटा फ़ाइलों को संरेखित करें जैसे कि टी = 0 प्रयोग की शुरुआत को इंगित करता है।
  2. प्रवाह सेंसर से त्रुटि झंडे से जुड़े किसी भी डेटा बिंदु को हटा दें।
    नोट: त्रुटि प्रकार उच्च प्रवाह दर और एयर-इन-लाइन हैं। उच्च प्रवाह दर त्रुटि इंगित करती है कि प्रवाह दर सेंसर की आउटपुट सीमा से अधिक है। एयर-इन-लाइन त्रुटि ध्वज तब उठाया जाता है जब सेंसर प्रवाह चैनल में हवा का पता लगाता है।
  3. नकारात्मक प्रवाह से जुड़े डेटा को छोड़ दें।
    1. एक बार प्रवाह नकारात्मक हो जाने के बाद, पीछे की दिशा में सेंसर से बहने वाली मात्रा को ट्रैक करें।
    2. प्रवाह सकारात्मक हो जाने के बाद, मात्रा को ट्रैक करें और इसकी तुलना नकारात्मक प्रवाह की मात्रा से करें ताकि केवल हाल ही में शून्य मूत्र से माप शामिल हो सकें।

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Representative Results

चित्रा 1 इस पांडुलिपि में वर्णित नॉनइनवेसिव पुओ2 मॉनिटर की एक छवि दिखाता है। चित्रा 2 वर्णित पोर्सिन रक्तस्राव मॉडल के समान एक प्रयोग के दौरान एक ही विषय में एमएपी और नॉनइनवेसिव पीयूओ2 माप का एक प्लॉट दिखाता है। प्रयोग की शुरुआत में, जैसा कि रक्तस्राव शुरू किया गया था, एमएपी और पीयूओ2 में गिरावट आई थी। पुओ2 में प्रारंभिक गिरावट के बाद यह धीरे-धीरे बढ़ गया जब तक कि आरईबीओए गुब्बारे को फुलाया नहीं गया। धीरे-धीरे वृद्धि रक्तस्राव-प्रेरित हाइपोवोलेमिया के कारण मूत्र उत्पादन में भारी कमी की अवधि के साथ मेल खाती है, जिसके बाद महाधमनी रोड़ा होता है। कम मूत्र उत्पादन की अवधि के दौरान, पीयूओ2 डेटा आसपास के ऊतक और हवा के साथ ऑक्सीजन विनिमय के कारण विश्वसनीय नहीं थे क्योंकि मूत्र गुर्दे के आउटलेट से नॉनइनवेसिव माप स्थल तक जाता था। क्रिटिकल केयर चरण के दौरान, पीयूओ2 में एक महत्वपूर्ण गिरावट आई, जो मूत्र उत्पादन में वृद्धि के अनुरूप थी। मूत्र उत्पादन में वृद्धि ने आसपास के ऊतकों के साथ ऑक्सीजन विनिमय के प्रभाव को सीमित कर दिया, और पीयूओ 2 डेटा को वैध निर्धारित किया गया। प्रयोग की अवधि के दौरान एकत्र किए गए नॉनइनवेसिव पुओ2 डेटा की तुलना एमएपी जैसे अन्य डेटा से की जा सकती है। इस विषय में, एमएपी महत्वपूर्ण देखभाल अवधि के दौरान स्थिर रहता है और पीयूओ2 लगभग 180 मिनट पर अधिकतम तक पहुंचता है, इसके बाद 240 मिनट तक कमी होती है, जिसके बाद प्रयोग के अंत तक धीरे-धीरे वृद्धि होती है।

Figure 1
चित्रा 1: नॉनइनवेसिव पुओ2 मॉनिटर की एक छवि। डिवाइस कैथेटर और संग्रह बैग के बीच जुड़ता है। डिवाइस में एक तापमान जांच, एक ल्यूमिनेसेंस-आधारित ऑक्सीजन सेंसर और संबंधित फाइबर ऑप्टिक केबल और एक थर्मल-आधारित फ्लो सेंसर शामिल है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: वर्णित रक्तस्रावी शॉक पोर्सिन मॉडल के दौरान मापा गया नॉनइनवेसिव पुओ2 और एमएपी। सभी डेटा 1 हर्ट्ज पर नमूना लिया गया था। एचईएम = रक्तस्राव, एमएपी = औसत धमनी दबाव। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

