Mätning av vävnadssyresättning med hjälp av nära infraröd spektroskopi hos patienter som genomgår hemodialys
Summary
Vi presenterar ett protokoll för att mäta regional syremättnad (rSO2) hos hemodialyspatienter (HD) med hjälp av en nära infraröd spektroskopimonitor. rSO2-värdet är ett index för vävnadssyresättning. Denna icke-invasiva övervakning i realtid kan vara användbar för att bekräfta förändringar i organsyresättning under HS.
Abstract
Nära-infraröd spektroskopi (NIRS) har nyligen använts som ett verktyg för att mäta regional syremättnad (rSO2), en markör för vävnadssyresättning, i kliniska miljöer inklusive kardiovaskulär och hjärnkirurgi, neonatal övervakning och prehospital medicin. NIRS-övervakningsanordningarna är i realtid och icke-invasiva och har främst använts för att utvärdera cerebral syresättning hos kritiskt sjuka patienter under en operation eller intensivvård. Hittills har användningen av NIRS-övervakning hos patienter med kronisk njursjukdom (CKD) inklusive hemodialys (HD) varit begränsad; därför undersökte vi rSO2-värden i vissa organ under HD. Vi övervakade rSO 2-värden med hjälp av en NIRS-enhet som sänder nära infrarött ljus vid2 våglängder av fäste. HS-patienterna placerades i ryggläge, med rSO 2-mätsensorer fästa vid pannorna, rätt hypokondrium och underben för att utvärdera rSO2 i hjärnan, levern respektive underbensmusklerna. NIRS-övervakning kan vara ett nytt tillvägagångssätt för att klargöra förändringar i organsyresättning under HS eller faktorer som påverkar vävnadssyresättning hos CKD-patienter. Denna artikel beskriver ett protokoll för att mäta vävnadssyresättning representerad av rSO2 som tillämpas hos HS-patienter.
Introduction
Nära-infraröd spektroskopi (NIRS) har använts för att utvärdera regional syremättnad (rSO 2), en markör för vävnadssyresättning, särskilt cerebral syresättning i olika kliniska miljöer 1,2,3 och har nyligen applicerats på patienter som genomgår hemodialys (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Cerebral rSO2 är enligt uppgift associerad med kognitiv funktion hos patienter som genomgår HS eller de med icke-dialyserad kronisk njursjukdom (CKD)11,12. Hittills har dock användningen av NIRS-övervakning varit begränsad hos patienter med CKD.
Eftersom NIRS-övervakning är i realtid och icke-invasiv bedömde vi dess användbarhet som övervakningsenhet hos patienter som genomgår HS. Även om NIRS främst används för att mäta cerebral rSO 2, undersökte vi också rSO 2-värden i andra organ under HD. Specifikt fästes rSO 2-mätsensorerna i pannan, rätt hypokondrium och underbenen för att utvärdera rSO 2 i hjärnan, levern respektive nedre musklerna. Resultaten visade att NIRS-övervakning kan vara ett nytt tillvägagångssätt för att klargöra förändringar i organsyresättning under HS eller faktorer som påverkar vävnadssyresättning hos CKD-patienter.
Hittills har kontinuerlig övervakning utförts under HS, blodvolymsövervakning, central venös syremättnad, thoraxinläggning och elektroniskt stetoskopstyrt uppskattat blodtryck (BP) i kliniska miljöer13,14,15; Det finns emellertid begränsningar för förutsägelse av hypotoni eller bred användning av enheter. Däremot kan det nya icke-invasiva tillvägagångssättet här ge realtidsinformation om intradialytisk syredynamik i enskilda organ. Därför kan denna övervakningsmetod göra det möjligt att upptäcka övergående organischemi i de tidiga faserna av intradialytisk hypotension och kan också möjliggöra säker prestanda för HS. Denna artikel beskriver ett protokoll för att mäta vävnadssyresättning representerad av rSO2, som tillämpas på patienter som genomgår HS.
Protocol
Representative Results
Discussion
NIRS-övervakning har huvudsakligen använts för att utvärdera cerebral rSO2, särskilt vid kardiovaskulära eller cerebrovaskulära operationer, som kräver extrakorporeal cirkulation. Under extrakorporeal cirkulation inklusive HS-terapi kan vissa organ visa relativ ischemi 7,17,18; Det är dock fortfarande oklart om vävnadssyresättningen blir låg eller inte. Muskelkramper eller buksmärtor under HS kan vara ett…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar dialyspersonalen och medlemmarna i avdelningen för nefrologi i Saitama medicinska centrum vid Jichi Medical University. Vi vill tacka Editage (www.editage.com) för engelskspråkig 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).
