Кинетика калия во время и после гемодиализа и определение профиля калия для предотвращения аритмий (PANDORA)

Тип исследования: спонтанное интервенционное, немедикаментозное, исследовательское, проспективное, моноцентрическое. Подходящие пациенты проходят гемодиалитическое лечение, связанное с нормальным клиническим течением.

Исследование разделено на период А и период В. Период А включает фазу набора (этап 0), фазу лабораторных и инструментальных измерений (этап 1), фазу разработки математической модели кинетики калия (этап 2) и этап проверки математической модели (шаг 3). Период B включает фазу использования математической модели для модуляции концентрации калия в крови и минимизации риска возникновения аритмий во время и после диализа (Этап 4).

Исследуемая популяция:

Исследуемая популяция будет состоять из 6 подлежащих оценке амбулаторных пациентов с хронической почечной недостаточностью, которым для выживания необходимо проводить гемодиализ трижды в неделю.

В случае выбывания пациента будет зарегистрирован другой пациент, который прибудет к 6 пациентам, подлежащим оценке как в конце периода А, так и в конце периода В исследования.

Лабораторные анализы будут отправлены в две лаборатории: Болонскую столичную уникальную лабораторию по дозированию мочевины и лабораторию U.O. Нефрология Диализ и трансплантация для дозировки внутриклеточного калия и для дозировки внеклеточного калия, натрия, кальциемии, бикарбонатемии, сахара в крови.

Измерение внутриклеточного калия будет осуществляться с помощью селективного ионного зонда. Первая фаза (шаг 1) характеризуется выполнением измерений внутри- и внеклеточной концентрации калия, а также оценкой концентрации мочевины, сахара в крови и электролитов плазмы, которые тесно связаны с кинетикой калия. Анализ импеданса тела будет проводиться в начале и в конце диализа для оценки размера внутри- и внеклеточного объема, в котором содержатся растворенные вещества, и изменения этих вторичных объемов в зависимости от обезвоживания, полученного в результате диализа. Во время диализа, начиная с 8:00 утра, измерения будут проводиться каждые 30 минут, чтобы оценить, насколько распространенные и конвективные процессы диализа влияют на кинетику калия. Одновременно с образцами крови будут выполняться 12 ЭКГ для регистрации электрической активности сердца в сочетании с измерением концентрации электролитов и, в частности, вне-/внутриклеточного калия. Особое внимание будет уделено распознаванию изменений ритма, таких как преждевременные желудочковые или наджелудочковые сокращения, изменения скорректированного интервала QT и возможное появление настоящих аритмий. Через 60 минут после окончания диализа повторяют ежечасные измерения мочевины, сахара в крови, внутри- и внеклеточного калия, ЭКГ. Анализ импеданса тела будет повторен через 60 минут после окончания диализа и в конце периода наблюдения (19:00) через 7 часов после окончания диализа. Измерения после окончания диализа необходимы для оценки восстановления растворенных веществ на уровне плазмы из-за медленного баланса между растворенными веществами во внутрисосудистом пространстве и растворенными веществами во внесосудистом пространстве. Анализ импеданса тела после окончания диализа необходим для оценки того, соответствует ли перераспределение растворенных веществ между внутри- и внесосудистым компартментами изменению соотношения внутриклеточного и внеклеточного объемов. На этом этапе также необходимы записи ЭКГ одновременно с забором крови для оценки появления после диализа преждевременных желудочковых или наджелудочковых сокращений, изменений корригированного интервала QT и возможного возникновения настоящих аритмий. На такие электрокардиографические изменения может влиять рикошет калия, и они могут изменять соотношение между внутриклеточным и внеклеточным калием. Ожидаемое время для завершения фазы измерения у всех 6 пациентов, включенных в исследование, составляет 4 месяца.