आघात वाले रोगियों में एकेआई एक आम जटिलता है, और वर्तमान में, गुर्दे के ऊतकों के ऑक्सीकरण के लिए कोई मान्य बेडसाइड मॉनिटर नहीं है, जो पहले एकेआई का पता लगाने और संभावित हस्तक्षेपों का मार्गदर्शन करने में सक्षम हो सकता है। यह पांडुलिपि एक पोर्सिन रक्तस्रावी शॉक मॉडल के उपयोग और इंस्ट्रूमेंटेशन का वर्णन करती है ताकि एकेआई के शुरुआती संकेतक और आघात सेटिंग्स में एक उपन्यास पुनर्जीवन समापन बिंदु के रूप में नॉनइनवेसिव पीयूओ2 स्थापित किया जा सके।

इस पोर्सिन मॉडल के विशिष्ट लाभों में से एक तीन अलग-अलग स्थानों पर ऑक्सीजन माप की तुलना करने की क्षमता है, जिसमें सीधे मज्जा भी शामिल है। जबकि मनुष्यों में मूत्राशय और नॉनइनवेसिव पीयूओ2 को मापना संभव है, मज्जा में सीधे ऑक्सीजन सामग्री को मापना संभव नहीं है। सेप्सिस और कार्डियक सर्जरी में पीयूओ2 निगरानी के आवेदन का अध्ययन करने वाले पूर्व पशु मॉडल ने आमतौर पर नॉनइनवेसिव या मूत्राशय ऑक्सीजन माप पर भरोसा किया है, केवल कुछ मुट्ठी भर अध्ययनों मेंएक साथ मज्जा ऊतक ऑक्सीजन सामग्री को भी मापा गया है। इसके अलावा, पिछले कई अध्ययनों को चूहों या खरगोशों जैसे छोटे जानवरों में किया गया है, जो ट्रांसलेशनल प्रभाव को सीमित करता है। सूअर का उपयोग फायदेमंद है क्योंकि जानवर निगरानी और गंभीर देखभाल की अनुमति देने के लिए काफी बड़े हैं, जो गंभीर रूप से बीमार रोगियों से गुजरते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अल्ट्रासाउंड मार्गदर्शन के तहत मज्जा में ऑक्सीजन सेंसर रखा गया है। अल्ट्रासाउंड का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाता है कि कैथेटर और सेंसर वास्तव में गुर्दे के मज्जा क्षेत्र में हैं। इसके अलावा, नॉनइनवेसिव मॉनिटर में एक मूत्र प्रवाह सेंसर होता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि गुर्दे की श्रोणि से पीयूओ2 डिस्टल को मापने के भ्रामक कारकों में से एक मूत्र पथ24 के साथ ऑक्सीजन प्रवेश है। ऑक्सीजन के प्रवेश का प्रभाव पूर्व प्रयोग से प्रस्तुत आंकड़ों में देखा गया था। महाधमनी रोड़ा और संबंधित कम मूत्र प्रवाह की अवधि के दौरान, पीयूओ2 को महत्वपूर्ण देखभाल चरण की तुलना में कृत्रिम रूप से ऊंचा किया गया था, जब मूत्र उत्पादन में वृद्धि हुई थी। मूत्र प्रवाह दर डेटा का उपयोग करके, मूत्राशय पीयूओ 2 और मज्जा ऊतक ऑक्सीजन के स्तर के लिए केवल वैध नॉनइनवेसिव पीयूओ 2 डेटा की तुलना करना संभव है, साथ ही साथ एक प्रवाह दर सीमा निर्धारित करना संभव है जिसके नीचे नॉनइनवेसिव पीयूओ2 डेटा अब गुर्दे के ऑक्सीकरण का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।

