電気インピーダンス断層撮影による腎機能の評価（EIT）

慢性腎臓病（CKD）は、グローバルおよびローカルの視点での健康問題です。 CKDは、腎臓の構造と機能に影響を与えるすべての障害として定義されます。 主な分類は、腎疾患の急性腎障害（AKI）で、症状が1週間以内に続く、腎異常が3か月以上続くCKDです。 AkiとCKDは相互に関連しています。 AkiはCKDに進行する可能性があり、CKDは高血圧、糖尿病、および心血管疾患とさらに進行し、併存する可能性があります。 2012 KDIGO（腎臓病：グローバルアウトカムの改善）ガイドラインに基づいて、CKD診断の基準は糸球体ろ過率（GFR）に基づく機能測定に依存していますが、腎臓損傷の構造マーカーは腎超音波などのイメージ技術で評価されます。 CKDは5つのステージに分類できます（ステージ1：正常/高機能;ステージ2：機能の減少、ステージ3：マイルドから中程度の減少機能、ステージ4：機能の減少、ステージ5：腎不全）。 最後の段階は、患者が透析サポートまたは腎臓移植を必要とする末期腎疾患（ESRD）と呼ばれます。 ほとんどの疾患とは異なり、ほとんどの腎臓の問題の症状は非特異的であり、患者はしばしば進行段階まで無症候性です。 CKDの人の90％が自分の状態を認識していないと推定されています。 HKSARの保健省によると、2016年には世界的に2130万人の事件、120万人の死亡、3500万年の障害調整があり、1990年から88.8％、98％、62.2％が増加しました。 最近の分析では、CKDの年齢標準化された世界的な有病率は、男性よりも女性の方が大きいことが示唆されています。 ただし、ESRDへの進行率と死亡率のリスクは、閉経後および糖尿病の女性患者を除き、女性と比較して男性で顕著に顕著になります。 さらに、60歳以上の高齢者は、糖尿病および高血圧のリスクが年齢とともに増加するため、CKDの主要なリスクグループです。

CKD段階を診断および分類するための腎機能評価のゴールドスタンダードは、患者のGFRを測定しています。 CKDの段階は次のように分類できます。ステージ1は、正常または増加したGFR（> 90 mL/min）の腎臓損傷です。ステージ2は、GFR（60-89 ml/min）の軽度の減少です。ステージ3は、ステージ3a（45-59 ml/min）およびステージ3b（30-44 ml/min）のGFRの中程度の減少です。ステージ4は、GFR（15〜29 ml/min）の大幅な減少です。ステージ5は、GFR <15 mL/minまたは透析が促進される腎不全またはESKDです。 CKDを診断するための腎機能評価のゴールドスタンダードは、24時間にわたる尿の採取にわたるGFRの直接測定ですが、これは実用的ではありません。 代替方法は、Inulin、Iohexol、Iothalamateなどの外因性マーカーのクリアランスを測定し、内因性ろ過マーカー、血清クレアチニンおよび尿素に基づいて推定GFR（EGFR）を測定するGFR（MGFR）を測定しますが、真のGFRを正確に表すことはできません。 外因性マーカー、特に尿中イヌリンクリアランスは、GFRを測定するよりも優れていると考えられていますが、労働集約的な手順であり、繰り返し使用するには高すぎます。 臨床設定では、従来の方法は、MGFRの代わりにEGFRを単純化と速度で測定するための推定方程式の使用法です。 しかし、EGFR方程式は、高齢者などの身体的に弱い患者の腎機能の過大評価を受けやすいことが観察されました。 したがって、この方法はGFRレベルの最良の推定値としてのみ機能し、真のGFRを表しません。 さらに、現在、推定方程式の基礎として使用されるMGFR測定の範囲に標準化はありません。そのため、このアプローチはバイアスと不正確さに対して疑わしい理由です。

