Bewertung der Nierenfunktion durch elektrische Impedanztomographie (EIT)

Chronische Nierenerkrankung (CKD) ist ein eskalierendes Gesundheitsproblem in der globalen und lokalen Perspektive. CKD ist definiert als alle Störungen, die Nierenstrukturen und -funktionen beeinflussen. Die Hauptklassifizierungen sind akute Nierenverletzungen (AKI) für Nierenerkrankungen, bei denen die Symptome innerhalb einer Woche dauern, und CKD, bei denen die Nierenanomalien mehr als 3 Monate dauern. AKI und CKD sind miteinander verbunden; AKI kann in CKD einsteigen und CKD kann mit Bluthochdruck, Diabetes und Herz -Kreislauf -Erkrankungen weiterentwickeln und komorbid werden. Basierend auf den KDIGO -Richtlinien (Nierenerkrankung: Verbesserung der globalen Ergebnisse) 2012 beruht die Kriterien für die CKD -Diagnose auf funktionellen Messungen, die auf der glomerulären Filtrationsrate (GFR) basieren, während die strukturellen Marker von Nierenschäden mit Bildgebungstechnik wie Nieren -Ultraschall bewertet werden. CKD kann in fünf Stufen eingeteilt (Stufe 1: Normal/ hohe Funktion; Stufe 2: leicht verringerte Funktion; Stufe 3: mild bis mäßig verringerte Funktion; Stufe 4: stark verringerte Funktion; Stufe 5: Nierenversagen) basierend auf der GFR. Das letzte Stadium wird als Nierenerkrankung im Endstadium (ESRD) bezeichnet, dass der Patient eine Dialyseunterstützung oder eine Nierentransplantation benötigt. Im Gegensatz zu den meisten Krankheiten sind die Symptome der meisten Nierenprobleme nicht spezifisch, und die Patienten sind häufig asymptomatisch bis fortgeschrittene Stadien. Es wird geschätzt, dass 90% derjenigen mit CKD ihres Zustands nicht bewusst sind. Nach Angaben des Gesundheitsministeriums von HKSAR gab es 2016 21,3 Millionen Fälle, 1,2 Millionen Todesfälle und 35 Millionen Jahre unitätsbereinigter Jahre (DALYS), ein Anstieg von 88,8%, 98% und 62,2% gegenüber 1990. Jüngste Analysen legen nahe, dass die altersstandardisierte globale Prävalenz von CKD bei Frauen größer war als Männer. Die Progressionsrate in ESRD und die Sterblichkeitsrisiko ist bei Männern jedoch signifikant ausgeprägter als bei Frauen, außer bei postmenopausalen und diabetischen weiblichen Patienten. Darüber hinaus sind Senioren im Alter von 60 Jahren wichtige Risikogruppen für CKD, wenn das Risiko für Diabetes mellitus und Bluthochdruck mit dem Alter zunimmt.