विभिन्न माप स्थलों पर ऑक्सीजन डेटा की तुलना करने के अलावा, यह मॉडल यह तुलना करने में मदद करेगा कि कौन से पुनर्जीवन उत्पाद गुर्दे की ऑक्सीजन वितरण, गुर्दे के ऊतक ऑक्सीकरण, और एमएपी जैसे वैश्विक छिड़काव के संकेतकों में सुधार के लिए सबसे प्रभावी हैं। मॉडल का वर्तमान पुनरावृत्ति पूरे रक्त और क्रिस्टलोइड्स की तुलना करेगा। वर्तमान दिशानिर्देश हाइपोटेंशन रक्तस्रावआघात रोगियों में उपचार की पहली पंक्ति के रूप में क्रिस्टलोइड्स का उपयोग करने का सुझाव देते हैं। दूसरों ने दिखाया है कि क्रिस्टलोइड्स के साथ द्रव पुनर्जीवन ने गुर्दे के ऊतक ऑक्सीकरण को बहाल नहीं किया, जबकि रक्त आधानने 26 किया। हालांकि, इष्टतम आधान समापन बिंदु स्पष्ट नहीं है, और संसाधन कुछ आघात सेटिंग्स (ग्रामीण, दूरस्थ या सशस्त्र संघर्ष वातावरण) में सीमित हो सकते हैं। इस अध्ययन के आंकड़ों के आधार पर, नॉनइनवेसिव पीयूओ2 मॉनिटर आघात वाले रोगियों में एक उपयुक्त आधान सीमा निर्धारित करने के लिए एक नए समापन बिंदु के रूप में काम कर सकता है। इस अध्ययन में नॉनइनवेसिव पीयूओ2 मॉनिटर को मान्य करने के बाद, इस मॉडल के भविष्य के पुनरावृत्तियों में अन्य पुनर्जीवन तरल पदार्थों के उपयोग का पता लगाया जा सकता है, जैसे हाइपरटोनिक समाधान और सिंथेटिक कोलाइड ्स का उपयोग।

विभिन्न पुनर्जीवन उत्पादों की तुलना करने के समान, इस मॉडल के डेटा का उपयोग वैश्विक छिड़काव माप की तुलना क्षेत्रीय ऑक्सीकरण और प्रणालीगत और क्षेत्रीय ऑक्सीकरण और परिणामों के बीच संबंधों की तुलना करने के लिए किया जा सकता है। आघात देखभाल के लिए वर्तमान दिशानिर्देश 60-65 mmHg25 के एमएपी को बनाए रखने की सलाह देते हैं। अध्ययनों में गुर्दे के कार्य को संरक्षित करने के लिए रक्तस्रावी सदमे के दौरान एक निर्णायक इष्टतम लक्ष्य एमएपी नहीं मिलाहै। पूर्व प्रयोग के परिणाम बताते हैं कि एमएपी केवल एक कारक हो सकता है जो पीयूओ2 को प्रभावित करता है। जबकि एमएपी महत्वपूर्ण देखभाल चरण के दौरान स्थिर था, पीयूओ 2 विविध था, जिसका अर्थ है कि अन्य कारक हैं जो पीयूओ2 को प्रभावित करते हैं। इस प्रकार, गुर्दे के ऑक्सीकरण की निगरानी करने की एक विधि, जैसे कि नॉनइनवेसिव पीयूओ2 निगरानी, एमएपी जैसे वैश्विक छिड़काव के उपायों की तुलना में हस्तक्षेप का मार्गदर्शन करने के लिए उपयोगी हो सकती है। नॉनइनवेसिव पीयूओ2 निगरानी में ऊतक हाइपोक्सिया को कम करके और अंग की शिथिलता को कम करके गुर्दे के कार्य को संरक्षित करने की क्षमता है।

इस मॉडल में उपयोग किए जाने वाले नॉनइनवेसिव मॉनिटर की प्रमुख सीमाओं में से एक यह है कि रक्तस्राव या महाधमनी रोड़ा चरणों के दौरान कोई मूत्र उत्पन्न नहीं होता है। यह पुनर्जीवन चरण के लिए नॉनइनवेसिव पीयूओ 2, मूत्राशय पीयूओ2 और मज्जा ऑक्सीकरण के बीच तुलना को सीमित करता है, जहां इसी तरह के प्रयोगों से एकत्र किए गए डेटा से पता चलता है कि इस अवधि के दौरान मूत्र प्रवाह पर्याप्त है। इस मॉडल की एक दूसरी सीमा यह है कि आरईबीओए का उपयोग दोनों उपचार समूहों में किया जाता है। वर्तमान नैदानिक अभ्यास के आधार पर, आरईबीओए का उपयोग आमतौर पर केवल गैर-संपीड़ित धड़ रक्तस्राव परिदृश्यों में किया जाताहै। इस प्रकार, भविष्य के अध्ययनों को पारंपरिक रक्तस्राव नियंत्रण और पुनर्जीवन विधियों के साथ नॉनइनवेसिव पीयूओ2 निगरानी के उपयोग की जांच करनी चाहिए।

