قياس أكسجة الأنسجة باستخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة في المرضى الذين يخضعون لغسيل الكلى
Summary
نقدم بروتوكولا لقياس تشبع الأكسجين الإقليمي (rSO2) في مرضى غسيل الكلى (HD) باستخدام جهاز التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة. قيمة rSO2 هي مؤشر لأكسجة الأنسجة. يمكن أن تكون هذه المراقبة غير الباضعة وفي الوقت الفعلي مفيدة لتأكيد التغييرات في أكسجة الأعضاء أثناء داء هنتنغتون.
Abstract
تم تطبيق التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRS) مؤخرا كأداة لقياس تشبع الأكسجين الإقليمي (rSO2) ، وهو علامة على أكسجة الأنسجة ، في الإعدادات السريرية بما في ذلك جراحة القلب والأوعية الدموية والدماغ ومراقبة حديثي الولادة وطب ما قبل دخول المستشفى. أجهزة مراقبة NIRS هي في الوقت الفعلي وغير جراحية ، وقد استخدمت بشكل أساسي لتقييم الأوكسجين الدماغي في المرضى المصابين بأمراض خطيرة أثناء العملية أو العناية المركزة. حتى الآن ، كان استخدام مراقبة NIRS في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن (CKD) بما في ذلك غسيل الكلى (HD) محدودا. لذلك ، قمنا بالتحقيق في قيم rSO2 في بعض الأعضاء أثناء HD. راقبنا قيم rSO2 باستخدام جهاز NIRS ينقل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة عند طولين موجيين من المرفق. تم وضع مرضى هنتنغتون في وضع ضعيف ، مع مستشعرات قياس rSO 2 متصلة بالجباه ، وقصور الغضروف الأيمن وأسفل الساقين لتقييم rSO2 في الدماغ والكبد وعضلات الساق السفلية ، على التوالي. يمكن أن تكون مراقبة NIRS نهجا جديدا لتوضيح التغييرات في أكسجة الأعضاء أثناء HD أو العوامل التي تؤثر على أكسجة الأنسجة في مرضى CKD. توضح هذه المقالة بروتوكولا لقياس أكسجة الأنسجة التي يمثلها rSO2 كما هو مطبق في مرضى هنتنغتون.
Introduction
تم استخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRS) لتقييم تشبع الأكسجين الإقليمي (rSO 2) ، وهو علامة على أكسجة الأنسجة ، وخاصة الأوكسجين الدماغي في مختلف البيئات السريرية1،2،3 وتم تطبيقه مؤخرا على المرضى الذين يخضعون لغسيل الكلى (HD) 4،5،6،7،8،9،10 ، 11. يقال إن rSO2 الدماغي مرتبط بالوظيفة الإدراكية لدى المرضى الذين يعانون من داء هنتنغتون أو أولئك الذين يعانون من مرض الكلى المزمن غير المخزي (CKD)11،12. ومع ذلك ، حتى الآن ، كان استخدام مراقبة NIRS محدودا في المرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن.
نظرا لأن مراقبة NIRS في الوقت الفعلي وغير جراحية ، فقد قمنا بتقييم فائدتها كجهاز مراقبة في المرضى الذين يخضعون لداء هنتنغتون. على الرغم من أن NIRS يستخدم بشكل أساسي لقياس rSO 2 الدماغي ، فقد قمنا أيضا بالتحقيق في قيم rSO 2 في الأعضاء الأخرى أثناء HD. على وجه التحديد ، تم توصيل مستشعرات قياس rSO 2 بالجبهة وقصور الغضروف الأيمن وأسفل الساقين لتقييم rSO 2 في الدماغ والكبد والعضلات السفلية ، على التوالي. أظهرت النتائج أن مراقبة NIRS يمكن أن تكون نهجا جديدا لتوضيح التغيرات في أكسجة الأعضاء أثناء HD أو العوامل التي تؤثر على أكسجة الأنسجة لدى مرضى CKD.
حتى الآن ، تم إجراء المراقبة المستمرة أثناء HD ، ومراقبة حجم الدم ، وتشبع الأكسجين الوريدي المركزي ، وقبول الصدر ، وضغط الدم المقدر الموجه بالسماعة الإلكترونية (BP) في البيئات السريرية13،14،15 ؛ ومع ذلك ، هناك قيود على التنبؤ بانخفاض ضغط الدم أو الاستخدام الواسع للأجهزة. في المقابل ، يمكن أن يوفر النهج الجديد غير الباضع هنا معلومات في الوقت الفعلي عن ديناميكيات الأكسجين داخل الكلى في الأعضاء الفردية. لذلك ، قد تسمح طريقة المراقبة هذه بالكشف عن نقص تروية الأعضاء العابرة في المراحل المبكرة من انخفاض ضغط الدم داخل الكلى وقد تسمح أيضا بالأداء الآمن لداء هنتنغتون. توضح هذه المقالة بروتوكولا لقياس أكسجة الأنسجة التي يمثلها rSO2 ، كما هو مطبق في المرضى الذين يخضعون ل HD.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم استخدام مراقبة NIRS بشكل أساسي لتقييم rSO2 الدماغي ، خاصة في جراحات القلب والأوعية الدموية أو الأوعية الدموية الدماغية ، والتي تتطلب الدورة الدموية خارج الجسم. أثناء الدورة الدموية خارج الجسم بما في ذلك علاج HD ، يمكن أن تظهر بعض الأعضاء نقص التروية النسبي7،<sup class="xre…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر موظفي غسيل الكلى وأعضاء قسم أمراض الكلى في مركز سايتاما الطبي بجامعة جيتشي الطبية. نود أن نشكر Editage (www.editage.com) على تحرير اللغة الإنجليزية.
Materials
| DBB-100NX | Nikkiso | DBB-100NX | Dialysis machine |
| INVOS 5100c | Covidien Japan | INVOSTM 5100c | tissue oxygenation device |
| SOMASENSER | Covidien Japan | CV-SAFB-SM/INTL | NIRS sensor |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ito, K., et al. Cerebral oxygenation improvement is associated with hemoglobin increase after hemodialysis initiation. TheInternational Journal of Artificial Organs. , (2020).
- Valerianova, A., et al. Factors responsible for cerebral hypoxia in hemodialysis population. Physiological Research. 68 (4), 651-658 (2019).
- 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).
- Kovarova, L., et al. Low Cerebral Oxygenation Is Associated with Cognitive Impairment in Chronic Hemodialysis Patients. Nephron. 139 (2), 113-119 (2018).
- 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).
- Locatelli, F., et al. Haemodialysis with on-line monitoring equipment: tools or toys. Nephrology Dialysis Transplantation. 20 (1), 22-33 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ito, K., et al. Blood transfusion during haemodialysis improves systemic tissue oxygenation: A case report. Nefrologia. 37 (4), 435-437 (2017).
- 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).
- Kitano, T., et al. Changes in tissue oxygenation in response to sudden intradialytic hypotension. Journal of Artificial Organs. 23 (2), 187-190 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
