Summary
近赤外分光モニターを用いて血液透析(HD)患者の局所酸素飽和度(rSO2)を測定するためのプロトコルを提示する。rSO2値は、組織の酸素化の指標である。この非侵襲的でリアルタイムのモニタリングは、HD中の臓器酸素化の変化を確認するのに役立つ可能性があります。
Abstract
近赤外分光法(NIRS)は、心臓血管外科や脳外科、新生児モニタリング、病院前医療などの臨床現場で、組織の酸素化のマーカーである局所酸素飽和度(rSO2)を測定するためのツールとして最近適用されています。NIRSモニタリングデバイスはリアルタイムで非侵襲的であり、主に手術中または集中治療中の重症患者の脳酸素化を評価するために使用されてきました。これまでのところ、血液透析(HD)を含む慢性腎臓病(CKD)患者におけるNIRSモニタリングの使用は制限されています。そこで、HD中の一部の臓器におけるrSO2値を調べた。近赤外光を2波長の付着で透過するNIRS装置を用いてrSO2値をモニターした。HD患者は仰臥位に置かれ、rSO 2測定センサーを額、右心気症、下肢に取り付けて、それぞれ脳、肝臓、下腿の筋肉のrSO2を評価しました。NIRSモニタリングは、HD中の臓器酸素化の変化やCKD患者の組織酸素化に影響を与える要因を明らかにするための新しいアプローチになる可能性があります。この記事では、HD患者に適用されるrSO2で表される組織酸素化を測定するためのプロトコルについて説明します。
Introduction
近赤外分光法(NIRS)は、組織の酸素化、特にさまざまな臨床現場での脳酸素化のマーカーである局所酸素飽和度(rSO2)を評価するために使用されており1,2,3、最近、血液透析(HD)を受けている患者に適用されています4,5,6,7,8,9,10、11.脳rSO2は、HDまたは透析されていない慢性腎臓病(CKD)の患者の認知機能に関連していると報告されています11,12。しかし、これまでのところ、CKD患者におけるNIRSモニタリングの使用は限られている。
NIRSモニタリングはリアルタイムかつ非侵襲的であるため、HDを受けている患者のモニタリングデバイスとしての有用性を評価しました。NIRSは主に脳のrSO2の測定に用いられますが、HD中の他の臓器のrSO2値も調査しました。 具体的には、rSO2測定センサーを額、右心気症、下肢に取り付けて、それぞれ脳、肝臓、下肢のrSO2を評価しました。その結果、NIRSモニタリングは、HD時の臓器酸素化の変化やCKD患者の組織酸素化に影響を与える要因を明らかにするための新しいアプローチである可能性があることが示されました。
現在までに、臨床現場でのHD、血液量モニタリング、中心静脈酸素飽和度、胸部アドミタンス、および電子聴診器ガイド推定血圧(BP)中に継続的なモニタリングが実施されました13,14,15;ただし、低血圧の予測やデバイスの幅広い使用には制限があります。対照的に、ここでの新しい非侵襲的アプローチは、個々の臓器における透析内酸素動態に関するリアルタイムの情報を提供する可能性があります。したがって、このモニタリング方法は、透析内低血圧の初期段階における一過性臓器虚血の検出を可能にし、HDの安全な性能も可能にし得る。この記事では、HDを受けている患者に適用される、rSO2で表される組織酸素化を測定するためのプロトコルについて説明します。
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Protocol
すべての参加者は書面によるインフォームドコンセントを提供しました。この研究は、自治医科大学埼玉医療センターの治験審査委員会(RIN 15–104)によって承認されました。
1. rSO2の監視装置
- 組織の酸素化を測定するためのNIRS装置を準備します。このデバイスには4つのチャンネルがあり、最大4つの臓器で同時に測定を実行できます。
- NIRSモニタリング用の測定センサーを用意し、2波長の付着で近赤外光を透過させることで各臓器のrSO2値を評価した。
2. 測定センサーの取り付け
- HDの前に、各患者を仰臥位で少なくとも5分間休ませます。
- 測定センサーを額、右心気症、下肢に取り付けて、脳、肝臓、下腿の筋肉のrSO2 をそれぞれ評価します。
- 脳酸素化のモニタリング
- 測定センサーを支配的な半球の額に取り付けます。
- 肝酸素化のモニタリング
- 体表から患者の肝臓までの深さを測定するためのエコー検査を準備します。この測定値が体表から20〜30 mm以内にあることを確認してください。次に、測定センサーを右心気症に取り付けます。
注:この装置では、rSO2 値は体表から20〜30 mmの深部組織で取得する必要があります。場合によっては、肝臓は、厚い皮下脂肪の存在のために体表面から30mm以上に位置することがある。
- 体表から患者の肝臓までの深さを測定するためのエコー検査を準備します。この測定値が体表から20〜30 mm以内にあることを確認してください。次に、測定センサーを右心気症に取り付けます。
- 筋肉の酸素化のモニタリング
- 測定センサーを右腿または両側の下肢に取り付けます。
- センサー接続とデバイスへの電力供給
- 各センサーをデバイスからのリード線に接続します。次に、デバイスの電源を入れ、酸素化の測定を開始します。
3.透析シャントの穿刺とモニタリングの開始
- 透析シャントの穿刺
- 患者の透析シャントに穴を開けて、HD療法を開始します。このとき、透析装置に備え付けたデジタル血圧計を用いて血圧を測定し、注射器を用いて血液サンプルを採取する。
- 監視を開始する
- HD療法を開始した後、脳、肝臓、下肢の筋肉の3つの臓器の組織酸素化のモニタリングを開始します。
- HD中のrSO2 のモニタリング
- 各臓器のrSO2 値の変化を観察し、心拍数、静脈圧、血液量などのHD療法中に行われる通常のモニタリングに加えて、定期的に血圧を測定します。センサーとリード間の取り付け領域と接続を確認してください。