यह मॉडल एकेआई का जल्दी पता लगाने और पुनर्जीवन विधियों की प्रतिक्रिया का आकलन करने के लिए एक उपकरण के रूप में नॉनइनवेसिव पीयूओ2 निगरानी को मान्य करने में मदद करेगा। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उपन्यास मॉनिटर संभावित रूप से आघात से संबंधित प्रारंभिक और विलंबित रुग्णता और मृत्यु दर को कम कर सकता है। यह विधि पत्र मॉडल को लागू करने के तरीके का चरण-दर-चरण विवरण प्रदान करता है।

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Disclosures

एन सिल्वरटन, के कुक और एल लोफग्रेन इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले नॉनइनवेसिव मॉनिटर के आसपास एक पेटेंट और पेटेंट आवेदन के आविष्कारक हैं। यह प्रोटोटाइप एन सिल्वरटन और के कुक द्वारा वाणिज्यिक विचार के लिए विकास के अधीन है, लेकिन अभी तक, कोई वाणिज्यिक गतिविधि नहीं हुई है। अन्य लेखक ों ने कोई प्रतिस्पर्धी हितों की घोषणा नहीं की है। इन आंकड़ों की व्याख्या और रिपोर्टिंग अकेले लेखकों की जिम्मेदारी है।

Acknowledgments

इस अनुदान में काम को ट्रांसलेशनल और क्लिनिकल स्टडीज पायलट प्रोग्राम और कांग्रेस द्वारा निर्देशित चिकित्सा अनुसंधान कार्यक्रमों (PR192745) के रक्षा विभाग कार्यालय के माध्यम से यूटा क्लिनिकल एंड ट्रांसलेशनल साइंस इंस्टीट्यूट विश्वविद्यालय द्वारा वित्त पोषित किया जाता है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1/8" PVC tubing Qosina SKU: T4307 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/16" PVC tubing Qosina SKU: T4310 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/8" TPE tubing  Qosina SKU: T2204 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/32" (1), 1/8" (1), 5/32" (1) drill bit Dewalt N/A For building noninvasive PuO2 monitor
Biocompatible Glue Masterbond EP30MED Part of noninvasive PuO2 monitor
Bladder PuO2 sensor Presens DP-PSt3 Oxygen dipping probe
Bladder oxygen measurement device Presens Fibox 4 Stand-alone fiber optic oxygen meter
Chlorhexidine 4% scrub Vetone N/A For scrubbing insertion or puncture sites
Conical connector with female luer lock Qosina SKU: 51500 Part of noninvasive PuO2 monitor
Cuffed endotracheal tube Vetone 600508 For sedating the subject and providing respiratory support
Euthanasia solution (pentobarbital sodium|pheyntoin sodium) Vetone 11168 For euthanasia after completion of experiment
General purpose temperature probe, 400 series thermistor Novamed 10-1610-040 Part of noninvasive PuO2 monitor
HotDog veterinary warming system HotDog V106 For controlling subject temperature during experiment
Invasive tissue oxygen measurement device Optronix N/A OxyLite™ oxygen monitors
Invasive tissue oxygen sensor Optronix NX-BF/OT/E Oxygen/Temperature bare-fibre sensor
Isoflurane Vetone 501017 To maintain sedation throughout the experiment
Isotonic crystalloid solution HenrySchein 1537930 or 1534612 Used during resuscitation in the critical care period
Liquid flow sensor Sensirion LD20-2600B Part of noninvasive PuO2 monitor
Male luer lock to barb connector Qosina SKU: 11549 Part of noninvasive PuO2 monitor
Male to male luer connector Qosina SKU: 20024 Part of noninvasive PuO2 monitor
Norepinephrine HenrySchein AIN00610 Infusion during resuscitation
Noninvasive oxygen measurement device Presens EOM-O2-mini Electro optical module transmitter for contactless oxygen measurements
Non-vented male luer lock cap  Qosina SKU: 65418 Part of noninvasive PuO2 monitor
O2 sensor stick Presens SST-PSt3-YOP Part of noninvasive PuO2 monitor
PowerLab data acquisition platform AD Instruments N/A For data collection
REBOA catheter Certus Critical Care N/A Used in experimental protocol
Super Sheath arterial catheters (5 Fr, 7 Fr, 9 Fr) Boston Scientific C1894 for intravascular access
Suture Ethicon C013D For securing catheter to skin and closing incisions
T connector, all female luer locks Qosina SKU: 88214 Part of noninvasive PuO2 monitor