Der Goldstandard für die Bewertung der Nierenfunktion zur Diagnose und Klassifizierung von CKD -Stadien misst die GFR bei Patienten. Die Stufen von CKD können wie folgt klassifiziert werden: Stadium 1 ist Nierenschäden mit normalem oder erhöhtem GFR (> 90 ml/min); Stadium 2 ist eine leichte Verringerung der GFR (60-89 ml/min); Stufe 3 ist eine mäßige Verringerung der GFR, in der Stadium 3A (45-59 ml/min) und Stadium 3b (30-44 ml/min); Stadium 4 ist eine schwere Verringerung der GFR (15-29 ml/min); Stadium 5 ist Nierenversagen oder Eskd, bei dem GFR <15 ml/min oder Dialyse erleichtert wird. Der Goldstandard für die Bewertung der Nierenfunktion zur Diagnose von CKD ist die direkte Messung der GFR über 24 Stunden Urinsammlung, dies ist jedoch unpraktisch. Die alternativen Methoden werden GFR (MGFR) gemessen, die die Clearance exogener Marker wie Inulin, Iohexol und Iothalamat und geschätztes GFR (EGFR) basierend auf endogenen Filtrationsmarkern, Serumkreatinin und Harnstoff messen, obwohl niemand das wahre GFR genau darstellen kann. Exogene Marker, insbesondere die Inulin-Clearance im Urin, gelten als überlegen, GFR zu messen, sind jedoch arbeitsintensive Verfahren und sind für wiederholte Verwendung zu teuer. In klinischen Umgebungen ist die herkömmliche Methode die Verwendung geschätzter Gleichungen zur Messung von EGFR anstelle von MGFR für die Einfachheit und Geschwindigkeit. Es wurde jedoch beobachtet, dass EGFR -Gleichungen bei z. B. älteren Personen anfällig für die Überschätzung der Nierenfunktion bei physikalisch schwachen Patienten sind. Daher dient diese Methode nur als beste Schätzung der GFR -Ebenen und repräsentiert nicht die wahre GFR. Darüber hinaus gibt es derzeit keine Standardisierung für den Bereich der MGFR -Messungen, die als Grundlage für geschätzte Gleichungen verwendet werden, weshalb dieser Ansatz an Verzerrungen und Ungenauigkeiten bezweifelt wird.

Da die biochemischen Messungen möglicherweise für die Bewertung der Nierenfunktion unzureichend sein könnten, da diese Tests unempfindlich sind und nicht in der Lage sind, die Ursachen von Nierenerkrankungen zu unterscheiden, haben einige von ihnen jedoch unterschiedliche funktionelle Konsequenzen. Bildgebungsmodalitäten wie Ultraschall (USA) und Computertomographie (CT) werden zunehmend eingesetzt, um die Diagnose von Nierenerkrankungen zu verbessern und morphologische Veränderungen in der Nierenstruktur und -zusammensetzung aufzuzeigen. Die USA zeigen jedoch eine begrenzte Fähigkeit, eine erhöhte kortikale Echogenität zu identifizieren, die durch chronisches Nierenversagen verursacht wird, wodurch es schwierig ist, die reversiblen Ursachen eines Nierenversagens auszuschließen. In Bezug auf CT führt die Anwendung von intravenösem iodiertem Kontrast zu seiner Kontraindikation bei fortgeschrittenem Nierenversagen, während das Vorhandensein einer ionisierenden Strahlung in frühen Schwangerschaftsfällen zu seiner Kontraindikation führt. Die Entladung von potenziell toxischem Kontrastmittel ist auf Patienten beschränkt, die eine geschätzte glomeruläre Filtrationsrate (EGFR) unter 30 ml/Minute zeigen.

Ferner könnte die Nierenbiopsie mit invasivem Nierengewebe für die histologische Analyse den Typ und die Schwere der Nierenerkrankung identifizieren. Biopsie kann verwendet werden, um Narben-, Entzündungs- und Proteinablagerungsablagerungen aufzudecken, die mit Ultraschall-, Blut- und Urintests nicht wiederzuerkennen sind. Die perkutane Biopsie, die von Bildgebungsmodalitäten oder offener Biopsie geleitet wird, die chirurgische Methoden einsetzt, wodurch sie invasiverer und die Risiken einer Läsion und Infektion nach der Nachbearbeitung sowohl in gezielten als auch in nahe gelegenen Gebieten freigesetzt werden.

