Нове бачення гемодіалізу: як оптичні датчики можуть зробити лікування безпечнішим

Гемодіаліз як баланс між користю і ризиком

Для мільйонів людей, які живуть з термінальною стадією захворювання нирок, гемодіаліз — це більше, ніж медична процедура, це рятувальний круг, який тричі на тиждень підтримує баланс хімії організму. Проте навіть з десятиліттями клінічного досвіду та численними технологічними досягненнями залишається одна вперта проблема: визначити, скільки рідини видалити під час лікування, не схиляючи пацієнта до небезпечної нестабільності.

Занадто мало видалення рідини залишає пацієнтів перевантаженими, занадто багато може спровокувати раптове падіння артеріального тиску, судоми, нудоту або навіть раннє завершення сеансу. Ці події не є рідкістю. Насправді вони вражають майже половину всіх пацієнтів, які перебувають на діалізі.

Пілотне дослідження: новий підхід до моніторингу

Нове пілотне дослідження Бостонського університету та Бостонського медичного центру пропонує багатообіцяльний спосіб розв'язання давньої проблеми. Використовуючи спеціальний оптичний пристрій, який освітлює шкіру та підлеглі м’язи ближнім інфрачервоним світлом, дослідники зафіксували зміни вмісту води в тканинах та інші фізіологічні сигнали в реальному часі під час гемодіалізу.

Як повідомляється, результати досліджень вказують на майбутнє, в якому клініцисти зможуть передбачити побічні явища раніше та втрутитися до того, як пацієнт стане нестабільним.

Прихована фізика ускладнень діалізу

Сучасні інструменти моніторингу дають лише часткову картину того, що відбувається під час видалення рідини. Наприклад, деякі оптичні монітори гематокриту відстежують, як гематокрит крові змінюється, коли вода виводиться з кровообігу. Але це залишає поза увагою найбільший резервуар рідини в організмі: позасудинні відділи, де міститься понад 60% загальної кількості води в організмі.

Ці простори обмінюються водою з кровотоком з різною швидкістю залежно від здатності пацієнта наповнювати судини, супутніх захворювань та інтенсивності ультрафільтрації. Коли цей тонкий баланс руйнується, коли рідина залишає кровотік швидше, ніж вона може бути поповнена, пацієнти стають вразливими до гіпотензії та інших ускладнень. Оскільки існуючі інструменти не можуть надійно виявити цю невідповідність у режимі реального часу, клініцисти часто покладаються на симптоми пацієнта або евристичні правила для коригування лікування.

Гібридна оптична система, призначена для клініки

Дослідники створили компактний пристрій, який поєднує дві форми ближньої інфрачервоної спектроскопії: частотну область (FD) і широкосмугову безперервну хвилю (CW) для збору додаткової інформації. Світловий компонент FD вимірює абсолютне поглинання та розсіювання на певних довжинах хвиль, і в поєднанні з широкосмуговими вимірюваннями CW кількість води, ліпідів і гемоглобіну можна кількісно визначити в тканинах.

Разом ці вимірювання забезпечують портрет оптичних властивостей тканини з високою роздільною здатністю. Кожну хвилину під час діалізу система фіксувала:

• зміни всмоктування, пов'язані з гемоглобіном і водою;
• зміни розсіювання, пов'язані зі складом тканини та гідратацією;
• похідні величини, такі як насичення киснем і співвідношення води до ліпідів.

Сам зонд, притиснутий до литкового м’яза медичною стрічкою, залишався ненав’язливим протягом усього лікування. Пацієнти продовжували діаліз, як зазвичай, поки пристрій записував безперервні оптичні дані.

Всередині дослідження: дизайн і популяція

Участь взяли 27 дорослих стаціонарних пацієнтів, які проходили діаліз для видалення рідини. Їхні історії хвороби відображали типову популяцію стаціонарного діалізу, включаючи високий рівень гіпертонії, діабету та серцево-судинних захворювань. Дослідники зареєстрували будь-які ознаки проблем, включаючи судоми, запаморочення, блювоту, головний біль, задишку або гіпотензію, і позначили ці події в потоці даних.

Ключовий сигнал: співвідношення тканин і води

Серед усіх виміряних оптичних маркерів один показник виявився особливо показовим: коефіцієнт води, визначений як вміст води, поділений на сукупний вміст води плюс ліпідів у тканині.

У когорті:

• Пацієнти, які залишалися стабільними під час лікування, як правило, демонстрували поступове зниження співвідношення води, що відповідає ефективній ультрафільтрації та нормальному обміну води між тканинами та кров’ю.
• Пацієнти, у яких спостерігалися побічні ефекти, продемонстрували незначне зниження або навіть незначне збільшення цього співвідношення.

Ця різниця була статистично значущою. Коли організм не встигає переміщувати воду з тканин у кров, співвідношення води сплющується або зростає, сигналізуючи про ризик ще до появи симптомів.

Додатковий маркер: розсіювання тканин

Дослідники також виявили, що зменшена амплітуда розсіювання відрізняється між групами. Пацієнти, які залишалися стабільними, як правило, демонстрували чіткі закономірності розсіювання порівняно з тими, хто ставав нестабільним. Це узгоджується з даними про зменшення розсіювання при підвищенні гідратації.

Разом співвідношення води та показники розсіювання сформували сигнатуру, яка розрізняла дві групи. Багатофакторна модель із використанням трьох оптичних параметрів класифікувала суб’єктів із високою точністю, кращою, ніж будь-який окремий маркер.

Порівняння з наявними клінічними інструментами

Оптичні гематокритні монітори не продемонстрували статистично значущої різниці між стабільними та нестабільними пацієнтами в цій когорті. Подібним чином систолічний артеріальний тиск показав різницю лише постфактум, оскільки більшість ускладнень були пов’язані з гіпотензією, і до моменту зниження артеріального тиску побічна подія вже триває.

Оптична система, навпаки, виявляла тонку фізіологічну розбіжність на початку лікування, іноді протягом першої чверті сеансу. Це вказує на потенційне використання як інструменту раннього попередження.

Клінічне значення та перспективи

Неінвазивний моніторинг інтерстиціальної води може дозволити клініцистам регулювати швидкість ультрафільтрації до розвитку нестабільності. Вимірювання тканин у реальному часі може забезпечити більш прямий зв’язок із симптомами, ніж лише показники крові. Покращена точність у визначенні «сухої ваги» може зменшити тривалий серцево-судинний стрес.

Видалення рідини під час гемодіалізу завжди потребує тонкого балансу. Можливість моніторингу води в тканинах у режимі реального часу відкриває нове «вікно» в основну фізіологію відповіді кожного пацієнта та може зменшити ризик раптової нестабільності. Для пацієнтів, чиє лікування може раптово перейти від рутинного до небезпечного, це розуміння може змінити все.

ДЖЕРЕЛО: medicalxpress

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.