Оценка функции почек с помощью электрической импедансной томографии (EIT)

Хроническая болезнь почек (ХБП) является эскалационной проблемой здоровья в глобальной и местной перспективе. ХБП определяется как все расстройства, влияющие на структуры и функции почек. Основными классификациями являются острые повреждения почек (ОПП) для заболеваний почек, где симптомы длятся в течение одной недели и ХБП, где почечные аномалии длится более 3 месяцев. АКИ и ХБП взаимосвязаны; АКИ может прогрессировать в ХБП, а ХБП может дополнительно прогрессировать и сочетать с гипертонией, диабетом и сердечно -сосудистыми заболеваниями. Основываясь на руководящих принципах KDIGO CDIGO (заболевание почек: улучшение глобальных результатов), критерии диагностики ХБП основаны на функциональные измерения, основанные на скорости клубочковой фильтрации (GFR), в то время как структурные маркеры повреждения почек оцениваются с помощью метода визуализации, такой как почечный ультразвук. ХБП может классифицировать на пять этапов (стадия 1: нормальная/ высокая функция; стадия 2: мягко уменьшенная функция; стадия 3: от легкой до умеренной снижения функции; стадия 4: строго уменьшенная функция; стадия 5: почечная недостаточность) на основе GFR. Последний этап называется конечной стадией почечной заболевания (ТПН), что пациенту требуется поддержка диализа или пересадка почки. В отличие от большинства заболеваний, симптомы большинства проблем с почек не являются специфическими, а пациенты часто бессимптомны до продвинутых стадий. По оценкам, 90% людей с ХБП не знают о своем состоянии. По данным Департамента здравоохранения HKSAR, было 21,3 миллиона случаев инцидента, 1,2 миллиона смертей и 35 миллионов лет, поправкившившись на инвалидность, как годы (DALYS) в 2016 году, на 88,8%, 98% и 62,2% по сравнению с 1990 году, соответственно. Недавний анализ показывает, что старейшина по возрасту глобальной распространенности ХБП была больше у женщин, чем у мужчин. Тем не менее, скорость прогрессирования в ОПР и риск смертности значительно более выражена у мужчин по сравнению с женщинами, за исключением постменопаузальной и диабетической женщины. Кроме того, пожилые люди старше 60 лет являются основными группами риска для ХБП, поскольку риск сахарного диабета и повышение кровяного давления с возрастом.

Золотой стандарт оценки функции почек для диагностики и классификации стадий ХБП является измерением СКФ у пациентов. Стадии ХБП можно классифицировать следующим образом: Стадия 1 - повреждение почек с нормальным или увеличенным СКФ (> 90 мл/мин); Стадия 2 представляет собой легкое снижение СКФ (60-89 мл/мин); Стадия 3 представляет собой умеренное снижение GFR, на котором стадия 3A (45-59 мл/мин) и стадия 3B (30-44 мл/мин); Стадия 4 является серьезным снижением СКФ (15-29 мл/мин); Стадия 5 - почечная недостаточность или ESKD, в котором облегчается GFR <15 мл/мин или диализ. Золотым стандартом оценки функции почек для диагностики ХБП является прямое измерение СКФ в течение 24 часов сбора мочи, но это нецелесообразно. Альтернативные методы измеряются GFR (MGFR), которые измеряют клиренс экзогенных маркеров, таких как инулин, иогексол и италамат, и оцениваемые GFR (EGFR) на основе эндогенных маркеров фильтрации, сывороточного креатинина и мочевины, хотя ни один из них не может точно представлять истинный GFR. Экзогенные маркеры, в частности, клиренс инулина мочи, считаются превосходящими для измерения СКФ, но они являются трудоемкими процедурами и слишком дорогими для повторного использования. В клинических условиях обычным методом является использование оценочных уравнений для измерения EGFR вместо MGFR для его простоты и скорости. Тем не менее, было отмечено, что уравнения EGFR подвержены переоценке функции почек у физически слабых пациентов, например, пожилых людей. Таким образом, этот метод служит только лучшей оценкой уровней СКФ, и он не представляет истинного СКФ. Кроме того, в настоящее время нет стандартизации для диапазона измерений MGFR, используемых в качестве основы для оценочных уравнений, поэтому этот подход сомневается в предвзятости и неточности.

