Måling af vævsoxygenering ved hjælp af nær-infrarød spektroskopi hos patienter, der gennemgår hæmodialyse
Summary
Vi præsenterer en protokol til måling af regional iltmætning (rSO2) hos hæmodialysepatienter (HS) ved hjælp af en nær-infrarød spektroskopimonitor. rSO2-værdien er et indeks for iltning af væv. Denne ikke-invasive overvågning i realtid kan være nyttig til at bekræfte ændringer i iltning af organer under HS.
Abstract
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er for nylig blevet anvendt som et værktøj til måling af regional iltmætning (rSO2), en markør for iltning af væv, i kliniske omgivelser, herunder kardiovaskulær og hjernekirurgi, neonatal overvågning og præhospital medicin. NIRS-overvågningsenhederne er realtids- og ikke-invasive og er hovedsageligt blevet brugt til evaluering af cerebral iltning hos kritisk syge patienter under en operation eller intensiv pleje. Indtil videre har brugen af NIRS-overvågning hos patienter med kronisk nyresygdom (CKD), herunder hæmodialyse (HS), været begrænset; Derfor undersøgte vi rSO2-værdier i nogle organer under HS. Vi overvågede rSO 2-værdier ved hjælp af en NIRS-enhed, der transmitterede nær-infrarødt lys ved2 bølgelængder af vedhæftning. HS-patienterne blev placeret i liggende stilling med rSO 2-målesensorer fastgjort til panden, den rigtige hypokondrium og underbenene for at evaluere rSO2 i henholdsvis hjerne-, lever– og underbensmusklerne. NIRS-overvågning kan være en ny tilgang til at afklare ændringer i organoxygenering under HS eller faktorer, der påvirker iltning af væv hos CKD-patienter. Denne artikel beskriver en protokol til måling af vævsoxygenering repræsenteret ved rSO2 som anvendt i HS-patienter.
Introduction
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er blevet brugt til at evaluere regional iltmætning (rSO 2), en markør for iltning af væv, især cerebral iltning i forskellige kliniske indstillinger 1,2,3 og er for nylig blevet anvendt på patienter, der gennemgår hæmodialyse (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Cerebral rSO2 er angiveligt forbundet med kognitiv funktion hos patienter, der gennemgår HS eller patienter med ikke-dialyseret kronisk nyresygdom (CKD)11,12. Indtil videre har brugen af NIRS-overvågning imidlertid været begrænset hos patienter med CKD.
Da NIRS-overvågning er realtidsovervågning og ikke-invasiv, vurderede vi dens anvendelighed som overvågningsenhed hos patienter, der gennemgår HS. Selvom NIRS hovedsageligt bruges til at måle cerebral rSO 2, undersøgte vi også rSO 2-værdier i andre organer under HS. Specifikt blev rSO 2-målesensorerne fastgjort til panden, højre hypokondrium og underbenene for at evaluere rSO 2 i henholdsvis hjernen, leveren og nedre muskler. Resultaterne viste, at NIRS-overvågning kunne være en ny tilgang til at afklare ændringer i organoxygenering under HS eller faktorer, der påvirker iltning af væv hos CKD-patienter.
Til dato er kontinuerlig monitorering blevet udført under HS, overvågning af blodvolumen, central venøs iltmætning, thoraxindlæggelse og elektronisk stetoskopstyret estimeret blodtryk (BP) i kliniske omgivelser13,14,15; Der er dog begrænsninger for forudsigelse af hypotension eller den brede anvendelse af enheder. I modsætning hertil kan den nye ikke-invasive tilgang her give realtidsinformation om intradialytisk iltdynamik i individuelle organer. Derfor kan denne overvågningsmetode gøre det muligt at påvise forbigående organiskæmi i de tidlige faser af intradialytisk hypotension og kan også muliggøre sikker udførelse af HS. Denne artikel beskriver en protokol til måling af vævsoxygenering repræsenteret ved rSO2, som anvendes til patienter, der gennemgår HS.
Protocol
Representative Results
Discussion
NIRS-overvågning er hovedsageligt blevet brugt til at evaluere cerebral rSO2, især i kardiovaskulære eller cerebrovaskulære operationer, som kræver ekstrakorporal cirkulation. Under ekstrakorporal cirkulation, herunder HS-terapi, kunne nogle organer vise relativ iskæmi 7,17,18; Det er dog stadig uklart, om iltningen af vævet bliver lav eller ej. Muskelkramper eller mavesmerter under HS kan være et af symptomer…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker dialysestabe og medlemmer af afdelingen for nefrologi i Saitama medical center på Jichi Medical University. Vi vil gerne takke Editage (www.editage.com) for engelsksproget redigering.
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).
