Kohlenmonoxid-basierte Rückatmungsmethode und Bioimpedanz bei Hämodialysepatienten (HEMOVOL)

Ziel:

1. Eine Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode und Bioimpedanz zu kombinieren, die es ermöglicht, die Flüssigkeitsmenge im Blutkreislauf (intravaskulär) und im ganzen Körper objektiv zu messen und dadurch die tatsächliche Flüssigkeitsmenge im Körper zu testen, wenn Patienten gemäß ihrem klinischen Trockengewicht hydratisiert sind .
2. Validierung der Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode bei Hämodialysepatienten im Vergleich zu einer radioaktiven Markierung von Erythrozyten und Albumin (dem Goldstandard).
3. Um zu untersuchen, ob Hämoglobin ein gültiger Marker für Anämie in dieser Patientenpopulation ist, indem das Erythrozytenvolumen und die Hämoglobinmasse mit der Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode gemessen und mit der Hämoglobinkonzentration korreliert werden.

Hintergrund:

Anämie und Überwässerung sind herausfordernde Zustände bei Hämodialysepatienten. Überwässerung ist mit Bluthochdruck, Kardiomyopathie und erhöhter Sterblichkeit verbunden. Zur Beurteilung des Volumenstatus des Patienten werden Blutdruck, Körpergewicht und periphere Ödeme als Indikatoren herangezogen. Um eine genauere Schätzung zu erreichen, wurden diese Messungen mit verschiedenen Techniken kombiniert, wie z. B. relativen Änderungen des Blutvolumens (gemessen mit Blutvolumensensor (BVS)) und Bioimpedanz. Diese Methoden werden im klinischen Alltag in unterschiedlichem Maße eingesetzt.

Bei Überwässerung wird Flüssigkeit intravasal verteilt und kann dadurch das Blutvolumen erweitern. Das primäre klinische Problem bei einem erhöhten Blutvolumen ist Bluthochdruck und ein erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Komplikationen. Die Messung des intravaskulären Volumens kann daher eine große klinische Relevanz haben, jedoch sind derzeit keine direkten Maßnahmen dafür im klinischen Alltag implementiert. Zu Forschungszwecken wurden verschiedene Techniken eingesetzt. Dazu gehören fluoreszierende Verdünnungstechniken, radioaktive Markierung von Erythrozyten und Albumin sowie die Infusion von Dialysat während der Dialyse, bei der Änderungen der BVS-Messungen zur Berechnung der intravaskulären Volumina verwendet werden können.

Bioimpedanz kann verwendet werden, um die gesamte Wasserphase und das intra- und extrazelluläre Volumen zu messen. Das Verfahren hat sich bei der Diagnose von Überwässerung bei Hämodialysepatienten als nützlich erwiesen. Es wurde gezeigt, dass eine durch Bioimpedanz festgestellte Überwässerung bei Hämodialysepatienten mit einer erhöhten Sterblichkeit korreliert. Die Bioimpedanz ist eine nicht-invasive, schmerzfreie und praktisch sinnvolle Methode zur Beurteilung des Volumenstatus.

Anämie ist eine weitere bedeutende Herausforderung bei Hämodialysepatienten. Bei der Mehrheit der Hämodialysepatienten ist die endogene Erythropoetinproduktion signifikant verringert, was eine Anämie verursacht und eine Behandlung mit einem Erythrozytenstimulans (ESA) erfordert. Die Grundlage für die Anämiediagnose und die Entscheidung über eine ESA-Behandlung bei Hämodialysepatienten basiert auf dem Hämoglobin vor der Dialyse (gemessen zu Beginn der Dialyse). Bei Überwässerung führt Flüssigkeit, die in den intravaskulären Raum verteilt wird, zu einem erweiterten Plasmavolumen (PV) und einer Verdünnung von Hämoglobin. Diese Verdünnung und damit künstliche Abnahme des Hämoglobins erschwert die Interpretation des Hämoglobins vor der Dialyse bei Dialysepatienten. Zeitgemitteltes Hämoglobin, berechnet auf Basis von Prä- und Postdialysehämoglobin, korreliert nachweislich besser mit dem tatsächlichen Hämoglobin von Hämodialysepatienten, jedoch hat sich der Wert in der Praxis nicht durchgesetzt.