Поскольку биохимические измерения могут быть неадекватными для оценки функции почек, поскольку эти тесты нечувствительны и не могут различать причины заболеваний почек, хотя некоторые из них имеют разные функциональные последствия. Модальности визуализации, такие как ультразвук (США) и компьютерная томография (КТ), все чаще используются для улучшения диагноза заболеваний почек, а также выявить морфологические изменения в структуре и составе почек. Тем не менее, US демонстрирует ограниченную способность выявлять повышенную корковую эхогенность, вызванную хронической почечной недостаточностью, что затрудняет исключение обратимых причин почечной недостаточности. Что касается КТ, применение внутривенного йодированного контраста приводит к его противопоказанию при прогрессирующей почечной недостаточности, в то время как наличие ионизирующего радиации приводит к его противопоказанию в случаях ранней беременности. Выписка потенциально токсичного контрастного агента ограничена тем, что пациенты показывают предполагаемую скорость клубочковой фильтрации (EGFR) при 30 мл/минуте.

Кроме того, почечная биопсия с инвазивной экстракцией почечной ткани для гистологического анализа может идентифицировать тип и тяжесть заболевания почек. Биопсия может быть использована для выявления рубцов, воспаления и отложения белка, которые неузнаваемы с тестами ультразвука, крови и мочи. Тем не менее, чрескожная биопсия руководствуется методами визуализации или открытой биопсией, в которой используются хирургические методы, что делает его более инвазивным и подвергая риска поражения после процедуры и инфекции как целевым, так и в близлежащих районах.

Здесь EIT может быть альтернативным недорогим, доступным, ионизирующим радиационным и контрастным неинвазивным методом визуализации, для обнаружения как структурных, так и функциональных изменений в почке. Сканирование Gense EIT-Kidney быстро (~ 10 минут), портативное и не требует обученного оператора. Существующие коммерческие устройства EIT в настоящее время развернуты в некоторых клинических условиях. Технология EIT используется более чем десять лет, хотя до сих пор она в основном использовалась для оказания помощи пациентам с механической вентиляцией в единицах интенсивной терапии для предотвращения повреждения легких, вызванных искусственной вентиляцией. Было показано, что устройство визуализации легких Dräger (Pulmovista® 500) обнаружило региональное распределение вентиляции в режиме реального времени и направляет изменения в вентиляции механической вентиляции, включая оценку оптимального мозоли и легочного соответствия. Другим коммерческим устройством EIT является onlight® (Timpel, Brasil), которое также может помочь в ранней идентификации диссинхронии пациента и непрерывно определять гетерогенность в области легочной вентиляции.

В течение последних нескольких лет было проведено несколько исследовательских исследований по применению биоэлектрического импеданса в оказании оценки функции почек на животных моделях, таких как свиньи. Измерения импеданса также применялись для улучшения оценки СКФ у пациентов с хроническим заболеванием почек. Электрическая проводимость биологических тканей варьируется в зависимости от типа ткани и частоты тока переменного тока. С другой стороны, проводимость почек ткани значительно увеличивается в результате изменения частоты. Следовательно, биологические ткани могут потенциально дифференцироваться с использованием анализа частотного спектра EIT.

Для оценки функции почек GFR остается хорошей мерой. Однако его ограничения должны быть устранены. Ограничение ядра состоит в том, что предполагаемые уравнения в качестве клинического стандарта для измерения EGFR предназначены для калибровки различий в мышечной массе, которая является источником сывороточного креатинина, основанного на демографических переменных, таких как возраст, пол, пол, раса и т. Д., Но он по -прежнему не учитывает индивидуальную изменчивость мышечной массы. EIT может быть альтернативой прогнозирования GFR на основе биоэлектрического импеданса тела, который коррелировал аппендикулярную мышечную массу (ALM) для расчета скелетной мышечной массы, который ранее продемонстрировался с помощью анализа биоэлектрического импеданса с сопротивлением и реактивностью. Мало того, что этот метод потенциально дает более точную оценку СКФ, но также дает хороший прогноз функциональной способности, качества жизни и результата в ХБП.

Целью данного исследования является проверка и проверка связи между измерениями EIT и GFR для функционального анализа почк. Это исследование также будет изучать возможность EIT как потенциальную модальность визуализации для анализа структурных проблем у пациентов с заболеванием почек. GFR, основанный на уравнениях с участием биоэлектрического импеданса, будет сравниваться с GFR на основе клиренса инулина мочи в качестве золотого стандарта. Наконец, демография, клиническая оценка и история пациентов будут рассмотрены для дальнейшего анализа. Результаты этого проекта будут разрабатывать EIT как удобный и неинвазивный скрининговый тест на дисфункцию почек и ХБП. Раннее обнаружение ХБП позволит своевременному вмешательствам замедлить дальнейшее ухудшение функции почек и, таким образом, улучшить общие результаты пациентов и использование ресурсов здравоохранения.