Kaliumkinetisk under og efter hæmodialyse og kaliumprofilering for at forhindre arytmier (PANDORA)

Undersøgelsestype: spontan interventionel, ikke-farmakologisk, eksplorativ, prospektiv, monocentrisk. Berettigede patienter gennemgår hæmodialytisk behandling forbundet med den normale kliniske vej.

Undersøgelsen er opdelt i en periode A og en periode B. Periode A omfatter tilmeldingsfasen (trin 0), laboratorie- og instrumentmålingsfasen (trin 1), udviklingsfasen af ​​den matematiske model for kaliumkinetik (trin 2) og valideringsfasen af ​​den matematiske model (trin 3). Periode B omfatter fasen med brugen af ​​den matematiske model til at modulere blodkoncentrationen af ​​kalium og minimere risikoen for indtræden af ​​arytmier under og efter dialyse (trin 4).

Undersøgelsespopulation:

Studiepopulationen vil bestå af 6 evaluerbare, ambulante patienter med kronisk nyresvigt, som skal udføre hæmodialyse tre gange om ugen for at overleve.

I tilfælde af frafald af en patient vil en anden patient blive indskrevet for at nå frem til 6 patienter, der kan evalueres både i slutningen af ​​periode A og i slutningen af ​​periode B af undersøgelsen.

Laboratorietest vil blive sendt til to laboratorier: Bologna Metropolitan Unique Laboratory for urinstofdosering og Laboratory of U.O. Nefrologisk dialyse og transplantation til intracellulær kaliumdosering og til dosering af ekstracellulært kalium, natrium, calcæmi, bikarbonatæmi, blodsukker.

Målingen af ​​intracellulært kalium vil blive udført med selektiv ionprobe. Den første fase (trin 1) er karakteriseret ved udførelse af målinger af intra- og ekstracellulær kaliumkoncentration og vurdering af koncentrationen af ​​urinstof, blodsukker og plasmaelektrolytter, der er tæt forbundet med kaliumkinetikken. Kropsimpedansanalyse vil blive taget i begyndelsen og slutningen af ​​dialyse for at estimere størrelsen af ​​intra- og ekstracellulære volumener, hvori de opløste stoffer er indeholdt, og variationen af ​​disse sekundære volumener til dehydrering opnået gennem dialytisk behandling. Under dialyse, der starter kl. 8:00, vil der blive taget målinger hvert 30. minut for at estimere, hvordan udbredte og konvektive processer af dialytisk behandling påvirker kaliumkinetikken. Samtidig med blodprøver vil der blive udført 12-afledte EKG'er til registrering af hjerteelektrisk aktivitet i forbindelse med måling af koncentrationen af ​​elektrolytter og især ekstra/intracellulært kalium. Særlig opmærksomhed vil blive givet til genkendelse af rytmeændringer såsom for tidlige ventrikulære eller supraventrikulære kontraktioner, ændringer i korrigeret QT-interval og den endelige indtræden af ​​faktiske arytmier. Efter 60 minutter efter afslutningen af ​​dialysen vil timemålinger af urinstof, blodsukker, intra- og ekstracellulært kalium, EKG blive gentaget. Kropsimpedansanalyse vil blive gentaget 60 minutter efter afslutningen af ​​dialysen og ved afslutningen af ​​observationsperioden (19:00) efter 7 timer efter afslutningen af ​​dialysen. Målinger efter endt dialyse er nødvendige for at evaluere tilbagefaldet af opløste stoffer på plasmaniveau på grund af den langsomme balance mellem opløste stoffer i det intravaskulære rum og opløste stoffer i det ekstravaskulære rum. Kropsimpedansanalyse efter endt dialyse er nødvendig for at vurdere, om omfordelingen af ​​opløste stoffer mellem intra- og ekstravaskulært kompartment svarer til en ændring i forholdet mellem intra-til-ekstracellulære volumener. EKG-optagelser er også påkrævet på dette stadium samtidig med blodprøver for at vurdere udseendet efter dialyse af for tidlige ventrikulære eller supraventrikulære kontraktioner, ændringer i det korrigerede QT-interval og den endelige indtræden af ​​faktiske arytmier. Sådanne elektrokardiografiske ændringer kan blive påvirket af kaliumrebound og kan ændre forholdet mellem intracellulært og ekstracellulært kalium. Den forventede tid til at fuldføre målefasen på alle 6 tilmeldte patienter er 4 måneder.