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gomes, E., Antunes, R., Dias, C., Araújo, R., Costa-Pereira, A. Acute kidney injury in severe trauma assessed by RIFLE criteria: a common feature without implications on mortality. Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine. 18, 1 (2010).
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  3. Perkins, Z. B., et al. Trauma induced acute kidney injury. Plos One. 14 (1), 0211001 (2019).
  4. Lai, W. H., et al. Post-traumatic acute kidney injury: a cross-sectional study of trauma patients. Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine. 24 (1), 136 (2016).
  5. Khwaja, A. KDIGO clinical practice guidelines for acute kidney injury. Nephron Clinical Practice. 120 (4), 179-184 (2012).
  6. Saour, M., et al. Assessment of modification of diet in renal disease equation to predict reference serum creatinine value in severe trauma patients: Lessons from an observational study of 775 cases. Annals of Surgery. 263 (4), 814-820 (2016).
  7. Ostermann, M., Joannidis, M. Acute kidney injury 2016: diagnosis and diagnostic workup. Critical Care. 20 (1), 299 (2016).
  8. Koeze, J., et al. Incidence, timing and outcome of AKI in critically ill patients varies with the definition used and the addition of urine output criteria. BMC Nephrology. 18 (1), 70 (2017).
  9. Ralib, A., Pickering, J. W., Shaw, G. M., Endre, Z. H. The urine output definition of acute kidney injury is too liberal. Critical Care. 17 (3), 112 (2013).
  10. Ostermann, M. Diagnosis of acute kidney injury: Kidney disease improving global outcomes criteria and beyond. Current Opinion Critical Care. 20 (6), 581-587 (2014).
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  22. Sgouralis, I., Evans, R. G., Layton, A. T. Renal medullary and urinary oxygen tension during cardiopulmonary bypass in the rat. Mathematical Medicine and Biology. 34 (3), 313-333 (2017).
  23. Lankadeva, Y. R., Kosaka, J., Evans, R. G., Bellomo, R., May, C. N. Urinary oxygenation as a surrogate measure of medullary oxygenation during angiotensin II therapy in septic acute kidney injury. Critical Care Medicine. 46 (1), 41-48 (2018).
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  28. Ribeiro Junio, M. A. F., et al. The complications associated with resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta (REBOA). World Journal of Emergency Surgery. 13, 20 (2018).

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बायोइंजीनियरिंग अंक 188

Erratum

Formal Correction: Erratum: Noninvasive and Invasive Renal Hypoxia Monitoring in a Porcine Model of Hemorrhagic Shock
Posted by JoVE Editors on 05/09/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Noninvasive and Invasive Renal Hypoxia Monitoring in a Porcine Model of Hemorrhagic Shock. The Protocol section was updated.

Step 2.3.1 - 2.3.1.2 of the Protocol was updated from:

  1. Measure PuO2 in the bladder.
    1. Remove all air from the bladder by slowly squeezing the bladder while ensuring urine does not leak out.
    2. Place the tip of the luminescence quenching-based PuO2 sensor in the bladder via a cystotomy, similar to the catheter.
    3. Connect the fiber optic cable from the bladder sensor to the data collection device.

to:

  1.  Measure PuO2 at the outlet of the bladder
    1. Identify the balloon on the catheter. Just below the balloon make an incision along the long axis of the catheter, ensuring that you do not cut the lumen that connects to the balloon. 
    2. After making the incision, insert a t-connector that contains the sensing material into the incision. 
    3. Use tissue glue to secure the t-connector in place. 
    4. Connect the fiber optic cable from the bladder data collection device to the connector that contains the sensing material. 

