Vurdering af nyrefunktion ved elektrisk impedans tomografi (EIT)

Kronisk nyresygdom (CKD) er et eskalerende sundhedsmæssigt problem i det globale og lokale perspektiv. CKD er defineret som alle lidelser, der påvirker nyrestrukturer og funktioner. De vigtigste klassifikationer er akut nyreskade (AKI) for nyresygdomme, hvor symptomer varer inden for en uge og CKD, hvor nyrenes abnormiteter varer i mere end 3 måneder. AKI og CKD hænger sammen; AKI kan komme videre til CKD, og ​​CKD kan yderligere fremskridt og comorbid med hypertension, diabetes og hjerte -kar -sygdomme. Baseret på KDIGO (nyresygdom i 2012: Forbedring af globale resultater) retningslinjer er kriterierne for CKD -diagnose afhængig af funktionelle målinger baseret på den glomerulære filtreringshastighed (GFR), mens de strukturelle markører for nyreskade vurderes med billedteknik, såsom renal ultralyd. CKD kan klassificeret i fem trin (trin 1: normal/ høj funktion; trin 2: mildt nedsat funktion; trin 3: mild til moderat nedsat funktion; trin 4: alvorligt nedsat funktion; fase 5: nyresvigt) baseret på GFR. Den sidste fase omtales som slutstadie nyresygdom (ESRD), at patienten kræver dialysestøtte eller en nyretransplantation. I modsætning til de fleste sygdomme er symptomer på de fleste nyreproblemer ikke-specifikke, og patienter er ofte asymptomatiske, indtil de er avancerede stadier. Det anslås, at 90% af dem med CKD ikke er opmærksomme på deres tilstand. Ifølge Department of Health of HKSAR var der 21,3 millioner hændelsessager, 1,2 millioner dødsfald og 35 millioner års handicapjusterede som år (DALY'er) globalt i 2016, henholdsvis 88,8%, 98% og 62,2% steg fra 1990. Den nylige analyse antyder, at den aldersstandardiserede globale forekomst af CKD var større hos kvinder end mænd. Imidlertid er progressionshastigheden til ESRD og risikoen for dødelighed betydeligt mere udtalt hos mænd sammenlignet med kvinder, undtagen hos post-menopausale og diabetiske kvindelige patienter. Endvidere er seniorer over 60 år store risikogrupper for CKD, da risikoen for diabetes mellitus og højt blodtryk stiger med alderen.

Guldstandarden for vurdering af nyrefunktion for at diagnosticere og klassificere CKD -stadier måler GFR hos patienter. Faserne af CKD kan klassificeres som følger: Trin 1 er nyreskade med normal eller øget GFR (> 90 ml/min); Trin 2 er en mild reduktion i GFR (60-89 ml/min); Trin 3 er en moderat reduktion i GFR, i hvilken trin 3A (45-59 ml/min) og trin 3B (30-44 ml/min); Trin 4 er en alvorlig reduktion i GFR (15-29 ml/min); Trin 5 er nyresvigt eller ESKD, hvor GFR <15 ml/min eller dialyse letter. Guldstandarden for vurdering af nyrefunktion for at diagnosticere CKD er den direkte måling af GFR over 24 timers urinopsamling, men dette er upraktisk. De alternative metoder måles GFR (MGFR), som måler clearance af eksogene markører, såsom inulin, iohexol og iothalamat, og estimeret GFR (EGFR) baseret på endogene filtreringsmarkører, serumkreatinin og urinstof, skønt ingen kan præcist repræsentere den sande GFR. Eksogene markører, specifikt urininulin-clearance, betragtes som overlegen måling af GFR, men de er arbejdskrævende procedurer og for dyre til gentagen brug. I kliniske omgivelser er den konventionelle metode brugen af ​​estimerede ligninger til måling af EGFR i stedet for MGFR for dens enkelhed og hastighed. Det blev imidlertid observeret, at EGFR -ligninger er modtagelige for overvurdering af nyrefunktion hos fysisk svage patienter, for eksempel de ældre individer. Denne metode tjener således kun som det bedste estimat af GFR -niveauer, og den repræsenterer ikke den sande GFR. Desuden er der i øjeblikket ingen standardisering for området af MGFR -målinger, der bruges som grundlag for estimerede ligninger, hvorfor denne tilgang er tvivlet på forspændinger og unøjagtighed.

