Munuaisten toiminnan arviointi sähköisellä impedanssitomografialla (EIT)

Krooninen munuaissairaus (CKD) on lisääntyvä terveysongelma globaalissa ja paikallisessa näkökulmassa. CKD on määritelty kaikkiin häiriöiksi, jotka vaikuttavat munuaisrakenteisiin ja toimintoihin. Tärkeimmät luokitukset ovat munuaissairauksien akuutti munuaisvaurio (AKI), joissa oireet kestävät viikon sisällä ja CKD, jossa munuaisten poikkeavuudet kestävät yli 3 kuukautta. Aki ja CKD ovat toisiinsa liittyviä; AKI voi edetä CKD: ksi, ja CKD voi edistyä edelleen ja komorbidoida verenpainetaudin, diabeteksen ja sydän- ja verisuonisairauksien kanssa. Vuoden 2012 Kdigo (munuaissairaus: globaalien tulosten parantaminen) -ohjeiden perusteella CKD -diagnoosin kriteerit perustuvat funktionaalisiin mittauksiin, jotka perustuvat glomerulaariseen suodatusnopeuteen (GFR), kun taas munuaisvaurioiden rakenteelliset markkerit arvioidaan kuvantamistekniikalla, kuten munuaisten ultraääni. CKD voidaan luokitella viiteen vaiheeseen (vaihe 1: normaali/ korkea toiminta; vaihe 2: lievästi vähentynyt funktio; vaihe 3: lievä tai kohtalaisen vähentynyt funktio; vaihe 4: vakavasti vähentynyt funktio; vaihe 5: munuaisten vajaatoiminta) GFR: n perusteella. Viimeiseen vaiheeseen viitataan loppuvaiheen munuaissairautena (ESRD), että potilas vaatii dialyysituen tai munuaisensiirron. Toisin kuin useimmissa sairauksissa, useimpien munuaisongelmien oireet ovat epäspesifisiä, ja potilaat ovat usein oireettomia pitkälle edenneisiin vaiheisiin. Arvioidaan, että 90% CKD: llä ei ole tietoisia tilanteestaan. HKSAR: n terveysministeriön mukaan tapaustapauksia oli 21,3 miljoonaa, 1,2 miljoonaa kuolemaa ja 35 miljoonaa vuotta vammaisuuden mukaisesti, kuten vuodet (DALY) maailmanlaajuisesti vuonna 2016, mikä on 88,8%, 98% ja 62,2% nousu vuodesta 1990. Viimeaikainen analyysi viittaa siihen, että CKD: n ikäryhmä globaali esiintyvyys oli naisilla suurempi kuin miehillä. ESRD: n etenemisaste ja kuolleisuusriski ovat kuitenkin huomattavasti selvempiä miehillä verrattuna naisiin, lukuun ottamatta postmenopausaalisia ja diabeettisia naispotilaita. Lisäksi yli 60 -vuotiaat vanhemmat eläkeläiset ovat tärkeimmät CKD: n riskiryhmät, koska diabeteksen riski ja korkea verenpaine kasvaa iän myötä.