Все пациенты, включенные в исследование, будут проходить:

1. Гемодиализная терапия с использованием 240-минутной гемодиафильтрации с реинфузией эндогенного ультрафильтрата (HFR) в режиме онлайн на аппарате для гемодиализа Flexya® (Medtronic, Mirandola, Италия), в качестве фильтра будет использоваться HFR-фильтр (Medtronic, Mirandola, Италия) двухкамерный фильтр, используемый для диализа HFR. Первая часть фильтра состоит из высокопоточного гемофильтра с полифениленовой мембраной. Через гемофильтр получается эндогенный ультрафильтр путем отделения доли крови от плазменной воды благодаря процессу механической ультрафильтрации. Часовой поток эндогенного ультрафильтра рассчитывается автоматически на основе значений трансмембранного давления внутри гемофильтра. Затем полученный эндогенный ультрафильтрат направляется из гемофильтра в картридж, содержащий нейтральную смолу, где происходит процесс адсорбции благодаря адсорбирующей поверхности 700 м2/г смолы. После адсорбции ультрафильтрат целиком возвращается в кровь, которая, в свою очередь, достигает второй части фильтра HFR. Вторая камера фильтра HFR представляет собой низкопроточный полифениленовый фильтр, в котором происходят процессы потери массы и диффузии. Кровоток из сосудистого доступа будет поддерживаться на значениях > 250 мл/мин, поток диализирующего раствора - 500 мл/мин. Потеря веса во время диализного лечения будет предписана в соответствии с клиническими потребностями пациента.
2. Оцените значения калия, натрия, бикарбонатемии, кальциемии, мочевины и сахара в крови, поскольку кинетика калия тесно связана с кинетикой других растворенных веществ (например, за счет глобальных изменений осмолярности, приводящих к изменениям внутри- и внеклеточных объемов, и участия насосы между взаимодействующими несколькими ионами). Дозировка калия, бикарбоната, кальция, натрия, глюкозы и мочевины будет проводиться каждые 30 минут для всего 9 образцов крови для сеанса диализа (гемодиализ 1). Через 60 минут после окончания сеанса диализа каждому пациенту сдают 7 проб крови на внутри- и внеклеточный калий, бикарбонат, ионизированный кальций, натрий, мочевину, сахар крови каждые 60 минут (Постгемодиализ 1). В начале следующего диализа (Гемодиализ 2) будут проведены анализы крови на калий, натрий, бикарбонатемию, кальциемию, мочевину, сахар в крови, в частности, для проверки степени восстановления калия в междиализном интервале. Во время Гемодиализа 2 дальнейшие анализы крови или инструментальные исследования не проводятся, и пациент не должен оставаться под наблюдением в постгемодиализном периоде.
3. Оценивайте как внеклеточный, так и внутриклеточный калий во время сеансов диализа и в часы после самого диализа в соответствии с ожидаемым временным интервалом. Измерение внутриклеточного калия будет осуществляться с помощью селективного ионного зонда.
4. ЭКГ с 12 производными электрокардиографа в течение 5 минут, всего 16 дорожек ЭКГ на пациента за сеанс диализа. ЭКГ будет выполняться одновременно с забором крови каждые 30 минут, всего 9 дорожек за сеанс диализа. Через 60 минут после окончания сеанса диализа у каждого пациента будет проходить новая запись ЭКГ каждые 60 минут, всего 7 ЭКГ.

(e) Анализ импеданса тела с использованием электрофлюидографа® (Akern, Pontassieve, Италия) для оценки внеклеточных компартментов каждого пациента в момент времени 0 (начало диализа), через 240 минут (конец диализа), через 60 минут после окончания диализа. и через 7 часов после окончания диализа.

(f) Использование датчика натрия (Medtronic, Mirandola, Италия) во время диализа HFR для сравнения значений проводимости, измеренных Natrium, с уровнями электролитов в крови, измеренными во время диализа.