Die Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode ist eine bewährte Technik zur Bestimmung des intravaskulären Volumens (Blutvolumen, BV), des PV und des Volumens der roten Blutkörperchen (RBCV). Bei nierengesunden Patienten wird die Methode gegen eine radioaktive Markierungstechnik (Goldstandard) validiert, bei der eine hohe Korrelation (r = 0,97) zwischen den beiden Methoden nachgewiesen wurde. Es hat sich auch gezeigt, dass die Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode selbst sehr kleine Änderungen des Blutvolumens erkennen kann. Die Methode ist sicher und erfordert eine 6-minütige Inhalation von Kohlenmonoxid. Voraussetzung für die Anwendung der Kohlenmonoxid-Rückatmung ist eine normale Gasdiffusion über die Lunge, die eine Aufnahme ins Blut ermöglicht. Dialysepatienten können erheblich überhydriert sein und eine mögliche Ansammlung von Wasser in den Alveolen kann die Diffusion von Kohlenmonoxid verringern und das Verfahren beeinträchtigen. Vor diesem Hintergrund soll das Verfahren gegen eine radioaktive Markierungstechnik validiert werden.

Die Gültigkeit der Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode bei Hämodialysepatienten wurde nicht durchgeführt, was wichtig ist, wenn die Methode klinisch und für Forschungszwecke implementiert werden soll.

Methode:

Fall-Kontroll-Studie mit 25 Patienten in jeder Gruppe. Die Fallgruppe besteht aus Hämodialysepatienten und die Kontrollgruppe aus gesunden Personen mit einer eGFR über 60 ml/min/1,73 m2. Die Probanden wurden nach Geschlecht, Alter (+/- 5 Jahre) und (Gewicht +/- 10 kg) abgeglichen.

Hämodialysegruppe: 25 Hämodialysepatienten werden eingeschlossen. Unmittelbar vor Beginn der Dialyse wird das Gesamtkörperwasser mittels Bioimpedanz gemessen und Blutproben entnommen. Eine normale Hämodialyse dauert 3-4 Stunden und während dieser Zeit wird der Patient einer Flüssigkeitsentnahme entsprechend seinem geschätzten Trockengewicht unterzogen. 30 Minuten nach Abschluss der Dialyse wird das gesamte Körperwasser mit Bioimpedanz gemessen und das Blutvolumen, Plasmavolumen und Erythrozytenvolumen werden durch das Kohlenmonoxid-Rückatmungsverfahren gemessen. Bei 10 Teilnehmern werden Blutvolumen, Plasmavolumen und das Erythrozytenvolumen durch eine radioaktive Markierung von Erythrozyten und Albumin gemessen, wobei Blut zu Beginn der Dialyse entnommen und am Ende der Dialyse gereinigt wird. Hämoglobin und Hämatokrit werden vor der Dialyse, nach der Dialyse und 30 Minuten nach Beendigung der Dialyse gemessen. Auf die Teilnahme an der Studie mit radioaktiver Markierung von Erythrozyten und Albumin kann verzichtet werden, wenn ein Teilnehmer die Studie nicht wünscht.

Kontrollgruppe: Umfasst 25 Patienten mit einer eGFR über 60 ml/min/1,73 m2 und ohne schwere Herzinsuffizienz, Leberversagen oder Lungenerkrankung. Bei allen Teilnehmern wird das intravaskuläre Volumen durch die Kohlenmonoxid-Rückatmungsmethode und das Gesamtkörperwasser durch Bioimpedanz gemessen. Bei 10 Teilnehmern wird das Blutvolumen durch eine radioaktive Markierung von Erythrozyten und Albumin gemessen. Hämoglobin und andere Standardproben werden gemessen.

Wenn ein Teilnehmer nach der Aufnahme zurückgezogen werden muss, wird der Patient durch einen neuen Teilnehmer ersetzt, bis eine Anzahl von 25 Teilnehmern in jeder Gruppe erreicht ist. Kann für einen aufgenommenen Teilnehmer kein passender Teilnehmer gefunden werden, wird die betreffende Person zurückgezogen und durch eine neue ersetzt.

Statistiken:

Es wurde festgestellt, dass das Blutvolumen bei Hämodialysepatienten 73,4 ml/kg (SD 15 ml/kg) und das vorhergesagte normale Blutvolumen 59,0 ml/kg (SD 9,3 ml/kg) betrug. In einem zweiseitigen ungepaarten t-Test mit α = 0,05, SD = 15 und einer Trennschärfe von 90 % zeigt eine Stichprobengröße von 23 Patienten in jeder Gruppe einen signifikanten Unterschied. Es wird eine Dropout-Rate von etwa 2 Patienten angenommen und insgesamt 25 werden in jeder Gruppe eingeschlossen.

Nach Abschluss der Studie und Datenvervollständigung werden die Ergebnisse nach primären und sekundären Endpunkten analysiert. Die Ergebnisse werden als Mittelwerte mit Konfidenzintervall oder Median und Interquartilbereich angegeben. Daten werden mit parametrischer (normalverteilte Daten) oder nichtparametrischer Statistik (nicht normalverteilte Daten) analysiert. Ein Konfidenzintervall von 95 % wird als statistisch signifikant akzeptiert (p < 0,05). Die Analyse wird als Per-Protocol-Analyse durchgeführt.