Munuaisten toiminnan arvioinnin kultastandardi CKD -vaiheiden diagnosoimiseksi ja luokittelemiseksi on GFR: n mittaaminen potilailla. CKD: n vaiheet voidaan luokitella seuraavasti: Vaihe 1 on munuaisvaurioita normaalilla tai lisääntyneellä GFR: llä (> 90 ml/min); Vaihe 2 on GFR: n lievä vähennys (60-89 ml/min); Vaihe 3 on kohtalainen GFR: n väheneminen, jossa vaihe 3A (45-59 ml/min) ja vaihe 3B (30-44 ml/min); Vaihe 4 on GFR: n vakava väheneminen (15-29 ml/min); Vaihe 5 on munuaisten vajaatoiminta tai ESKD, jossa GFR <15 ml/min tai dialyysi helpotetaan. Munuaisten toiminnan arvioinnin kultastandardi CKD: n diagnosoimiseksi on GFR: n suora mittaus 24 tunnin virtsan keräämisen aikana, mutta tämä on epäkäytännöllistä. Vaihtoehtoiset menetelmät mitataan GFR (MGFR), joka mittaa eksogeenisten markkerien, kuten inuliinin, ioheksolin ja iothalamaatin ja arvioidun GFR: n (EGFR) puhdistuman endogeenisiin suodatusmarkkereihin, seerumin kreatiniiniin ja ureaan, mutta mikään ei voi tarkkaan edustaa todellista GFR: tä. Exogeenisiä markkereita, erityisesti virtsan inuliinin puhdistumaa, pidetään GFR: n mittaamisen parempana, mutta ne ovat työvoimavaltaisia ​​menettelytapoja ja liian kalliita toistuvaan käyttöön. Kliinisissä olosuhteissa tavanomainen menetelmä on arvioitujen yhtälöiden käyttö EGFR: n mittaamiseksi MGFR: n sijasta sen yksinkertaisuuden ja nopeuden vuoksi. Havaittiin kuitenkin, että EGFR -yhtälöt ovat alttiita munuaisten toiminnan yliarvioinnille fyysisesti heikoilla potilailla, esimerkiksi vanhuksilla. Siten tämä menetelmä toimii vain parhaana arviona GFR -tasoista, eikä se edusta todellista GFR: tä. Lisäksi tällä hetkellä ei ole standardisointia arvioitujen yhtälöiden perustana käytetyille MGFR -mittauksille, minkä vuoksi tämä lähestymistapa epäillään puolueellisuuksiin ja epätarkkuuksiin.

Koska biokemialliset mittaukset saattavat olla riittämättömiä munuaisten toiminnan arvioinnissa, koska nämä testit ovat herkkiä eivätkä pysty erottamaan munuaissairauksien syitä, vaikka joillakin niistä on erilaisia ​​toiminnallisia seurauksia. Kuvanmuotoilmoitukset, kuten ultraääni (Yhdysvallat) ja tietokonetomografia (CT), käytetään yhä enemmän munuaissairauksien diagnoosin parantamiseksi, samoin kuin munuaisrakenteen ja koostumuksen morfologiset muutokset. Yhdysvalloissa on kuitenkin rajoitettu kyky tunnistaa lisääntynyt aivokuoren ehogeenisyys, joka johtuu kroonisen munuaisen vajaatoiminnan aiheuttamasta, mikä vaikeuttaa munuaisten vajaatoiminnan palautuvia syitä. CT: n osalta laskimonsisäisen jodin kontrastin soveltaminen johtaa sen vasta -aiheisiin edistyneessä munuaisten vajaatoiminnassa, kun taas ionisoivan säteilyn läsnäolo johtaa sen vasta -aiheisiin varhaisissa raskauden tapauksissa. Mahdollisesti myrkyllisen kontrastiaineen purkaminen on rajoitettu potilaille, jotka osoittavat arvioidun glomerularin suodatusnopeuden (EGFR) alle 30 ml/minuutti.

Lisäksi munuaisten biopsia, jolla on invasiivinen munuaiskudoksen uuttaminen histologista analyysiä varten, voisi tunnistaa munuaissairauden tyypin ja vakavuuden. Biopsiaa voidaan käyttää paljastamaan arpia, tulehduksia ja proteiinitalletuksia, joita ei voida tunnistaa ultraääni-, veri- ja virtsakokeilla. Kuvanmuotoilut tai avoin biopsia ohjaavat perkutaanista biopsiaa, jossa käytetään kirurgisia menetelmiä, mikä tekee siitä invasiivisemman ja paljastaa prosessin jälkeisen vaurion ja tartunnan riskit sekä kohdennetuille että lähialueille.

