Evaluación de la función renal por tomografía por impedancia eléctrica (EIT)

La enfermedad renal crónica (ERC) es un problema de salud creciente en la perspectiva global y local. La ERC se define como todos los trastornos que afectan las estructuras y funciones renales. Las clasificaciones principales son la lesión renal aguda (AKI) para enfermedades renales donde los síntomas duran dentro de una semana y ERC donde las anormalidades renales duran más de 3 meses. AKI y CKD están interrelacionados; El AKI puede progresar en ERC, y la ERC puede progresar aún más y comórbido con hipertensión, diabetes y enfermedades cardiovasculares. Basado en las pautas de Kdigo (enfermedad renal: mejora de los resultados globales) de 2012, los criterios para el diagnóstico de ERC se basan en mediciones funcionales basadas en la tasa de filtración glomerular (GFR), mientras que los marcadores estructurales del daño renal se evalúan con una técnica de imagen como el ultrasonido renal. La ERC puede clasificarse en cinco etapas (Etapa 1: función normal/ alta; Etapa 2: función ligeramente disminuida; Etapa 3: función leve a disminución moderada; Etapa 4: Función severamente disminuida; Etapa 5: insuficiencia renal) basado en la TFG. La última etapa se conoce como enfermedad renal en etapa terminal (ESRD) de que el paciente requiere apoyo de diálisis o un trasplante de riñón. A diferencia de la mayoría de las enfermedades, los síntomas de la mayoría de los problemas renales no son específicos, y los pacientes a menudo son asintomáticos hasta las etapas avanzadas. Se estima que el 90% de las personas con ERC no son conscientes de su condición. Según el Departamento de Salud de HKSAR, hubo 21.3 millones de casos de incidentes, 1,2 millones de muertes y 35 millones de años de discapacidades ajustadas a los años (DALYS) a nivel mundial en 2016, un aumento de 88.8%, 98% y 62.2% de 1990, respectivamente. Un análisis reciente sugiere que la prevalencia global de ERC estandarizada por la edad fue mayor en mujeres que en hombres. Sin embargo, la tasa de progresión en ESRD y el riesgo de mortalidad es significativamente más pronunciada en los hombres en comparación con las mujeres, excepto en pacientes femeninas posmenopáusicas y diabéticas. Además, las personas mayores de más de 60 años son grupos de riesgo importantes para la ERC como el riesgo de diabetes mellitus y la presión arterial alta aumenta con la edad.

El estándar de oro de la evaluación de la función renal para diagnosticar y clasificar las etapas de ERC es medir la TFG en los pacientes. Las etapas de la ERC se pueden clasificar de la siguiente manera: la etapa 1 es el daño renal con GFR normal o mayor (> 90 ml/min); La etapa 2 es una reducción leve en GFR (60-89 ml/min); La etapa 3 es una reducción moderada en la TFG, en la que la etapa 3A (45-59 ml/min) y la etapa 3b (30-44 ml/min); La etapa 4 es una reducción severa en GFR (15-29 ml/min); La etapa 5 es insuficiencia renal o ESKD en la que se facilita la TFG <15 ml/min o diálisis. El estándar de oro de la evaluación de la función renal para diagnosticar la ERC es la medición directa de GFR durante las 24 horas de recolección de orina, pero esto no es práctico. Los métodos alternativos se miden GFR (MGFR), que mide la eliminación de marcadores exógenos como inulina, iohexol e iootalamato, y GFR estimado (EGFR) basado en marcadores de filtración endógenos, creatinina sérica y urea, aunque ninguno puede representar precisamente el verdadero GFR. Los marcadores exógenos, específicamente la eliminación de inulina urinaria, se consideran superiores para medir la TFG, pero son procedimientos intensivos en trabajo y demasiado caros para el uso repetido. En entornos clínicos, el método convencional es el uso de ecuaciones estimadas para medir EGFR en lugar de MGFR por su simplicidad y velocidad. Sin embargo, se observó que las ecuaciones de EGFR son susceptibles a la sobreestimación de la función renal en pacientes físicamente débiles, por ejemplo, los individuos de edad avanzada. Por lo tanto, este método solo sirve como la mejor estimación de los niveles de GFR y no representa el verdadero GFR. Además, actualmente no hay estandarización para el rango de mediciones de MGFR utilizadas como base para las ecuaciones estimadas, por lo que este enfoque se duda de los sesgos e inexactitud.

