Måling av oksygenering av vev ved bruk av nær-infrarød spektroskopi hos pasienter som gjennomgår hemodialyse
Summary
Vi presenterer en protokoll for å måle regional oksygenmetning (rSO2) hos hemodialyse (HS) pasienter ved hjelp av en nær-infrarød spektroskopimonitor. rSO2-verdien er en indeks for oksygenering av vev. Denne ikke-invasive overvåkningen i sanntid kan være nyttig for å bekrefte endringer i organoksygenering under HS.
Abstract
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) har nylig blitt brukt som et verktøy for å måle regional oksygenmetning (rSO2), en markør for oksygenering av vev, i kliniske innstillinger, inkludert kardiovaskulær og hjernekirurgi, neonatal overvåking og prehospital medisin. NIRS-overvåkingsenhetene er sanntids- og ikke-invasive, og har hovedsakelig blitt brukt til å evaluere cerebral oksygenering hos kritisk syke pasienter under en operasjon eller intensivbehandling. Så langt har bruken av NIRS-overvåking hos pasienter med kronisk nyresykdom (CKD) inkludert hemodialyse (HD) vært begrenset; Derfor undersøkte vi rSO2-verdier i noen organer ved HS. Vi overvåket rSO 2-verdier ved hjelp av en NIRS-enhet som overfører nær-infrarødt lys ved2 bølgelengder av vedlegg. HS-pasientene ble plassert i liggende stilling, med rSO 2 målesensorer festet til pannen, riktig hypokondrium og leggene for å evaluere rSO2 i henholdsvis hjernen, leveren og leggmuskulaturen. NIRS-overvåking kan være en ny tilnærming for å avklare endringer i organoksygenering under HS eller faktorer som påvirker oksygenering av vev hos CKD-pasienter. Denne artikkelen beskriver en protokoll for å måle vevsoksygenering representert ved rSO2 som anvendt på HS-pasienter.
Introduction
Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) har blitt brukt til å evaluere regional oksygenmetning (rSO 2), en markør for vevsoksygenering, spesielt cerebral oksygenering i ulike kliniske innstillinger 1,2,3 og har nylig blitt brukt på pasienter som gjennomgår hemodialyse (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Cerebral rSO2 er angivelig assosiert med kognitiv funksjon hos pasienter som gjennomgår HS eller de med ikke-dialysert kronisk nyresykdom (CKD)11,12. Men så langt har bruken av NIRS-overvåking vært begrenset hos pasienter med CKD.
Siden NIRS-overvåking er sanntids- og ikke-invasiv, vurderte vi nytten som overvåkingsenhet hos pasienter som gjennomgår HS. Selv om NIRS hovedsakelig brukes til å måle cerebral rSO 2, undersøkte vi også rSO 2-verdier i andre organer under HS. Spesielt ble rSO 2-målesensorene festet til pannen, høyre hypokondrium og underben for å evaluere rSO 2 i henholdsvis hjernen, leveren og nedre muskler. Resultatene viste at NIRS-overvåking kan være en ny tilnærming for å avklare endringer i organoksygenering under HS eller faktorer som påvirker oksygenering av vev hos CKD-pasienter.
Til dags dato ble kontinuerlig overvåking utført under HS, blodvolumovervåking, sentral venøs oksygenmetning, thoraxinnleggelse og elektronisk stetoskopstyrt estimert blodtrykk (BP) i kliniske omgivelser13,14,15; Det er imidlertid begrensninger for prediksjon av hypotensjon eller bred bruk av enheter. I motsetning til dette kan den nye ikke-invasive tilnærmingen her gi sanntidsinformasjon om intradialytisk oksygendynamikk i individuelle organer. Derfor kan denne overvåkingsmetoden gjøre det mulig å oppdage forbigående organiskemi i de tidlige fasene av intradialytisk hypotensjon, og kan også muliggjøre sikker utførelse av HS. Denne artikkelen beskriver en protokoll for å måle oksygenering av vev representert ved rSO2, slik den brukes hos pasienter som gjennomgår HS.
Protocol
Representative Results
Discussion
NIRS-overvåking har hovedsakelig blitt brukt til å evaluere cerebral rSO2, spesielt ved kardiovaskulære eller cerebrovaskulære operasjoner, som krever ekstrakorporeal sirkulasjon. Under ekstrakorporeal sirkulasjon inkludert HS-behandling, kunne noen organer vise relativ iskemi 7,17,18; Det er imidlertid fortsatt uklart om oksygenering av vev blir lav eller ikke. Muskelkramper eller magesmerter under HS kan være e…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker dialyse staber og medlemmer av institutt for nefrologi i Saitama medisinske senter Jichi Medical University. Vi vil gjerne takke Editage (www.editage.com) for engelskspråklig 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).