Tässä EIT voi olla vaihtoehtoinen edullinen, saavutettavissa oleva, ionisoiva säteilyvapaa ja kontrastiaineittomia ei-invasiivisia kuvantamistekniikkaa sekä munuaisten rakenteellisten että toiminnallisten muutosten havaitsemiseksi. Gense EIT-Kidney -skanna on nopea (~ 10 minuuttia), kannettava eikä vaadi koulutettua operaattoria. Joissakin kliinisissä olosuhteissa käytetään nykyisiä EIT -kaupallisia laitteita. EIT -tekniikka on ollut käytössä yli vuosikymmenen ajan, vaikka toistaiseksi sitä on enimmäkseen käytetty auttamaan mekaanisesti ilmanvaihtoyksiköissä olevia potilaita keinotekoisen ilmanvaihdon aiheuttamien keuhkovaurioiden estämiseksi. Drägerin EIT-keuhkojen kuvantamislaitteen (Pulmovista® 500) on osoitettu havaitsemaan ilmanvaihdon alueellinen jakauma reaaliaikaisissa ja ohjaamalla mekaanisia ilmanvaihtomuutoksia, mukaan lukien optimaalisen PEEP: n ja keuhkojen noudattamisen arviointi. Toinen kaupallinen EIT-laite on Lighlight® (TIMPEL, Brasil), joka voi myös auttaa potilaan ja kirjaajan dyssynchronyn varhaisessa tunnistamisessa ja alueellisen keuhkojen tuuletuksen heterogeenisyyden jatkuvasti kvantifioinnissa.

Muutaman viime vuoden aikana on tehty useita tutkimustutkimuksia bioelektrisen impedanssin soveltamiseksi munuaisten toiminnan arvioinnin auttamisessa eläinmalleissa, kuten sioissa. Impedanssimittauksia on sovellettu myös GFR: n arvioinnin parantamiseen kroonisilla munuaissairauspotilailla. Biologisten kudosten sähkönjohtavuus vaihtelee AC -virran kudostyypin ja taajuuden mukaan. Toisaalta munuaiskudoksen johtavuus kasvaa merkittävästi taajuuden muutoksen yli. Siksi biologiset kudokset voidaan potentiaalisesti erottaa käyttämällä EIT -taajuusspektrianalyysiä.

Munuaisten toiminnan arviointia varten GFR on edelleen hyvä mitta. Sen rajoituksiin on kuitenkin puututtava. Ydinrajoitus on, että EGFR: n kliinisen standardin arvioidun yhtälön on tarkoitus kalibroida lihasmassan eroja, jotka ovat seerumin kreatiniinin lähde, joka perustuu demografisiin muuttujiin, kuten ikä, sukupuoli, sukupuoli, rotu jne., Mutta se ei silti ota huomioon lihasmassan yksilöllistä vaihtelua. EIT voisi olla vaihtoehto ennustaa GFR: tä kehon bioelektrisen impedanssin perusteella, joka korreloi luuston lihasmassan laskelman appendikulaarisen vähärasvaisen massan (ALM), joka aiemmin osoitti bioelektrisellä impedanssianalyysillä resistenssillä ja reaktanssilla. Tämä menetelmä ei vain voi antaa tarkemman arvion GFR: stä, mutta se antaa myös hyvän ennustamisen CKD: n funktionaalisesta kyvystä, elämänlaadusta ja lopputuloksesta.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on tarkistaa ja validoida EIT- ja GFR -mittausten välinen suhde munuaisten toiminnallista analyysiä varten. Tässä tutkimuksessa tutkitaan myös EIT: n toteutettavuutta potentiaalisena kuvantamismuotona munuaissairauden potilaiden rakenneongelmien analysoimiseksi. GFR: ää, joka perustuu yhtälöihin, joissa bioelektristä impedanssia osallistumista, verrataan GFR: ään, joka perustuu virtsa -inuliinin puhdistumaan kultastandardina. Lopuksi demografia, kliininen arviointi ja potilaan historia otetaan huomioon lisäanalyyseissä. Tämän projektin tulokset kehittävät EIT: n kätevänä ja ei-invasiivisena seulontakokeena munuaisten toimintahäiriöille ja CKD: lle. CKD: n varhainen havaitseminen mahdollistaa oikea -aikaiset interventiot hidastaa munuaisten toiminnan jatkamista ja siten parantaa potilaan yleisiä tuloksia ja terveydenhuollon resurssien käyttöä.