Kolmonoxidbaserad återandningsmetod och bioimpedans hos hemodialyspatienter (HEMOVOL)

Syfte:

1. Att kombinera en kolmonoxidåterandningsmetod och bioimpedans som gör det möjligt att objektivt mäta mängden vätska i blodomloppet (intravaskulärt) och i hela kroppen, och därigenom testa den faktiska mängden vätska i kroppen när patienterna är hydrerade enligt deras kliniska torrvikt .
2. Att validera kolmonoxidåterandningsmetod hos hemodialyspatienter jämfört med en radioaktiv märkning av erytrocyter och albumin (guldstandarden).
3. Att undersöka om hemoglobin är en giltig markör för anemi i denna patientpopulation genom att mäta erytrocytvolymen och hemoglobinmassan med kolmonoxidåterandningsmetoden och korrelera detta med hemoglobinkoncentrationen.

Bakgrund:

Anemi och överhydrering är utmanande tillstånd hos patienter på hemodialys. Överhydrering är förknippat med hypertoni, kardiomyopati och ökad dödlighet. Vid bedömning av patientens volymstatus används blodtryck, kroppsvikt och perifert ödem som indikatorer. För att uppnå en mer exakt uppskattning har dessa mått kombinerats med olika tekniker, såsom relativa förändringar i blodvolym (mätt med blodvolymsensor (BVS)) och bioimpedans. Dessa metoder används i varierande grad i den dagliga kliniska praktiken.

Vid överhydrering distribueras vätska intravaskulärt och kan därmed utöka blodvolymen. Det primära kliniska problemet med en utökad blodvolym är hypertoni och ökad risk för kardiovaskulära komplikationer. Mätning av den intravaskulära volymen kan därför ha stor klinisk relevans, men för närvarande finns inga direkta åtgärder för detta implementerade i den kliniska dagliga rutinen. Olika tekniker har använts för forskningsändamål. Dessa inkluderar fluorescerande spädningstekniker, radioaktiv märkning av erytrocyter och albumin, samt infusion av dialysat under dialys där förändringar i BVS-mätningar kan användas för att beräkna de intravaskulära volymerna.

Bioimpedans kan användas för att mäta den totala vattenfasen och den intra- och extracellulära volymen. Metoden har visat sig vara användbar vid diagnos av överhydrering hos hemodialyspatienter. Överhydrering upptäckt av bioimpedans hos hemodialyspatienter har visat sig korrelera till ökad dödlighet. Bioimpedans är ett icke-invasivt, smärtfritt och praktiskt användbart sätt att bedöma volymstatus.

Anemi är en annan betydande utmaning hos patienter på hemodialys. Majoriteten av patienter i hemodialys har en signifikant minskning av endogen erytropoietinproduktion, vilket orsakar anemi och kräver behandling med ett erytrocytstimulerande medel (ESA). Grunden för anemidiagnostik och beslut om ESA-behandling hos hemodialyspatienter baseras på hemoglobin före dialys (uppmätt vid dialysstart). Vid överhydrering kommer vätska som distribueras till det intravaskulära utrymmet att leda till dilaterad plasmavolym (PV) och utspädning av hemoglobin. Denna utspädning och därmed artificiell minskning av hemoglobin gör hemoglobin före dialys svårt att tolka hos patienter i dialys. Tidsmedelvärde för hemoglobin, beräknat utifrån hemoglobin före och efter dialys, har visat sig korrelera bättre med det faktiska hemoglobinet hos hemodialyspatienter, men värdet har inte vunnit mark i praktiken.

Kolmonoxidåterandningsmetoden är en väl beprövad teknik för att bestämma intravaskulär volym, (blodvolym, BV), PV och volym av röda blodkroppar (RBCV). Hos njurfriska patienter är metoden validerad mot en radioaktiv märkningsteknik (guldstandard) där hög korrelation (r = 0,97) har påvisats mellan de två metoderna. Kolmonoxidåterandningsmetoden har också visat sig kunna upptäcka även mycket små förändringar i blodvolymen. Metoden är säker och kräver 6 minuters inandning av kolmonoxid. En förutsättning för att använda kolmonoxidåterandningsmetoden är en normal diffusion av gas över lungorna, vilket möjliggör upptag i blodet. Dialyspatienter kan vara avsevärt överhydrerade och eventuell ansamling av vatten i alveolerna kan minska diffusionen av kolmonoxid och påverka metoden. Mot denna bakgrund ska metoden valideras mot en radioaktiv märkningsteknik.

Validiteten av kolmonoxidåterandningsmetoden hos hemodialyspatienter har inte utförts vilket är viktigt om metoden ska implementeras kliniskt och i forskningssyfte.

Metod:

Fall-kontrollstudie med 25 patienter i varje grupp. Fallgruppen består av hemodialyspatienter och kontrollgruppen består av friska individer med eGFR över 60 ml/min/1,73m2. Försökspersonerna matchades på kön, ålder (+/- 5 år) och (vikt +/- 10 kg).

Hemodialysgrupp: 25 hemodialyspatienter ingår. Omedelbart innan dialysstart mäts det totala kroppsvattnet med bioimpedans och blodprover tas. En normal hemodialys varar 3-4 timmar och under denna period genomgår patienten vätskeextraktion motsvarande sin beräknade torrvikt. 30 minuter efter att dialysen är klar mäts det totala bobyvattnet med bioimpedans och blodvolymen, plasmavolymen och erytrocytvolymen mäts med kolmonoxidåterandningsmetod. Hos 10 deltagare mäts blodvolym, plasmavolym och erytrocytvolym genom en radioaktiv märkning av erytrocyter och albumin, där blod tas i början av dialysen och rengörs i slutet av dialysen. Hemoglobin och hematokrit mäts före dialys, postdialys och 30 minuter efter upphörande av dialys. Deltagande i studien som involverar radioaktiv märkning av erytrocyter och albumin kan utelämnas om en deltagare inte önskar studien.

Kontrollgrupp: Inkluderar 25 patienter med eGFR över 60 ml/min/1,73 m2 och utan allvarlig hjärtsvikt, leversvikt eller lungsjukdom. Hos alla deltagare mäts den intravaskulära volymen med kolmonoxidåterandningsmetod och det totala kroppsvattnet med bioimpedans. Hos 10 deltagare mäts blodvolymen med en radioaktiv märkning av erytrocyter och albumin. Hemoglobin och andra standardprover mäts.

Om en deltagare efter inkludering måste dras ur, ersätts patienten med en ny deltagare tills ett antal av 25 deltagare i varje grupp uppnåtts. Om en matchad deltagare inte kan hittas för en inkluderad deltagare dras personen i fråga ut och ersätts av en ny.

Statistik:

Blodvolymen hos patienter har visat sig att hemodialys är 73,4 ml/kg (SD 15 ml/kg) och från den förväntade normala blodvolymen har det visat sig vara 59,0 ml/kg (SD 9,3 ml/kg). I ett dubbelsidigt oparat t-test med α = 0,05, SD = 15 och en styrka på 90 %, kommer en provstorlek på 23 patienter i varje grupp att visa en signifikant skillnad. Ett bortfall på cirka 2 patienter antas och totalt 25 ingår i varje grupp.

Efter avslutad studie och datakomplettering analyseras resultaten enligt primära och sekundära effektmått. Resultaten rapporteras som medelvärden med konfidensintervall eller median- och interkvartilintervall. Data analyseras med parametrisk (normalfördelad data) eller icke-parametrisk statistik (icke-normalfördelad data). Ett 95 % konfidensintervall accepteras som statistiskt signifikant (p < 0,05). Analysen utförs enligt protokollanalys.