Step 2.3.2.2 - 2.3.2.7 of the Protocol was updated from:

  1. Make a flank incision large enough to expose the kidney (approx. 2-3 in) on the side of the pig at approximately the same location where the kidney was identified.
  2. With the tips of a retractor together, introduce the retractor into the incision and then spread the tips of the retractor to expose the kidney.
  3. Use a micro-manipulator or similar tool to hold the oxygen probe steady. If possible, attach this tool to the end of an articulating arm.
  4. Attach the other end of the articulating arm to the surgical table so that the other end that will hold the oxygen probe is near the opened incision. If the tool that is used to hold the oxygen probe is not connected to an articulating arm, position the tool so the oxygen sensor is near the opened incision and is stable.
  5. Unlock all articulating joints of the arm. Using ultrasound, place the tip of the oxygen probe in the medulla region of the kidney. Lock all articulating joints on the arm.
  6. After confirming placement of the tip of the sensor in the medulla with ultrasound, use the micromanipulator to retract the needle housing the luminescence-based oxygen sensor. Connect the other end of the sensor to the data collection device connected to the computer running the data collection software. Start recording.

to:

  1. Move the bowel so that you have a clear line of site and access to the entire kidney. 
  2. Insert the sensor into 2" 18 gauge catheter. Adjust the luer lock connector on the sensor so that the tip of the sensor is exposed. Remove the catheter and place it over an 18 gauge needle.
  3. Place the 18 gauge needle and 2 in catheter into the renal medulla under ultrasound guidance.
  4. Remove the needle, keeping the catheter in place. Thread the tissue sensor through the catheter and use the luer lock to connect the sensor to the catheter. 
  5. Use tissue glue to secure the catheter in place. 
  6. Connect the tissue sensor to the data collection box.

The Table of Materials was updated from:

Name Company Catalog Number Comments
1/8" PVC tubing Qosina SKU: T4307 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/16" PVC tubing Qosina SKU: T4310 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/32" (1), 1/8" (1), 5/32" (1) drill bit Dewalt N/A For building noninvasive PuO2 monitor
3/8" TPE tubing  Qosina SKU: T2204 Part of noninvasive PuO2 monitor
Biocompatible Glue Masterbond EP30MED Part of noninvasive PuO2 monitor
Bladder oxygen measurement device Presens Fibox 4 Stand-alone fiber optic oxygen meter
Bladder PuO2 sensor Presens DP-PSt3 Oxygen dipping probe
Chlorhexidine 4% scrub Vetone N/A For scrubbing insertion or puncture sites
Conical connector with female luer lock Qosina SKU: 51500 Part of noninvasive PuO2 monitor
Cuffed endotracheal tube Vetone 600508 For sedating the subject and providing respiratory support
Euthanasia solution (pentobarbital sodium|pheyntoin sodium) Vetone 11168 For euthanasia after completion of experiment
General purpose temperature probe, 400 series thermistor Novamed 10-1610-040 Part of noninvasive PuO2 monitor
Hemmtop Magic Arm 11 inch Amazon B08JTZRKYN Holding invasive oxygen sensor in place
HotDog veterinary warming system HotDog V106 For controlling subject temperature during experiment
Invasive tissue oxygen measurement device Presens Oxy-1 ST  Compact oxygen transmitter
Invasive tissue oxygen sensor Presens PM-PSt7 Profiling oxygen microsensor
Isoflurane Vetone 501017 To maintain sedation throughout the experiment
Isotonic crystalloid solution HenrySchein 1537930 or 1534612 Used during resuscitation in the critical care period
Liquid flow sensor Sensirion LD20-2600B Part of noninvasive PuO2 monitor
Male luer lock to barb connector Qosina SKU: 11549 Part of noninvasive PuO2 monitor
Male to male luer connector Qosina SKU: 20024 Part of noninvasive PuO2 monitor
Noninvasive oxygen measurement device Presens EOM-O2-mini Electro optical module transmitter for contactless oxygen measurements
Non-vented male luer lock cap Qosina SKU: 65418 Part of noninvasive PuO2 monitor
Norepinephrine HenrySchein AIN00610 Infusion during resuscitation
O2 sensor stick Presens SST-PSt3-YOP Part of noninvasive PuO2 monitor
PowerLab data acquisition platform AD Instruments N/A For data collection
REBOA catheter Certus Critical Care N/A Used in experimental protocol
Super Sheath arterial catheters (5 Fr, 7 Fr, 9 Fr) Boston Scientific C1894 For intravascular access
Suture Ethicon C013D For securing catheter to skin and closing incisions
T connector, all female luer locks Qosina SKU: 88214 Part of noninvasive PuO2 monitor