Da de biokemiske målinger kan være utilstrækkelige til vurdering af nyrefunktion, da disse tests er ufølsomme og ikke er i stand til at skelne årsagerne til nyresygdomme, selvom nogle af dem har forskellige funktionelle konsekvenser. Billeddannelsesmetoder, såsom ultralyd (USA) og computertomografi (CT), anvendes i stigende grad til at forbedre diagnosen af ​​nyresygdomme samt afsløre morfologiske ændringer i nyrestruktur og sammensætning. USA viser imidlertid begrænset evne til at identificere øget kortikal ekkogenicitet forårsaget af kronisk nyresvigt, hvilket gør det vanskeligt at udelukke de reversible årsager til nyresvigt. Hvad angår CT, fører anvendelsen af ​​intravenøs joderet kontrast til dens kontraindikation i avanceret nyresvigt, mens tilstedeværelsen af ​​ioniserende stråling fører til dens kontraindikation i tidlige graviditetssager. Udledningen af ​​potentielt toksisk kontrastmiddel er begrænset til patienter viser en estimeret glomerulær filtreringshastighed (EGFR) under 30 ml/minut.

Yderligere kunne nyrebiopsi med invasiv ekstraktion af nyvæv til histologisk analyse identificere typen og sværhedsgraden af ​​nyresygdommen. Biopsi kan bruges til at afsløre ardannelse, betændelse og proteinaflejring, som ikke kan genkendes med ultralyd, blod og urinforsøg. Perkutan biopsi styret af billeddannelsesmetoder eller åben biopsi, der anvender kirurgiske metoder, hvilket gør det mere invasivt og udsætter risikoen for læsion efter proceduren og infektion for både målrettede og nærliggende områder.

Her kan EIT være en alternativ billig, tilgængelig, ioniserende strålingsfri og kontrastmiddelfri ikke-invasiv billeddannelsesteknik til at detektere både strukturelle og funktionelle ændringer i nyren. Gense EIT-Kidney-scanning er hurtig (~ 10 minutter), bærbar og kræver ikke en trænet operatør. Eksisterende EIT -kommercielle enheder er i øjeblikket implementeret i nogle kliniske omgivelser. EIT -teknologi har været i brug siden mere end et årti, skønt den hidtil har været brugt til at hjælpe mekanisk ventilerede patienter i intensivafdelinger for at forhindre lungeskader forårsaget af kunstig ventilation. Drägers EIT-lungebilledeenhed (Pulmovista® 500) har vist sig at detektere den regionale fordeling af ventilation i realtid og guide mekaniske ventilationsændringer, herunder vurdering af det optimale peep og lungeoverholdelse. En anden kommerciel EIT-enhed er Oplyset® (Timpel, Brasil), som også kan hjælpe med tidlig identifikation af patientventilator-dyssynkroni og kontinuerligt kvantificere regional lungeventilationsheterogenitet.

I løbet af de sidste par år er der blevet udført adskillige efterforskningsundersøgelser ved anvendelse af bioelektrisk impedans til at hjælpe nyrefunktionsvurdering i dyremodeller såsom svin. Impedansmålinger har også anvendt til forbedring af estimeringen af ​​GFR hos patienter med kronisk nyresygdom. Den elektriske ledningsevne af biologisk væv varierer afhængigt af vævstypen og hyppigheden af ​​vekselstrøm. På den anden side øges nyrevævets ledningsevne markant over frekvensændring. Derfor kan biologiske væv potentielt differentieres ved hjælp af EIT -frekvensspektrumanalyse.

Til vurdering af nyrefunktion forbliver GFR en god foranstaltning. Imidlertid skal dens begrænsninger adresseres. Kernebegrænsningen er, at estimerede ligninger som den kliniske standard til måling af EGFR er beregnet til at kalibrere forskelle i muskelmasse, som er kilden til serumkreatinin, der er baseret på demografiske variabler som alder, køn, køn, race osv., Men det står stadig ikke for individuel variation i muskelmasse. EIT kan være alternativet til at forudsige GFR baseret på den bioelektriske kroppens bioelektriske impedans, som korrelerede appendikulær magermasse (ALM) til beregning af skeletmuskelmasse, som tidligere demonstrerede ved bioelektrisk impedansanalyse med resistens og reaktans. Ikke kun giver denne metode potentielt et mere nøjagtigt skøn over GFR, men den giver også en god forudsigelse af den funktionelle kapacitet, livskvalitet og resultat i CKD.

Formålet med denne undersøgelse er at verificere og validere forholdet mellem EIT og GFR -målinger til funktionel analyse af nyrerne. Denne undersøgelse vil også undersøge muligheden for EIT som en potentiel billeddannelsesmodalitet til at analysere strukturproblemerne hos patienterne med nyresygdom. GFR baseret på ligninger med bioelektrisk impedansinddragelse vil blive sammenlignet med GFR baseret på urininulin -clearance som guldstandard. Endelig vil demografi, klinisk vurdering og patienthistorie blive overvejet til yderligere analyse. Resultaterne fra dette projekt vil udvikle EIT som en praktisk og ikke-invasiv screeningstest for nyredysfunktion og CKD. Den tidlige påvisning af CKD vil muliggøre rettidige interventioner til at forsinke yderligere forringelse af nyrefunktionen og dermed forbedre de samlede patientresultater og sundhedsressourceudnyttelser.