Messung der Gewebeoxygenierung mittels Nahinfrarotspektroskopie bei Patienten, die sich einer Hämodialyse unterziehen
Summary
Wir präsentieren ein Protokoll zur Messung der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2) bei Hämodialysepatienten (HD) unter Verwendung eines Nahinfrarotspektroskopie-Monitors. DerrSO-2-Wert ist ein Index der Gewebeoxygenierung. Diese nichtinvasive und Echtzeitüberwachung könnte nützlich sein, um Veränderungen der Organoxygenierung während der Huntington-Krankheit zu bestätigen.
Abstract
Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) wurde kürzlich als Werkzeug zur Messung der regionalen Sauerstoffsättigung (rSO2), einem Marker für die Sauerstoffversorgung des Gewebes, in klinischen Umgebungen wie Herz-Kreislauf- und Gehirnchirurgie, Neugeborenenüberwachung und präklinischer Medizin eingesetzt. Die NIRS-Überwachungsgeräte sind echtzeitfähig und nichtinvasiv und wurden hauptsächlich zur Beurteilung der zerebralen Sauerstoffversorgung bei kritisch kranken Patienten während einer Operation oder Intensivpflege eingesetzt. Bisher war der Einsatz der NIRS-Überwachung bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD) einschließlich Hämodialyse (HD) begrenzt; Daher untersuchten wirrSO-2-Werte in einigen Organen während der Huntington-Krankheit. Wir überwachtenrSO2-Werte mit einem NIRS-Gerät, das Nahinfrarotlicht bei 2 Wellenlängen der Befestigung übertrug. Die Huntington-Patienten wurden in Rückenlage gebracht, wobei rSO 2-Messsensoren an der Stirn, dem rechten Hypochondrium und den Unterschenkeln angebracht waren, um rSO2 im Gehirn, in der Leber bzw. in der Unterschenkelmuskulatur zu bewerten. Die NIRS-Überwachung könnte ein neuer Ansatz sein, um Veränderungen der Organoxygenierung während der Huntington-Krankheit oder Faktoren, die die Sauerstoffversorgung des Gewebes bei CNE-Patienten beeinflussen, zu klären. Dieser Artikel beschreibt ein Protokoll zur Messung der Gewebeoxygenierung, dargestellt durch rSO2, wie es bei Huntington-Patienten angewendet wird.
Introduction
Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) wurde verwendet, um die regionale Sauerstoffsättigung (rSO 2), einen Marker für die Oxygenierung des Gewebes, insbesondere die zerebrale Sauerstoffversorgung, in verschiedenen klinischen Umgebungen zu bewerten 1,2,3 und wurde kürzlich bei Patienten angewendet, die sich einer Hämodialyse (HD) unterziehen4,5,6,7,8,9,10, 11. Zerebrale rSO2 ist Berichten zufolge mit kognitiver Funktion bei Patienten assoziiert, die sich der Huntington-Krankheit unterziehen oder solche mit nicht-dialysierter chronischer Nierenerkrankung (CKD)11,12. Bisher war der Einsatz der NIRS-Überwachung bei Patienten mit CNE jedoch begrenzt.
Da die NIRS-Überwachung in Echtzeit und nichtinvasiv ist, haben wir ihre Nützlichkeit als Überwachungsgerät bei Patienten mit der Huntington-Krankheit bewertet. Obwohl NIRS hauptsächlich zur Messung von zerebralem rSO 2 verwendet wird, untersuchten wir auch rSO 2-Werte in anderen Organen während der Huntington-Krankheit. Konkret wurden die rSO2-Messsensoren an der Stirn, dem rechten Hypochondrium und den Unterschenkeln angebracht, um rSO2 im Gehirn, in der Leber bzw. in den unteren Muskeln zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass die NIRS-Überwachung ein neuer Ansatz sein könnte, um Veränderungen der Organoxygenierung während der Huntington-Krankheit oder Faktoren, die die Gewebeoxygenierung bei CNE-Patienten beeinflussen, zu klären.
Bisher wurde eine kontinuierliche Überwachung während der Huntington-Krankheit, Blutvolumenüberwachung, zentralvenöse Sauerstoffsättigung, Thoraxaufnahme und elektronisch stethoskopgesteuerter geschätzter Blutdruck (BP) in klinischen Umgebungen durchgeführt13,14,15; Es gibt jedoch Einschränkungen für die Vorhersage von Hypotonie oder die breite Verwendung von Geräten. Im Gegensatz dazu könnte der neue nichtinvasive Ansatz hier Echtzeitinformationen über die intradialytische Sauerstoffdynamik in einzelnen Organen liefern. Daher kann diese Überwachungsmethode den Nachweis einer vorübergehenden Organischämie in den frühen Phasen der intradialytischen Hypotonie ermöglichen und auch die sichere Durchführung der Huntington-Krankheit ermöglichen. Dieser Artikel beschreibt ein Protokoll zur Messung der Gewebeoxygenierung, dargestellt durch rSO2, wie es bei Patienten mit der Huntington-Krankheit angewendet wird.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die NIRS-Überwachung wurde hauptsächlich zur Beurteilung von zerebralem rSO2 eingesetzt, insbesondere bei kardiovaskulären oder zerebrovaskulären Operationen, die eine extrakorporale Zirkulation erfordern. Während der extrakorporalen Zirkulation einschließlich der Huntington-Therapie konnten einige Organe eine relative Ischämiezeigen 7,17,18; Es bleibt jedoch unklar, ob die Sauerstoffversorgung des Gewebes nied…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken den Dialysemitarbeitern und Mitgliedern der Abteilung für Nephrologie im Saitama Medical Center der Jichi Medical University. Wir danken Editage (www.editage.com) für die englischsprachige Bearbeitung.
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).