to:

Name Company Catalog Number Comments
1/8" PVC tubing Qosina SKU: T4307 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/16" PVC tubing Qosina SKU: T4310 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/8" TPE tubing  Qosina SKU: T2204 Part of noninvasive PuO2 monitor
3/32" (1), 1/8" (1), 5/32" (1) drill bit Dewalt N/A For building noninvasive PuO2 monitor
Biocompatible Glue Masterbond EP30MED Part of noninvasive PuO2 monitor
Bladder PuO2 sensor Presens DP-PSt3 Oxygen dipping probe
Bladder oxygen measurement device Presens Fibox 4 Stand-alone fiber optic oxygen meter
Chlorhexidine 4% scrub Vetone N/A For scrubbing insertion or puncture sites
Conical connector with female luer lock Qosina SKU: 51500 Part of noninvasive PuO2 monitor
Cuffed endotracheal tube Vetone 600508 For sedating the subject and providing respiratory support
Euthanasia solution (pentobarbital sodium|pheyntoin sodium) Vetone 11168 For euthanasia after completion of experiment
General purpose temperature probe, 400 series thermistor Novamed 10-1610-040 Part of noninvasive PuO2 monitor
HotDog veterinary warming system HotDog V106 For controlling subject temperature during experiment
Invasive tissue oxygen measurement device Optronix N/A OxyLite™ oxygen monitors
Invasive tissue oxygen sensor Optronix NX-BF/OT/E Oxygen/Temperature bare-fibre sensor
Isoflurane Vetone 501017 To maintain sedation throughout the experiment
Isotonic crystalloid solution HenrySchein 1537930 or 1534612 Used during resuscitation in the critical care period
Liquid flow sensor Sensirion LD20-2600B Part of noninvasive PuO2 monitor
Male luer lock to barb connector Qosina SKU: 11549 Part of noninvasive PuO2 monitor
Male to male luer connector Qosina SKU: 20024 Part of noninvasive PuO2 monitor
Norepinephrine HenrySchein AIN00610 Infusion during resuscitation
Noninvasive oxygen measurement device Presens EOM-O2-mini Electro optical module transmitter for contactless oxygen measurements
Non-vented male luer lock cap  Qosina SKU: 65418 Part of noninvasive PuO2 monitor
O2 sensor stick Presens SST-PSt3-YOP Part of noninvasive PuO2 monitor
PowerLab data acquisition platform AD Instruments N/A For data collection
REBOA catheter Certus Critical Care N/A Used in experimental protocol
Super Sheath arterial catheters (5 Fr, 7 Fr, 9 Fr) Boston Scientific C1894 for intravascular access
Suture Ethicon C013D For securing catheter to skin and closing incisions
T connector, all female luer locks Qosina SKU: 88214 Part of noninvasive PuO2 monitor
रक्तस्रावी सदमे के पोर्सिन मॉडल में नॉनइनवेसिव और इनवेसिव रीनल हाइपोक्सिया मॉनिटरिंग
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Lofgren, L. R., Hoareau, G. L.,… More

Lofgren, L. R., Hoareau, G. L., Kuck, K., Silverton, N. A. Noninvasive and Invasive Renal Hypoxia Monitoring in a Porcine Model of Hemorrhagic Shock. J. Vis. Exp. (188), e64461, doi:10.3791/64461 (2022).

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