Второй этап (шаг 2) исследования состоит из разработки математической модели кинетики растворенных веществ при гемодиализе и в постдиализной фазе. Математическая модель сможет с достаточной точностью моделировать характеристики некоторых основных растворенных веществ и, в частности, вне- и внутриклеточную концентрацию калия.

Разработка математической модели может начаться, когда будут собраны данные этапа 1, полученные от всех 6 пациентов, включенных в исследование.

Математическая модель будет разработана профессором Мауро Урсино с факультета электротехники, электроники и информационных технологий Болонского университета. Модель будет иметь характеристики прогнозирования: а) изменения общей массы тела внутриклеточного и внеклеточного калия во время и после сеанса диализа; б) кинетика внутри- и внеклеточной концентрации калия в процессе диализа и в течение первых 7 часов после диализа. Математическая модель кинетики калия будет включать Na/K/ATPase-зависимую помпу, которая является основным механизмом активного транспорта, механизм пассивной диффузии калия из внутриклеточного компартмента во внеклеточный компартмент, распространение калия через диализную мембрану, вариацию интрадиализный объем, отскок калия и растворенных веществ после диализа, роль осмолярности плазмы. Модель будет включать два отсека (внутриклеточный и внеклеточный), обмен объемов жидкости при осмосе и ультрафильтрации, кинетику различных растворенных веществ, обмен путем диффузии. Ожидаемое время для завершения этапа 2 из 6 пациентов, подлежащих оценке, составляет 3 месяца.

Этап 3. Модель, разработанная в предыдущем пункте, будет использоваться для моделирования временной кинетики растворенных веществ, и в частности калия, во время интрадиализной фазы и в первые часы после диализа. Для этого прогнозы модели будут сравниваться с результатами in vivo. Возможно, для оценки этих параметров модели при неполных физиологических знаниях будут использоваться методы «подгонки» и минимизации. Различия между моделью и данными будут тщательно проанализированы, чтобы понять, вызваны ли они только ошибками измерения, индивидуальной изменчивостью или дефектами модели. В последнем случае изменения, превышающие пределы модели, будут урегулированы. Во втором случае (индивидуальная вариабельность) исследователи будут искать методы онлайн-оценки, чтобы адаптировать модель к конкретному пациенту. Программное обеспечение математической модели будет реализовано в аппарате для гемодиализа Flexya для его применения во время обычного сеанса HFR онлайн у пациентов, включенных в исследование. Во время диализа, начиная с 8:00 утра, измерения растворенных веществ (внутри- и внеклеточный калий, мочевина, уровень сахара в крови, бикарбонатемия, натрий, кальциемия) будут проводиться каждые 30 минут для оценки отклонения между значениями, предсказанными математической моделью, для различных пробелы в измерениях и значения, фактически измеренные лабораторными испытаниями. Одновременно с образцами крови будут выполняться 12 производных ЭКГ. Через 60 минут диализа будут повторяться ежечасные измерения растворенных веществ и ЭКГ. Анализ импеданса тела будет повторен через 60 минут после окончания диализа и в конце периода наблюдения (19:00) через 7 часов после окончания диализа. Измерения после диализа необходимы для проверки модели и оценки соответствия между реальной концентрацией растворенных веществ и значениями, предсказанными моделью. Анализ импеданса тела после окончания диализа необходим для оценки того, соответствует ли перераспределение растворенных веществ между внутри- и внесосудистым компартментами изменению соотношения внутриклеточного и внеклеточного объемов. Одновременно на этом этапе также требуются записи ЭКГ. Ожидаемое время для завершения Фазы 3 из 6 поддающихся оценке пациентов составляет 6 месяцев.

Этап 4. Модель, которая уже прошла валидацию, используется для определения профиля калия в диализной ванне, способной обеспечить оптимальную тенденцию внутриклеточной калия, чтобы определить правильную форму тенденции калия, способную минимизировать факторы риска и снизить частоту аритмий. Ожидаемое время для завершения шага 4 составляет 4 месяца.