Beoordeling van de nierfunctie door elektrische impedantietomografie (EIT)

Chronische nierziekte (CKD) is een escalerend gezondheidsprobleem in het wereldwijde en lokale perspectief. CKD wordt gedefinieerd als alle aandoeningen die nierstructuren en functies beïnvloeden. De belangrijkste classificaties zijn acute nierletsel (AKI) voor nierziekten waar de symptomen binnen een week duren en CKD waar de nierafwijkingen meer dan 3 maanden duren. AKI en CKD zijn met elkaar verbonden; AKI kan doorgaan naar CKD en CKD kan verder vooruitgang en comorbide met hypertensie, diabetes en hart- en vaatziekten. Op basis van de richtlijnen van de Kdigo (nierziekte van de nier (nier: verbetering van de wereldwijde resultaten), is de criteria voor CKD -diagnose gebaseerd op functionele metingen op basis van de glomerulaire filtratiesnelheid (GFR), terwijl de structurele markers van nierschade worden beoordeeld met beeldvormingstechniek zoals nier ultrasond. CKD kan ingedeeld in vijf fasen (stadium 1: normale/ hoge functie; stadium 2: licht verlaagde functie; stadium 3: milde tot matig verminderde functie; stadium 4: ernstig verminderde functie; fase 5: nierfalen) op basis van de GFR. De laatste fase wordt aangeduid als eindstadium nierziekte (ESRD) dat de patiënt dialyseondersteuning of een niertransplantatie nodig heeft. In tegenstelling tot de meeste ziekten, zijn de symptomen van de meeste nierproblemen niet-specifiek en zijn patiënten vaak asymptomatisch tot gevorderde stadia. Naar schatting is 90% van degenen met CKD niet op de hoogte van hun toestand. Volgens het ministerie van Volksgezondheid van HKSAR waren er 21,3 miljoen incidentgevallen, 1,2 miljoen doden en 35 miljoen jaar gehandicapten aangepast als jaren (Dalys) wereldwijd in 2016, een toename van 88,8%, 98% en 62,2% ten opzichte van 1990. Recente analyse suggereert dat de leeftijd-gestandaardiseerde wereldwijde prevalentie van CKD groter was bij vrouwen dan mannen. De progressie in ESRD en het risico op sterfte zijn echter aanzienlijk meer uitgesproken bij mannen in vergelijking met vrouwen, behalve bij postmenopauzale en diabetische vrouwelijke patiënten. Bovendien zijn senioren ouder dan 60 jaar de belangrijkste risicogroepen voor CKD als het risico op diabetes mellitus en hoge bloeddruk neemt toe met de leeftijd.

De gouden standaard van de beoordeling van de nierfunctie om CKD -fasen te diagnosticeren en te classificeren is het meten van de GFR bij patiënten. De fasen van CKD kunnen als volgt worden geclassificeerd: Fase 1 is nierschade met normale of verhoogde GFR (> 90 ml/min); Fase 2 is een milde vermindering van GFR (60-89 ml/min); Fase 3 is een matige vermindering van GFR, in welke fase 3A (45-59 ml/min) en stadium 3B (30-44 ml/min); Fase 4 is een ernstige vermindering van GFR (15-29 ml/min); Fase 5 is nierfalen of ESKD waarin GFR <15 ml/min of dialyse wordt vergemakkelijkt. De gouden standaard van de beoordeling van de nierfunctie om CKD te diagnosticeren, is de directe meting van GFR gedurende 24 uur urineverzameling, maar dit is onpraktisch. De alternatieve methoden worden gemeten GFR (MGFR), die de klaring meet van exogene markers zoals inuline, iohexol en iothalamaat, en geschatte GFR (EGFR) op basis van endogene filtratiemarkers, serumcreatinine en ureum, hoewel niemand nauwkeurig de echte GFR kan vertegenwoordigen. Exogene markers, met name urinaire inuline-klaring, worden als superieur beschouwd om GFR te meten, maar het zijn arbeidsintensieve procedures en te duur voor herhaald gebruik. In klinische omgevingen is de conventionele methode het gebruik van geschatte vergelijkingen om EGFR te meten in plaats van MGFR voor zijn eenvoud en snelheid. Er werd echter waargenomen dat EGFR -vergelijkingen vatbaar zijn voor overschatting van de nierfunctie bij fysiek zwakke patiënten, bijvoorbeeld de oudere personen. Deze methode dient dus alleen als de beste schatting van GFR -niveaus en vertegenwoordigt niet de ware GFR. Bovendien is er momenteel geen standaardisatie voor het bereik van MGFR -metingen die worden gebruikt als basis voor geschatte vergelijkingen, daarom wordt deze benadering betwijfeld voor vooroordelen en onnauwkeurigheid.

