Сравнение NIRS почек и конечностей для прогнозирования острого повреждения почек, связанного с кардиохирургией

Острое повреждение почек (ОПП) является частым осложнением кардиохирургических операций, возникающим у 40% пациентов.1, 2 Это более чем в 10 раз превышает частоту других серьезных послеоперационных осложнений при кардиохирургических операциях, таких как инсульт или глубокая инфекция грудины. и даже выше, чем частота длительной вентиляции.3,4 Тяжелые ОПП, требующие нового диализа после кардиохирургических операций, встречаются у 1-6% кардиохирургических пациентов.3, 5 ОПП увеличивает продолжительность пребывания в больнице с 5 до 11 дней и увеличивает расходы на стационарное лечение с 18 463 до 37 674 долларов США на пациента.6 Тяжесть ОПП тесно связана с внутрибольничной смертностью: даже при самых легких формах ОПП смертность увеличивается более чем в два раза, а при более тяжелых формах уровень смертности в 10-30 раз выше (в зависимости от определения тяжелого ОПП и популяции пациентов). ).6, 7 ОПП является причиной 300 000 ежегодных смертей в США и 2 миллионов смертей во всем мире каждый год.8, 9 Принимая во внимание только наиболее важные группы пациентов (большие операции на аорте и позвоночнике, соответствующие сердечно-сосудистые процедуры, пациенты интенсивной терапии на искусственной вентиляции легких, пациенты с тяжелыми травмами). только в США более 3,1 миллиона пациентов ежегодно подвергаются риску ОПП.10-14 Из них 30,6%12, 13, 15 будут страдать ОПП, что добавляет ежегодные расходы на стационарное лечение в размере 19 миллиардов долларов США.6 Именно по этим причинам Общество торакальных хирургов включило почечную недостаточность в число 5 основных осложнений кардиохирургии.

Патофизиология ОПП после кардиохирургических операций многофакторна, но важную роль, вероятно, играют глубокие гемодинамические изменения, возникающие при кардиохирургических операциях. Мозговое вещество почек обладает самой высокой метаболической активностью и наименьшим запасом кислорода в почках, а медуллярная гипоксия считается основным фактором, определяющим ОПП.16, 17 Одним из основных ограничений в усилиях по снижению заболеваемости ОПП является отсутствие реальных методов лечения ОПП. монитор времени почечной гипоксии. Поскольку в настоящее время не существует терапии ОПП после возникновения заболевания, профилактика является основой лечения, и важным шагом в предотвращении ОПП является его своевременное выявление. Однако современные диагностические методы, основанные на сывороточном креатинине, олигурии или даже новых биомаркерах, требуют от нескольких часов до нескольких дней, чтобы стать диагностическими. У исследователей нет общепринятого стандарта диагностики гипоксии почек в режиме реального времени до того, как повреждение станет необратимым. Большинство клиницистов основывают интраоперационные цели гемодинамики для почек на «обоснованных предположениях» об адекватной почечной перфузии, поскольку точный сердечный выброс или целевые значения среднего артериального давления для предотвращения ОПП неизвестны. Даже практика мониторинга диуреза сомнительна из-за его неспецифической связи с функцией почек.18-20 Спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (NIRS) является многообещающей технологией мониторинга тканевой гипоксии, поскольку она неинвазивна и имеет долгую историю клинического использования в качестве монитора церебральной оксиметрии как в сердечной, так и в сосудистой хирургии. Поскольку NIRS измеряет смесь артериальной и венозной капиллярной оксигенации, он особенно хорошо подходит для мониторинга баланса между потреблением и доставкой кислорода. В большом объеме литературы описано использование NIRS как в качестве системного монитора перфузии, так и в качестве регионального монитора перфузии почек у новорожденных и маленьких детей.21-26 Два исследования у взрослых кардиохирургических пациентов с использованием размещения датчиков NIRS под ультразвуковым контролем над почкой показали, что интраоперационная региональная десатурация кислорода в тканях была связана с последующим развитием ОПП.27, 28 Третье исследование обнаружило корреляцию между измерениями насыщения кислородом NIRS в течение сатурация кислорода в почках и почечных венах у взрослых кардиохирургических пациентов.29 Однако проблема этих исследований заключается в том, что из них были исключены пациенты с индексом массы тела (ИМТ) более 30 кг/м2 или если поверхность их почек находилась на расстоянии более 4 см от кожи. По данным Центра по контролю заболеваний, распространенность ожирения (ИМТ более 30 кг/м2) в США составляет более 40%, а пациенты с ожирением, перенесшие операцию на сердце, подвергаются повышенному риску ОПП.30, 31 Таким образом, если NIRS размещен выше Почки у взрослых пациентов должны быть эффективным инструментом мониторинга почечной гипоксии у взрослых в США, тогда технология должна быть эффективной у всех взрослых пациентов.

Основным ограничением использования NIRS для мониторинга почечной гипоксии у взрослых является глубина проникновения сигнала. Рекомендации производителей предполагают, что максимальная глубина проникновения NIRS составляет 2,5 см. Фактическая глубина проникновения измерений NIRS зависит от разделения источника и детектора, конкретного используемого алгоритма и оптических свойств измеряемой ткани. При экспериментальном моделировании NIRS существует нелинейная зависимость между расстоянием между источником и детектором и глубиной проникновения, так что расстояние между источником и детектором в 20 мм приводит к глубине проникновения 10 мм, а расстояние между источником и детектором в 40 мм приводит к глубина проникновения 15мм.32 В то время как у очень худых взрослых поверхность почки может находиться в пределах 2 см от кожи, мозговое вещество почки (где, как полагают, возникает большинство ОПП) находится на несколько сантиметров глубже и, следовательно, его точный мониторинг вряд ли возможен.

Тогда возникает вопрос о том, как эти исследования кардиохирургии у взрослых показали взаимосвязь между NIRS, расположенным над почкой, исходом ОПП и даже насыщением кислородом почечных вен.27-29 Лаборатория разработала модель на свиньях, в которой исследователи напрямую сравнивали концентрацию кислорода в мозговом веществе почек с измерениями NIRS, проведенными над почкой и бедром во время геморрагического шока и окклюзии аорты.33 Исследователи обнаружили, что во время экстремальных гемодинамических изменений, таких как окклюзия аорты, существовала умеренная корреляция между NIRS и инвазивной концентрацией кислорода в тканях почек, но это было верно независимо от того, были ли датчики NIRS расположены над почкой или над бедром. Связь между NIRS почек и NIRS бедер была сильнее, чем с концентрацией кислорода в почках. Это наблюдалось у животных с расстоянием от поверхности почек до кожи менее 2 см. В совокупности эти данные позволяют предположить, что почечный NIRS у взрослых может измерять оксигенацию подкожной ткани, но это все же глобальный монитор перфузии, который может прогнозировать плохую глобальную перфузию и риск ОПП. Действительно, исследование у взрослых пациентов, перенесших операцию на сердце, показало, что датчики NIRS, расположенные на бедре, предсказывают последующее ОПП, а анализ характеристик оператора приемника предполагает оптимальное пороговое значение 67% и площадь под кривой 0,84,34. Целью настоящего предложения по исследованию является непосредственное сравнение NIRS, размещенного на почке, с NIRS, размещенного на руке или бедре, у взрослых пациентов, перенесших операцию на сердце, с риском ОПП. Гипотеза состоит в том, что NIRS конечностей и NIRS почек будут предсказывать ОПП, и что способность NIRS прогнозировать ОПП у взрослых кардиохирургических пациентов не будет зависеть от ИМТ и расстояния между поверхностью почки и кожей.