Измерение оксигенации тканей с помощью ближней инфракрасной спектроскопии у пациентов, проходящих гемодиализ
Summary
Представлен протокол измерения регионального насыщения кислородом (rSO2) у пациентов с гемодиализом (БГ) с помощью монитора спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона. Значение rSO2 является показателем оксигенации тканей. Этот неинвазивный мониторинг в режиме реального времени может быть полезен для подтверждения изменений оксигенации органов во время БГ.
Abstract
Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) недавно была применена в качестве инструмента для измерения регионального насыщения кислородом (rSO2), маркера оксигенации тканей, в клинических условиях, включая сердечно-сосудистую и мозговую хирургию, неонатальный мониторинг и догоспитальную медицину. Устройства мониторинга NIRS являются в режиме реального времени и неинвазивными и в основном используются для оценки оксигенации головного мозга у критически больных пациентов во время операции или интенсивной терапии. До сих пор использование мониторинга NIRS у пациентов с хроническим заболеванием почек (ХБП), включая гемодиализ (БГ), было ограничено; поэтому мы исследовали значения rSO2 в некоторых органах во время БГ. Мы контролировали значения rSO2 с помощью устройства NIRS, передающего ближний инфракрасный свет на 2 длинах волн подключения. Пациенты с БГ были помещены в положение лежа на спине, с датчиками измерения rSO2 , прикрепленными ко лбу, правому подреберье и нижним ногам для оценки rSO2 в мозге, печени и мышцах голени соответственно. Мониторинг NIRS может быть новым подходом к прояснению изменений в оксигенации органов во время БГ или факторов, влияющих на оксигенацию тканей у пациентов с ХБП. В этой статье описывается протокол измерения оксигенации тканей, представленный rSO2 , применяемый у пациентов с БГ.
Introduction
Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) использовалась для оценки регионального насыщения кислородом (rSO2), маркера оксигенации тканей, особенно церебральной оксигенации в различных клинических условиях 1,2,3 и недавно была применена к пациентам, проходящим гемодиализ (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Сообщается, что церебральный rSO2 связан с когнитивной функцией у пациентов с БГ или пациентов с недиализированным хроническим заболеванием почек (ХБП)11,12. Однако до сих пор использование мониторинга NIRS было ограничено у пациентов с ХБП.
Поскольку мониторинг NIRS является мониторингом в режиме реального времени и неинвазивным, мы оценили его полезность в качестве устройства мониторинга у пациентов с БГ. Хотя NIRS в основном используется для измерения церебрального rSO2, мы также исследовали значения rSO2 в других органах во время HD. В частности, датчики измерения rSO2 были прикреплены ко лбу, правому подреберье и нижним конечностям для оценки rSO2 в мозге, печени и нижних мышцах соответственно. Результаты показали, что мониторинг NIRS может быть новым подходом к прояснению изменений в оксигенации органов во время БГ или факторов, влияющих на оксигенацию тканей у пациентов с ХБП.
На сегодняшний день непрерывный мониторинг проводился во время БГ, мониторинга объема крови, центрального венозного насыщения кислородом, грудной госпитализации и электронного стетоскопа под контролем оценочного артериального давления (АД) в клинических условиях 13,14,15; однако существуют ограничения для прогнозирования гипотонии или широкого использования устройств. Напротив, новый неинвазивный подход здесь может предоставить информацию в режиме реального времени об интрадиалитической динамике кислорода в отдельных органах. Таким образом, этот метод мониторинга может позволить обнаружить транзиторную ишемию органов на ранних стадиях интрадиалитической гипотензии, а также может обеспечить безопасное выполнение БГ. В этой статье описывается протокол измерения оксигенации тканей, представленный rSO2, применяемый у пациентов с БГ.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мониторинг NIRS в основном используется для оценки церебрального rSO2, особенно при сердечно-сосудистых или цереброваскулярных операциях, которые требуют экстракорпорального кровообращения. Во время экстракорпорального кровообращения, включая терапию БГ, некоторые органы могут п…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Благодарим диализные сотрудники и сотрудников отделения нефрологии в медицинском центре Сайтама Медицинского университета Джичи. Мы хотели бы поблагодарить Editage (www.editage.com) за редактирование на английском языке.
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).