生化学的測定は腎機能評価には不十分である可能性があるため、これらの検査は鈍感であり、腎臓病の原因を区別できないため、一部の腎臓病は異なる機能的結果をもたらします。 超音波（US）やコンピューター断層撮影（CT）などのイメージングモダリティは、腎臓病の診断を改善するためにますます採用されており、腎臓の構造と組成の形態の変化を明らかにします。 しかし、米国は、慢性腎不全によって引き起こされる皮質エコー源性の増加を特定する能力が限られていることを示しており、腎不全の可逆的原因を除外することを困難にしています。 CTに関しては、静脈内ヨウ素化コントラストの適用は、進行した腎不全における禁忌につながりますが、イオン化放射線の存在は妊娠初期の症例での禁忌につながります。 潜在的に有毒な造影剤の放電は、患者に限定されており、患者は30 mL/分未満の推定糸球体ろ過率（EGFR）を示します。

さらに、組織学的分析のために腎臓組織の侵襲的抽出を伴う腎生検では、腎臓疾患のタイプと重症度を特定できます。 生検を使用して、超音波検査、血液、および尿検査で認識できない瘢痕、炎症、タンパク質堆積物を明らかにすることができます。 しかし、外科的方法を採用するイメージングのモダリティまたは開いた生検によって導かれ、より侵襲的になり、標的病変と感染のリスクを標的を絞った地域と近くの領域の両方にさらすことによって導かれた経皮的生検。

ここでは、EITは、腎臓内の構造的変化と機能的変化の両方を検出するための、代替の低コスト、アクセス可能な電離放射線、造影剤のない非侵襲性イメージング技術になる可能性があります。 Gense Eit-Kidneyスキャンは迅速（〜10分）、ポータブルで、訓練を受けたオペレーターを必要としません。 現在、既存のEITコマーシャルデバイスは、いくつかの臨床設定に展開されています。 EITテクノロジーは10年以上以来使用されてきましたが、これまでのところ、人工換気によって引き起こされる肺の損傷を防ぐために、集中治療ユニットの機械的に換気された患者を支援するために主に使用されてきました。 DrägerのEIT肺イメージングデバイス（Pulmovista®500）は、最適なのぞきと肺コンプライアンスの評価を含む、リアルタイムで換気の地域分布を検出し、機械的換気の変化をガイドすることが示されています。 もう1つの市販のEITデバイスは、ENLIGHT®（TIMPEL、BRASIL）です。これは、患者換気剤の同一性の早期識別を支援し、局所肺換気の不均一性を継続的に定量化することもできます。

過去数年以内に、豚などの動物モデルの腎機能評価を支援する際に生体電気インピーダンスを適用する際にいくつかの探索的研究が実施されました。 慢性腎疾患患者のGFRの推定の改善には、インピーダンス測定も適用されています。 生物学的組織の電気伝導率は、AC電流の組織の種類と頻度によって異なります。 一方、腎臓組織の導電率は、周波数の変化よりも大幅に増加します。 したがって、EIT周波数スペクトル分析を使用して、生物学的組織を潜在的に区別することができます。

腎機能評価の場合、GFRは依然として良い尺度です。 ただし、その制限に対処する必要があります。 中核的な制限は、EGFRを測定する臨床標準として推定された方程式は、年齢、性別、性別、人種などの人口統計学的変数に基づいて、血清クレアチニンの源である筋肉量の違いを較正することを意図しているが、それでも筋肉量の個々の変動性を考慮していないことです。 EITは、体の生体電気インピーダンスに基づいてGFRを予測する代替手段である可能性があります。これは、耐性およびリアクタンスによる生体電気インピーダンス分析によって以前に実証された骨格筋質量計算の虫垂除脂肪量（ALM）を相関させました。 この方法は、GFRのより正確な推定値を潜在的に提供するだけでなく、機能能力、生活の質、およびCKDの結果の良好な予測を提供します。

この研究の目的は、腎臓の機能分析のためにEITとGFR測定の関係を検証および検証することです。 この研究では、腎臓病患者の構造問題を分析するための潜在的な画像診断モダリティとしてのEITの実現可能性も研究されます。 生体電気インピーダンスの関与を持つ方程式に基づくGFRは、ゴールドスタンダードとして尿中イヌリンクリアランスに基づいてGFRと比較されます。 最後に、人口統計、臨床評価、患者の歴史がさらなる分析のために考慮されます。 このプロジェクトの結果は、腎機能障害およびCKDの便利で非侵襲的スクリーニングテストとしてEITを開発します。 CKDの早期検出により、タイムリーな介入が腎機能のさらなる劣化を遅らせることができ、したがって、患者の全体的な転帰と医療資源の利用を改善します。