不整脈を予防するための血液透析中および血液透析後のカリウム動態とカリウムプロファイリング (PANDORA)

研究の種類: 自発的な介入、非薬理学的、探索的、前向き、単一中心。 適格な患者は、通常のクリニカルパスに関連する血液透析治療を受けます。

試験は、期間 A と期間 B に分けられます。期間 A には、登録フェーズ (ステップ 0)、実験室および機器による測定フェーズ (ステップ 1)、カリウム動態の数学的モデルの開発フェーズ (ステップ 2)、および数学モデルの検証フェーズ (ステップ 3)。 期間 B には、カリウムの血中濃度を調整し、透析中および透析後の不整脈発症のリスクを最小限に抑えるための数学的モデルの使用フェーズが含まれます (ステップ 4)。

調査対象母集団：

研究集団は、生存のために週3回血液透析を行う必要がある慢性腎不全の評価可能な6人の外来患者で構成されます。

患者が脱落した場合、別の患者が登録され、期間Aの終わりと研究の期間Bの終わりの両方で評価可能な6人の患者に到達します。

臨床検査は、尿素投与のためのボローニャメトロポリタン独自の研究所と、U.O.の研究所の2つの研究所に送られます。腎臓学 細胞内カリウム投与および細胞外カリウム、ナトリウム、カルシウム血症、重炭酸血症、血糖の投与のための透析および移植。

細胞内カリウムの測定は、選択的イオンプローブによって行われます。 第 1 段階 (ステップ 1) は、細胞内および細胞外のカリウム濃度の測定の実行、およびカリウムの動態に密接に関連する尿素、血糖、および血漿電解質の濃度の評価の実行によって特徴付けられます。 身体インピーダンス分析は、透析の開始時と終了時に行われ、溶質が含まれる細胞内および細胞外の容積のサイズと、透析治療によって得られる脱水に対するこれらの二次容積の変動を推定します。 午前 8:00 から始まる透析中は、30 分ごとに測定が行われ、透析治療の広範で対流的なプロセスがカリウム動態にどの程度影響するかを推定します。 血液サンプルと同時に、電解質、特に細胞外/細胞内カリウムの濃度の測定と併せて心臓の電気的活動を記録するために、12 の派生 ECG が実行されます。 心室期外または上室性収縮、補正 QT 間隔の変化、実際の不整脈の最終的な発症などのリズム変化の認識に特に注意が払われます。 透析終了の60分後、尿素、血糖、細胞内および細胞外カリウム、ECGの1時間ごとの測定が繰り返されます。 身体インピーダンス分析は、透析終了後 60 分と、透析終了後 7 時間後の観察期間の終了時 (午後 7 時) に繰り返されます。 透析終了後の測定は、血管内空間の溶質と血管外空間の溶質との間のバランスが遅いため、血漿レベルでの溶質のリバウンドを評価するために必要です。 透析終了後の身体インピーダンス分析は、血管内および血管外コンパートメント間の溶質の再分布が細胞内容積と細胞外容積の比率の変化に対応するかどうかを評価するために必要です。 この段階では、心室期外収縮または上室性収縮の透析後の外観、修正された QT 間隔の変化、および実際の不整脈の最終的な発症を評価するために、血液サンプルと同時に ECG 記録も必要です。 このような心電図の変化は、カリウムのリバウンドによって影響を受ける可能性があり、細胞内カリウムと細胞外カリウムの関係を変化させる可能性があります。 登録された 6 人の患者全員の測定フェーズが完了するまでの予想時間は 4 か月です。

研究に登録されたすべての患者は、次のことを受けます。

1. Flexya® 血液透析装置 (Medtronic、Mirandola、イタリア) での内因性限外濾過液 (HFR) のオンライン再注入による 240 分間の血液透析濾過を使用する血液透析療法。使用されるフィルターは HFR フィルター (Medtronic、Mirandola、イタリア) HFR透析技術に使用されるフィルター。 フィルターの最初の部分は、ハイフラックス ポリフェニレン メンブレン ヘモフィルターで構成されています。 機械的限外濾過プロセスのおかげで、血漿水から血液の一部を分離することにより、ヘモフィルターを介して内因性限外フィルターが得られます。 内因性限外ろ過装置の 1 時間ごとの流量は、血液ろ過装置内の膜貫通圧の値に基づいて自動的に取得されます。 生成された内因性限外濾過液は、その後、ヘモフィルターから中性樹脂を含むカートリッジに導かれ、そこで樹脂 1 グラムあたり 700 m2 の吸着面のおかげで吸着プロセスが行われます。 吸着後、限外ろ過液はそのまま血液に戻り、HFR フィルターの 2 番目の部分に到達します。 HFR フィルターの 2 番目のチャンバーは、低流量のポリフェニレン フィルターで、減量と拡散プロセスが発生します。 血管アクセスからの血流は 250 ml/分を超える値に維持され、透析液の流れは 500 ml/分になります。 透析治療中の減量は、患者の臨床的ニーズに応じて処方されます。
2. カリウム、ナトリウム、重炭酸血症、カルシウム血症、尿素、および血糖値を評価し、他の溶質の速度論と密接に関連するカリウムの速度論を評価します (例えば、浸透圧のグローバルな変動により、細胞内および細胞外の体積が変化し、相互作用する複数のイオン間をポンプします)。 カリウム、重炭酸塩、カルシウム、ナトリウム、グルコース、および尿素の投与は、透析セッション (血液透析 1) の合計 9 つの血液サンプルに対して 30 分ごとに実行されます。 透析セッション終了の60分後、各患者は、細胞内および細胞外のカリウム、重炭酸塩、イオン化カルシウム、ナトリウム、尿素、血糖値について60分ごとに7回の血液サンプルを受けます（血液透析後1）。 次の透析 (血液透析 2) の開始時に、特にカリウム、ナトリウム、重炭酸血症、カルシウム血症、尿素、血糖の血液サンプルを実行して、透析間隔でのカリウムのリバウンドの程度を確認します。 血液透析 2 の間、それ以上の血液検査や機器検査は実施されず、患者は血液透析後の期間に観察下に置かれるべきではありません。
3. 予想される時間間隔に従って、透析セッション中および透析自体の後の時間に、細胞外カリウムと細胞内カリウムの両方を評価します。 細胞内カリウムの測定は、選択的イオンプローブによって行われます。
4. 透析セッションごとに、患者ごとに合計 16 の ECG パスに対する 5 分間の 12 誘導心電計による ECG。 心電図は、血液サンプルと同時に 30 分ごとに実行され、透析セッションごとに合計 9 トラックが実行されます。 透析セッション終了の 60 分後、各患者は 60 分ごとに合計 7 つの ECG の新しい ECG トラックを受けます。