Hier könnte EIT eine alternative kostengünstige, zugängliche, ionisierende strahlungsfreie und kontrastmittelfreie nicht-invasive Bildgebungstechnik sein, um sowohl strukturelle als auch funktionelle Veränderungen innerhalb der Niere zu erkennen. Der Gense-Eit-Kidney-Scan ist schnell (~ 10 Minuten), tragbar und benötigt keinen ausgebildeten Betreiber. Derzeit werden in einigen klinischen Umgebungen vorhandene gewerbliche EIT -Geräte eingesetzt. Die EIT -Technologie wird seit mehr als einem Jahrzehnt verwendet, obwohl sie bisher hauptsächlich verwendet wurde, um mechanisch belüftete Patienten in Intensivstationen zu unterstützen, um Lungenschäden durch künstliche Beatmung zu verhindern. Es wurde gezeigt, dass Dämgers EIT-Lung-Bildgebungsgerät (Pulmovista® 500) die regionale Verteilung der Belüftung in Echtzeit- und Leitfadenveränderungen in Echtzeit erkennt, einschließlich der Beurteilung der optimalen PEEP- und Lungenkonformität. Ein weiteres kommerzielles EIT-Gerät ist Enlight® (Timpel, Brasil), das auch zur frühzeitigen Identifizierung der Dysynchronität von Patienten-Ventilatoren und der kontinuierlichen Quantifizierung der regionalen Lungenlüftungsheterogenität beitragen kann.

In den letzten Jahren wurden mehrere explorative Studien zur Anwendung bioelektrischer Impedanz bei der Unterstützung der Bewertung der Nierenfunktion in Tiermodellen wie Schweinen durchgeführt. Impedanzmessungen haben auch die Verbesserung der Schätzung von GFR bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung angewendet. Die elektrische Leitfähigkeit von biologischen Geweben variiert je nach Gewebetyp und Häufigkeit des Wechselstroms. Andererseits nimmt die Leitfähigkeit des Nierengewebes über die Frequenzänderung erheblich zu. Daher können biologische Gewebe möglicherweise durch EIT -Frequenzspektrumanalyse differenziert werden.

Für die Bewertung der Nierenfunktion bleibt GFR ein gutes Maß. Seine Einschränkungen müssen jedoch angegangen werden. Die Kernbegrenzung besteht darin, dass geschätzte Gleichungen als klinischer Standard zur Messung von EGFR dazu gedacht sind, Unterschiede in der Muskelmasse zu kalibrieren, was die Quelle von Serumkreatinin ist, basierend auf demografischen Variablen wie Alter, Geschlecht, Geschlecht, Rasse usw., aber es berücksichtigt immer noch nicht die individuelle Variabilität der Muskelmasse. EIT könnte die Alternative zur Vorhersage von GFR auf der bioelektrischen Impedanz von Körper sein, die die Berechnung der appendikulären Magermasse (ALM) für die Berechnung der Skelettmuskulatur korrelierte, die zuvor durch bioelektrische Impedanzanalyse mit Resistenz und Reaktanz gezeigt wurde. Diese Methode liefert nicht nur möglicherweise eine genauere Schätzung von GFR, sondern bietet auch eine gute Vorhersage der Funktionskapazität, der Lebensqualität und des Ergebnisses in CKD.

Ziel dieser Studie ist es, die Beziehung zwischen EIT- und GFR -Messungen für die Funktionsanalyse der Nieren zu überprüfen und zu validieren. Diese Studie wird auch die Machbarkeit von EIT als potenzielle Bildgebungsmodalität untersuchen, um die Strukturprobleme bei Patienten mit Nierenerkrankungen zu analysieren. GFR basierend auf Gleichungen mit bioelektrischer Impedanzbeteiligung wird mit GFR verglichen, basierend auf der Inulin -Clearance des Urin als Goldstandard. Schließlich werden demografische Daten, klinische Bewertung und Patientenanamnese zur weiteren Analyse in Betracht gezogen. Die Ergebnisse dieses Projekts werden EIT als bequemer und nicht-invasiver Screening-Test für Nierenfunktionsstörungen und CKD entwickeln. Die Früherkennung von CKD ermöglicht es zeitnahen Eingriffen, um eine weitere Verschlechterung der Nierenfunktion zu verzögern und somit die allgemeinen Patientenergebnisse und die Nutzung von Ressourcen im Gesundheitswesen zu verbessern.