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Representative Results
HD前の脳rSO2値は健常者よりも低く、糖尿病(DM)のHD患者の脳rSO2はDMのないHD患者の値よりも低かった(図1)16。さらに、HD期間中はBPの低下なしに組織の酸素化が継続しますが、透析内低血圧による脳および肝臓のrSO2の変化が偶発的に観察されました(図2)。継続的なモニタリングにより、組織の酸素化の変化は、断続的にモニタリングされたBPよりも迅速に観察されました。 データは標準誤差±平均値として表した。対応のない値の分散分析を使用して、3つのグループを比較しました。
図1:糖尿病のHD患者(n=27)、糖尿病のないHD患者(n=27)および健常者(n=28)におけるHD前の脳rSO2の比較。患者は男性38人、女性16人で、平均年齢は67.7歳±1.2歳、HD期間は6.5歳±1.9歳でした。慢性腎臓病の原因はDM(27例)、慢性糸球体腎炎(14例)、腎硬化症(4例)、多発性嚢胞腎(4例)、その他(5例)であった。エラーバーは標準誤差を示します。データは、以前のレポート16に基づいており、図は修正されています。DM;真性糖尿病、HD;血液透析、rSO2;地域の酸素飽和度。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:急性透析内低血圧患者における脳および肝臓のrSO2 の変化。BP;血圧、時間;時間、rSO2;地域の酸素飽和度、UFR。限外ろ過速度。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
NIRSモニタリングは、特に体外循環を必要とする心血管または脳血管手術において、主に脳rSO2を評価するために使用されてきました。HD療法を含む体外循環中に、一部の臓器は相対虚血を示す可能性があります7,17,18;しかし、組織の酸素化が低くなるかどうかは不明である。HD中の筋肉のけいれんまたは腹痛は、臓器低灌流を介した透析内低血圧の前駆症状の1つである可能性があります。しかし、HD療法では、組織の酸素化をリアルタイムで評価する方法は現在ありません。そこで、このモニタリング装置を用いて、上記のプロトコルを用いて臓器の酸素化を評価することに注力しました。このプロトコルはHD患者にとって非侵襲的であり、組織の酸素化の変化をリアルタイムで確認するのに役立ちます。
図1に示すように、HD患者における脳rSO2は、DMを有しない患者におけるそれよりも低かった。さらに、より高い血管石灰化はより低い脳酸素化と関連していた19。したがって、微小血管障害および大血管障害は、脳酸素化の障害と関連している可能性があります。さらに、脳rSO2はHD患者4において60-150mmHg以内で比較的一定に維持されていた。しかし、透析内低血圧では、血圧の急激な低下が臓器の酸素化の変化につながる可能性があります(図2)。このプロトコルによるrSO2値の変化を観察する前に、HD中の組織酸素化の影響を確認することはできませんでした。継続的な動脈圧モニタリングに加えて、BPは一般的に断続的に評価されます。対照的に、NIRSによる継続的なモニタリングは、HD中のBPの変化によって検出される前に、臓器の酸素化の変化を検出できる可能性があります。これにより、血圧低下の確認に先立って低酸素状態を観察することができた。BPの変化に加えて、輸血、低密度リポタンパク質アフェレーシスおよび限外濾過は、下肢のrSO20、21、22などの臓器酸素化の変化を引き起こす可能性がある。したがって、HD中の臓器酸素化の急激な変化に注意を払う必要があります。
このプロトコルにはいくつかの制限があります。まず、脳rSO2は額からしか測定できませんでした。しかし、後脳循環においてこの評価を行うことは困難である。測定センサはシールタイプなので、髪に固定することができます。次に、肝rSO2の測定には皮下脂肪厚の確認が必要である。肥満の患者では、近赤外光が標的臓器に到達できなかったため、測定されたrSO2は正確ではない可能性があります。第三に、rSO2値は、体の動きまたは位置(すなわち、仰臥位および座位)によって影響を受ける可能性がある。したがって、HD中は、患者はベッドにいる間、できるだけ同じ位置で測定する必要があります。
さらに、このプロトコルで測定されたrSO2値は混合静脈飽和度を表し、これは静脈(70〜80%)、毛細血管(5%)、および動脈(20〜25%)の血液における組織の酸素化を反映しています23。したがって、rSO2値の変化は、必ずしも経皮的酸素飽和度の変化と平行ではない24、25。したがって、測定されたrSO2値は慎重に解釈する必要があります。さらに、このプロトコルは、NIRSモニタリング装置が利用可能であれば、実行が容易で患者にとって非侵襲的です。したがって、この方法は広く一般的な汎用性を提供するであろう。将来的には、このNIRSモニタリングに透析モニターとして透析装置が搭載されることを期待しています。
結論として、HDを受けている患者におけるNIRSによる組織酸素化の測定のためのプロトコルを記載した。HD中のこのモニタリングは、HD療法の影響を受ける組織酸素化の変化に関する新しい発見を提供する可能性があります。
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Disclosures
利益相反はありません。
Acknowledgments
自治医科大学埼玉医療センターの透析スタッフと腎臓内科の方々に感謝します。英語の編集をしてくださったエディテージ(www.editage.com)に感謝します。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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
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