(e) Electro fluid graph machine® (Akern, Pontassieve, Italy) を使用して、透析終了 60 分後、時間 0 (透析開始) 240 分 (透析終了) で各患者の細胞内コンパートメントを評価する身体インピーダンス分析透析終了から7時間後。

(f) HFR 透析治療中のナトリウム センサー (Medtronic、Mirandola、イタリア) を使用して、ナトリウムによって測定された導電率値を透析治療中に測定された電解質の血中レベルと比較します。

研究の第 2 段階 (ステップ 2) は、血液透析および透析後の段階における溶質動態の数学的モデルの開発で構成されます。 数学的モデルは、いくつかの主な溶質の性能、特に細胞外および細胞内のカリウム濃度を妥当な精度でシミュレートすることができます。

数学的モデルの開発は、登録された 6 人の患者全員から得られたステップ 1 のデータが収集されたときに行うことができます。

数学モデルは、ボローニャ大学電気電子情報工学科のマウロ・ウルシーノ教授によって開発されます。 このモデルには次の予測特性があります。a) 透析セッション中および透析セッション後の細胞内および細胞外カリウムの総体重の変動b) 透析中および透析治療後の最初の 7 時間の細胞内および細胞外カリウム濃度の動態。 カリウム動態の数学モデルには、主要な能動輸送メカニズムである Na/K/ATPase 依存ポンプ、細胞内コンパートメントから細胞外コンパートメントへのカリウムの受動拡散メカニズム、透析膜を介したカリウムの拡散、変動が含まれます。透析中の量、透析後のカリウムと溶質のリバウンド、血漿浸透圧の役割。 このモデルには、2 つのコンパートメント (細胞内および細胞外)、浸透と限外濾過のための液体容量の交換、異なる溶質の動力学、拡散による交換が含まれます。 評価可能な患者 6 人のうちステップ 2 を完了するまでの予想時間は 3 か月です。

ステップ 3. 前の時点で作成されたモデルを使用して、透析中および透析後の初期の時間における溶質、特にカリウムの時間動態をシミュレートします。 この目的のために、モデルの予測は in vivo の結果と比較されます。 おそらく、「フィッティング」および最小化の手法を使用して、不完全な生理学的知識でモデルのこれらのパラメーターを推定します。 モデルとデータの違いを注意深く分析して、それらが測定誤差のみによるものなのか、個人差によるものなのか、モデルの欠陥によるものなのかを理解します。 後者の場合、モデルの制限を超える変更は解決されます。 2 番目のケース (個人差) では、研究者はオンライン推定の方法を探し、モデルを個々の患者に適合させます。 数学モデル ソフトウェアは、研究に登録された患者の通常のオンライン HFR セッション中に適用するために、Flexya 血液透析装置に実装されます。 午前 8:00 から始まる透析中、溶質の測定値 (細胞内および細胞外のカリウム、尿素、血糖、重炭酸血症、ナトリウム、カルシウム血症) が 30 分ごとに取得され、数学モデルによって予測された値とさまざまな値との偏差が推定されます。測定ギャップと実験室試験で実際に測定された値。 血液サンプルと同時に、12 の派生心電図が実行されます。 透析の 60 分後、溶質と ECG の 1 時間ごとの測定が繰り返されます。 身体インピーダンス分析は、透析終了後 60 分と、透析終了後 7 時間後の観察期間の終了時 (午後 7 時) に繰り返されます。 透析後の測定は、モデルの検証と、溶質の実際の濃度とモデルによって予測された値との対応を評価するために必要です。 透析終了後の身体インピーダンス分析は、血管内および血管外コンパートメント間の溶質の再分布が細胞内容積と細胞外容積の比率の変化に対応するかどうかを評価するために必要です。 この段階では心電図記録も同時に必要です。 評価可能な 6 人の患者からフェーズ 3 を完了するまでの予想時間は 6 か月です。

ステップ 4. 検証済みのモデルを使用して、透析槽内のカリウム プロファイルを決定し、細胞内カリウム血症の最適な傾向を確認して、カリウムの傾向の正しい形を特定し、危険因子を最小限に抑え、不整脈の発生率を減らします。 ステップ 4 を完了するのに予想される時間は 4 か月です。