Alle patienter, der er indskrevet i undersøgelsen vil gennemgå:

1. Hæmodialytisk terapi ved hjælp af 240-minutters hæmodiafiltrering med on-line reinfusion af det endogene ultrafiltrat (HFR) på Flexya® hæmodialysemaskine (Medtronic, Mirandola, Italien), det anvendte filter vil være HFR-filteret (Medtronic, Mirandola, Italien) et dobbeltkammer. filter brugt til HFR dialytisk teknik. Den første del af filteret består af et højflux polyphenylen membran hæmofilter. Gennem hæmofilteret opnås et endogent ultrafilter ved at adskille en andel af blodet fra plasmavandet takket være en mekanisk ultrafiltreringsproces. Timeflowet af endogent ultrafilter opnås automatisk baseret på transmembrantrykværdierne i hæmofilteret. Det producerede endogene ultrafiltrat ledes derefter fra hæmofilteret til en patron indeholdende en neutral harpiks, hvor en adsorptionsproces finder sted takket være en adsorberende overflade på 700 m2/gram harpiks. Efter adsorptionen føres ultrafiltratet tilbage til blodet i det hele, som igen når den anden del af HFR-filteret. Det andet kammer i HFR-filteret er et lavstrøms polyphenylenfilter, hvor vægttab og diffusive processer forekommer. Blodgennemstrømningen fra vaskulær adgang vil blive holdt ved værdier > 250 ml/minut, flowet af dialysevæske vil være 500 ml/minut. Vægttab under dialytisk behandling vil blive ordineret i henhold til patientens kliniske behov.
2. Vurder kalium-, natrium-, bikarbonatæmi-, calcæmi-, urinstof- og blodsukkerværdier, idet kalium-kinetikken er tæt forbundet med kinetikken for andre opløste stoffer (f.eks. gennem globale variationer i osmolaritet, der resulterer i ændringer i intra- og ekstracellulære volumener og deltagelse af pumper blandt interagerende flere ioner). Doseringen af ​​kalium, bikarbonat, calcium, natrium, glucose og urinstof vil blive udført hvert 30. minut for i alt 9 blodprøver til den dialytiske session (hæmodialyse 1). Efter 60 minutter efter afslutningen af ​​den dialytiske session vil hver patient gennemgå 7 blodprøver for intra- og ekstracellulært kalium, bikarbonat, ioniseret calcium, natrium, urinstof, blodsukker hvert 60. minut (posthæmodialyse 1). I begyndelsen af ​​den næste dialyse (hæmodialyse 2) vil der blive udført blodprøver af kalium, natrium, bikarbonatæmi, calcæmi, urinstof, blodsukker i særdeleshed for at kontrollere graden af ​​kaliumrebound i det interdialytiske interval. Under hæmodialyse 2 vil der ikke blive udført yderligere blodprøver eller instrumentelle undersøgelser, og patienten bør ikke forblive under observation i perioden efter hæmodialyse.
3. Vurder både ekstracellulært kalium og intracellulært kalium under dialysesessioner og i timerne efter selve dialysen i henhold til det forventede tidsinterval. Målingen af ​​intracellulært kalium vil blive udført med selektiv ionprobe.
4. EKG med 12-afledte elektrokardiograf i 5 minutter for i alt 16 EKG-baner pr. patient pr. dialytisk session. EKG'et vil blive udført på samme tid som blodprøver hvert 30. minut i i alt 9 spor pr. dialytisk session. Efter 60 minutter efter afslutningen af ​​dialysesessionen vil hver patient gennemgå et nyt EKG-spor hvert 60. minut for i alt 7 EKG'er.

(e) Kropsimpedansanalyse ved hjælp af Electro fluid graph machine® (Akern, Pontassieve, Italien) til at vurdere hver patients ekstra intracellulære rum på tidspunkt 0 (dialysestart) ved 240 minutter (afslutning af dialyse), efter 60 minutter efter afslutning af dialyse og efter 7 timer efter endt dialyse.

(f) Brug af Natriumsensoren (Medtronic, Mirandola, Italien) under HFR dialytisk behandling til at sammenligne konduktivitetsværdierne målt af Natrium med blodniveauerne af elektrolytter målt under den dialytiske behandling.