Dado que las mediciones bioquímicas pueden ser inadecuadas para la evaluación de la función renal, ya que estas pruebas son insensibles y no pueden discriminar las causas de las enfermedades renales, aunque algunas de ellas tienen diferentes consecuencias funcionales. Las modalidades de imágenes, como la ecografía (EE. UU.) Y la tomografía computarizada (TC), se emplean cada vez más para mejorar el diagnóstico de enfermedades renales, así como para revelar cambios morfológicos en la estructura y composición renal. Sin embargo, EE. UU. Muestra una capacidad limitada para identificar una mayor ecogenicidad cortical causada por insuficiencia renal crónica, lo que dificulta descartar las causas reversibles de la insuficiencia renal. En cuanto a la TC, la aplicación de contraste yodado yodado intravenoso conduce a su contraindicación en la insuficiencia renal avanzada, mientras que la presencia de radiación ionizante conduce a su contraindicación en casos de embarazo temprano. La descarga de un agente de contraste potencialmente tóxico se limita a los pacientes que muestran una tasa de filtración glomerular estimada (EGFR) por debajo de 30 ml/minuto.

Además, la biopsia renal con extracción invasiva de tejido renal para el análisis histológico podría identificar el tipo y la gravedad de la enfermedad renal. La biopsia se puede usar para revelar cicatrices, inflamación y depósito de proteínas que son irreconocibles con ultrasonido, sangre y pruebas de orina. Sin embargo, la biopsia percutánea guiada por modalidades de imagen o biopsia abierta que emplea métodos quirúrgicos, lo que lo hace más invasivo y expone los riesgos de la lesión e infección posterior al procedimiento a las áreas dirigidas y cercanas.

Aquí, EIT podría ser una técnica de imagen no invasiva alternativa de bajo costo, accesible, libre de radiación y de contraste sin agentes para detectar cambios estructurales y funcionales dentro del riñón. Gense EIT-Kidney Scan es rápido (~ 10 minutos), portátil y no requiere un operador capacitado. Los dispositivos comerciales EIT existentes actualmente se están implementando en algunos entornos clínicos. La tecnología EIT ha estado en uso desde más de una década, aunque hasta ahora se ha utilizado principalmente para ayudar a pacientes ventilados mecánicamente en unidades de cuidados intensivos para prevenir el daño pulmonar causado por la ventilación artificial. Se ha demostrado que el dispositivo de imagen pulmonar EIT de Dräger (Pulmovista® 500) detecta la distribución regional de la ventilación en tiempo real y guía los cambios de ventilación mecánica, incluida la evaluación del cumplimiento óptimo PEEP y pulmonar. Otro dispositivo EIT comercial es Enlight® (TIMPEL, Brasil), que también puede ayudar en la identificación temprana de la disincronía del vendedor del paciente y cuantificar continuamente la heterogeneidad de la ventilación pulmonar regional.

En los últimos años, se han realizado varios estudios exploratorios sobre la aplicación de la impedancia bioeléctrica para ayudar a la evaluación de la función renal en modelos animales como los cerdos. Las mediciones de impedancia también se han aplicado para mejorar la estimación de la TFG en pacientes con enfermedad renal crónica. La conductividad eléctrica de los tejidos biológicos varía según el tipo de tejido y la frecuencia de la corriente de CA. Por otro lado, la conductividad del tejido renal aumenta significativamente sobre el cambio de frecuencia. Por lo tanto, los tejidos biológicos pueden diferenciarse potencialmente utilizando el análisis de espectro de frecuencia EIT.

Para la evaluación de la función renal, la TFG sigue siendo una buena medida. Sin embargo, sus limitaciones deben abordarse. La limitación central es que las ecuaciones estimadas como el estándar clínico para medir EGFR están destinados a calibrar las diferencias en la masa muscular, que es la fuente de creatinina sérica, basada en variables demográficas como la edad, el sexo, el género, la raza, etc., pero aún no tiene en cuenta la variabilidad individual en la masa muscular. EIT podría ser la alternativa para predecir GFR en función de la impedancia bioeléctrica del cuerpo, que correlacionó la masa magra apendicular (ALM) para el cálculo de la masa del músculo esquelético, que previamente demostrado por el análisis de impedancia bioeléctrica con resistencia y reactancia. Este método no solo da una estimación más precisa de la TFG, sino que también da una buena predicción de la capacidad funcional, la calidad de vida y el resultado en la ERC.

El objetivo de este estudio es verificar y validar la relación entre las mediciones de EIT y GFR para el análisis funcional de los riñones. Este estudio también estudiará la viabilidad de EIT como una modalidad de imagen potencial para analizar los problemas de estructura en los pacientes con enfermedad renal. La TFG basada en ecuaciones con afectación de la impedancia bioeléctrica se comparará con la TFG basada en el aclaramiento de inulina urinaria como el estándar de oro. Finalmente, la demografía, la evaluación clínica y el historial de pacientes se considerarán para un análisis posterior. Los resultados de este proyecto desarrollarán EIT como una prueba de detección conveniente y no invasiva para la disfunción renal y la ERC. La detección temprana de la ERC permitirá intervenciones oportunas para retrasar el deterioro adicional de la función renal y, por lo tanto, mejorará los resultados generales de los pacientes y las utilizaciones de recursos de salud.