Omdat de biochemische metingen mogelijk onvoldoende zijn voor de beoordeling van de nierfunctie, omdat deze tests ongevoelig zijn en niet in staat zijn om de oorzaken van nierziekten te discrimineren, hoewel sommige van hen verschillende functionele gevolgen hebben. Beeldvormingsmodaliteiten, zoals echografie (VS) en computertomografie (CT), worden in toenemende mate gebruikt om de diagnose van nierziekten te verbeteren, en onthullen morfologische veranderingen in nierstructuur en samenstelling. US vertoont echter een beperkt vermogen om verhoogde corticale echogeniciteit veroorzaakt door chronische nierfalen te identificeren, waardoor het moeilijk is om de omkeerbare oorzaken van nierfalen uit te sluiten. Wat CT betreft, leidt de toepassing van intraveneus gejodeerd contrast tot zijn contra -indicatie bij geavanceerd nierfalen, terwijl de aanwezigheid van ioniserende straling leidt tot zijn contra -indicatie in vroege zwangerschapsgevallen. De ontlading van potentieel toxisch contrastmiddel is beperkt tot patiënten vertonen een geschatte glomerulaire filtratiesnelheid (EGFR) onder 30 ml/minuut.

Verder kan nierbiopsie met invasieve extractie van nierweefsel voor histologische analyse het type en de ernst van de nierziekte identificeren. Biopsie kan worden gebruikt om littekens, ontsteking en eiwitafzetting te onthullen die onherkenbaar zijn met echografie, bloed en urinetests. Percutane biopsie geleid door beeldvormingsmodaliteiten of open biopsie die chirurgische methoden gebruikt, waardoor het invasiever wordt en de risico's van post-procedure laesie en infectie blootstelt aan zowel gerichte als nabijgelegen gebieden.

Hier kan EIT een alternatieve goedkope, toegankelijke, ioniserende stralingsvrij en contrastvrije niet-invasieve beeldvormingstechniek zijn om zowel structurele als functionele veranderingen in de nier te detecteren. Gense EIT-Kidney-scan is snel (~ 10 minuten), draagbaar en vereist geen getrainde operator. Bestaande EIT -commerciële apparaten worden momenteel ingezet in sommige klinische instellingen. EIT -technologie is al meer dan een decennium in gebruik, hoewel het tot nu toe meestal is gebruikt om mechanisch geventileerde patiënten in intensive care -eenheden te helpen om longschade veroorzaakt door kunstmatige ventilatie te voorkomen. Het EIT Lung Imaging-apparaat van Dräger (Pulmovista® 500) is aangetoond dat het de regionale verdeling van ventilatie in realtime detecteert en mechanische ventilatieveranderingen leidt, inclusief het beoordelen van de optimale peep en pulmonale naleving. Een ander commercieel EIT-apparaat is Enlight® (Timpel, Brasil), dat ook kan helpen bij het vroege identificatie van dyssynchronie van de patiënt en de heterogeniteit van de regionale pulmonale ventilatie.

In de afgelopen jaren zijn verschillende verkennende studies uitgevoerd bij het toepassen van bio -elektrische impedantie bij het ondersteunen van nierfunctie -beoordeling bij diermodellen zoals varkens. Impedantiemetingen zijn ook van toepassing op het verbeteren van de schatting van GFR bij patiënten met chronische nierziekten. De elektrische geleidbaarheid van biologische weefsels varieert afhankelijk van het weefseltype en de frequentie van AC -stroom. Aan de andere kant neemt de geleidbaarheid van de nierweefsel aanzienlijk toe ten opzichte van de frequentieverandering. Daarom kunnen biologische weefsels mogelijk worden gedifferentieerd met behulp van EIT -frequentiespectrumanalyse.

Voor de beoordeling van de nierfunctie blijft GFR een goede maatregel. De beperkingen ervan moeten echter worden aangepakt. De kernbeperking is dat geschatte vergelijkingen als de klinische standaard om EGFR te meten, bedoeld is om verschillen in spiermassa te kalibreren, wat de bron is van serumcreatinine, gebaseerd op demografische variabelen zoals leeftijd, geslacht, geslacht, ras, enz., Maar het houdt nog steeds geen rekening met individuele variabiliteit in spiermassa. EIT zou het alternatief kunnen zijn om GFR te voorspellen op basis van de bio -elektrische impedantie van het lichaam, die de appendiculaire magere massa (ALM) correleerde voor skeletspiermassaberekening, die eerder aangetoond door bio -elektrische impedantieanalyse met resistentie en reactantie. Deze methode geeft niet alleen mogelijk een meer accurate schatting van GFR, maar het geeft ook een goede voorspelling van de functionele capaciteit, kwaliteit van leven en uitkomst in CKD.

Het doel van deze studie is om de relatie tussen EIT- en GFR -metingen te verifiëren en te valideren voor functionele analyse van de nieren. Deze studie zal ook de haalbaarheid van EIT bestuderen als een potentiële beeldvormingsmodaliteit om de structuurproblemen bij de patiënten met nierziekte te analyseren. GFR gebaseerd op vergelijkingen met bio -elektrische impedantie -betrokkenheid zal worden vergeleken met GFR op basis van urine -inuline -klaring als de gouden standaard. Ten slotte zullen demografie, klinische beoordeling en patiëntgeschiedenis worden overwogen voor verdere analyse. De resultaten van dit project zullen EIT ontwikkelen als een handige en niet-invasieve screeningstest voor nierdisfunctie en CKD. De vroege detectie van CKD zal tijdige interventies mogelijk maken om verdere verslechtering van de nierfunctie verdere verslechtering van de nierfunctie te vertragen en dus de algemene patiëntresultaten en het gebruik van hulpbronnen te verbeteren.