Anden fase (trin 2) af undersøgelsen består af udviklingen af ​​en matematisk model af opløste stoffers kinetik i hæmodialyse og i den post-dialytiske fase. Den matematiske model vil med rimelig præcision kunne simulere ydeevnen af ​​nogle af de vigtigste opløste stoffer og især den ekstra og intracellulære kaliumkoncentration.

Udviklingen af ​​den matematiske model kan finde sted, når trin 1-data opnået fra alle 6 indskrevne patienter blev indsamlet.

Den matematiske model vil blive udviklet af Prof. Mauro Ursino, Institut for Elektronisk Elektronik og Informationsteknik, Universitetet i Bologna. Modellen vil have karakteristika til at forudsige: a) variationen i den totale kropsmasse af intracellulært og ekstracellulært kalium under og efter den dialytiske session; b) kinetikken af ​​intra- og ekstracellulær kaliumkoncentration under dialyse og i de første 7 timer efter den dialytiske behandling. Den matematiske model af kaliumkinetik vil omfatte den Na/K/ATPase-afhængige pumpe, som er den vigtigste aktive transportmekanisme, den passive diffusionsmekanisme af kalium fra intracellulært rum til ekstracellulært rum, spredning af kalium gennem dialysemembranen, variationen i intradialytisk volumen, rebound af kalium og opløste stoffer efter dialyse, rollen af ​​plasma osmolaritet. Modellen vil omfatte to rum (intra og ekstracellulært), udveksling af væskevolumener til osmose og ultrafiltrering, kinetikken af ​​forskellige opløste stoffer, udveksling ved diffusion. Den forventede tid til at gennemføre trin 2 ud af 6 evaluerbare patienter er 3 måneder.

Trin 3. Modellen udviklet i det foregående punkt vil blive brugt til at simulere den tidsmæssige kinetik af opløste stoffer, og især kalium, under den intradialytiske fase og i de tidlige timer efter dialyse. Til dette formål vil modelforudsigelserne blive sammenlignet med in vivo-resultaterne. Muligvis vil "tilpasning" og minimeringsteknikker blive brugt til at estimere disse parametre i modellen med en ufuldstændig fysiologisk viden. Forskellene mellem model og data vil blive omhyggeligt analyseret for at forstå, om de kun skyldes målefejl, individuel variabilitet eller modelfejl. I sidstnævnte tilfælde afregnes ændringerne til at overskride modelgrænserne. I det andet tilfælde (individuel variabilitet) vil efterforskerne lede efter metoder til online estimering for at tilpasse modellen til den enkelte patient. Den matematiske modelsoftware vil blive implementeret i Flexya-hæmodialysemaskinen til dens anvendelse under en normal online HFR-session hos patienter, der er tilmeldt undersøgelsen. Under dialyse, der starter kl. 08.00, vil opløst stof-målinger (intra- og ekstracellulært kalium, urinstof, blodsukker, bikarbonatæmi, natrium, calcæmi) blive taget hvert 30. minut for at estimere afvigelsen mellem værdierne forudsagt af den matematiske model til de forskellige målegab og de faktisk målte værdier ved laboratorietests. Samtidig med blodprøver vil der blive udført 12-afledte EKG'er. Efter 60 minutters dialyse vil timemålinger af de opløste stoffer og EKG blive gentaget. Kropsimpedansanalyse vil blive gentaget 60 minutter efter afslutningen af ​​dialysen og ved afslutningen af ​​observationsperioden (19:00) efter 7 timer efter afslutningen af ​​dialysen. Målinger efter dialyse er nødvendige for modelvalidering og for at vurdere overensstemmelsen mellem den reelle koncentration af opløste stoffer og de værdier, som modellen forudsiger. Kropsimpedansanalyse efter endt dialyse er nødvendig for at vurdere, om omfordelingen af ​​opløste stoffer mellem intra- og ekstravaskulært kompartment svarer til en ændring i forholdet mellem intra-til-ekstracellulære volumener. EKG-optagelser er også påkrævet på dette tidspunkt på samme tid. Den forventede tid til at gennemføre fase 3 ud af 6 evaluerbare patienter er 6 måneder.

Trin 4. Modellen, som allerede er valideret, bruges til at bestemme kaliumprofilen i dialysebadet, i stand til at sikre den optimale trend af intracellulær kalium for at identificere den korrekte form for kaliumtrend, i stand til at minimere risikofaktorer og reducere forekomsten af ​​arytmier. Den forventede tid til at gennemføre trin 4 er 4 måneder.