Temperatur och bikarbonat: hemodynamiska effekter under dialys (TURBO)

Bakgrund

Intradialytisk hypotension (IDH) är en vanlig komplikation av hemodialys (HD) och anses vara en av de vanligaste komplikationerna med en prevalens mellan 10-12 % beroende på definitionen av IDH (1). IDH har associerats med ineffektiv dialys (2), trombos med vaskulär tillgång (3) och mortalitet (4,5).

Ortostatisk hypotension (OH) är en annan vanlig komplikation vid HD med en prevalens på cirka 42 % hos patienter som påbörjar HD-behandling (6). OH är signifikant associerat med sämre utfall hos HD-patienter i form av ökad tvåårig mortalitet (4) och ökad risk för dödsfall av alla orsaker (6).

Att förstå mekanismerna bakom IDH och OH har potentialen att optimera HD-behandlingen, för att minimera förekomsten av IDH och OH, vilket potentiellt förbättrar inte bara patientdödlighet och sjuklighet utan också den vardagliga komforten för kroniska HD-patienter när de får dialysbehandling.

Denna studie kommer att undersöka den hemodynamiska effekten av förändringar i dialysatbikarbonat och dialysattemperatur.

Dialysattemperatur

Flera kliniska studier har undersökt effekten av lågtemperaturdialysat (LTD) på IDH, men endast ett fåtal har undersökt det hemodynamiska svaret i detalj med intradialytiska mätningar av hjärtminutvolym (CO), central blodvolym (CBV) och totalt perifert motstånd (TPR). (7-14). I allmänhet bekräftar studierna en blodtrycksstabiliserande effekt av LTD, men olika resultat finns på förändringar i CO, CBV och TPR. Vissa studier fann en större ökning av TPR under dialys med LTD jämfört med en högre dialysattemperatur (8,9,11,14). Andra studier fann att intradialytisk CBV (7,12) och CO (12) förbättrades avsevärt med LTD.

En tidigare studie (14) undersökte OH i relation till användning av LTD, men inte med detaljerade intradialytiska hemodynamiska mätningar. Studien visade att både liggande och upprätt medelartärt blodtryck (MAP) var signifikant lägre efter dialys med en dialysattemperatur på 37°C jämfört med en dialysattemperatur på 35°C. Dessutom var ökningen av TPR större under dialys med LTD.

Dialysat bikarbonat

Få studier har undersökt effekten av dialysatbikarbonatkoncentration (DB) på intradialytisk hemodynamik och resultaten har varit motstridiga. Lägre DB (från 32 till 26 mmol/L respektive en minskning med 6 mmol/L) visades i två korsningsstudier (15,16) öka det systoliska BP (SBP) med cirka 5 mmHg, medan en tredje studie rapporterade ingen signifikant effekt på BP (17). En av dessa studier fann också en ökning av TPR med lägre DB (16). IDH har associerats med lägre DB i en av de tidigare nämnda cross-over-studierna (15), men detta samband hittades inte av Gabutti et al 2005 (17) eller i större observationsstudier (17-19). Manipulering av DB påverkar oundvikligen plasma-pH hos patienten under dialys. Således, om pH minskar med DB-inducerad acidos, tränger vätejoner bort katjoner såsom kalcium från proteinbindningsställen. DB-inducerad alkalos å andra sidan ökar pH, vilket främjar ökad proteinbindning, vilket minskar nivåerna av fria katjoner. Samtidigt har intracellulär sekvestrering av kalium vid höga pH-nivåer också spekulerats för att sänka plasmakaliumnivåerna (20). Följaktligen, genom att ändra DB, påverkas potentiellt en rad elektrolyter inklusive kalcium vilket kan påverka neuromuskulär funktion och därmed intradialytiska hemodynamiska parametrar och frekvensen av IDH och OH (17,21-26).

Hypoteser

Hemodialys- eller hemodiafiltreringssessioner (HdF) med sänkt dialysattemperatur (35°C mot 37°C) eller minskad DB-koncentration (30 mmol/L mot 38 mmol/L) kommer att ha följande effekter:

• En ökning av SBP, MAP och ortostatiskt blodtryck (OBP).
• En ökning av ett eller flera av följande: hjärtminutvolym (CO), totalt perifert motstånd (TPR), central blodvolym (CBV), slagvolym (SV) och/eller hjärtfrekvens (HR).
• En minskning av frekvensen av IDH och OH.

Studiedeltagare

Deltagare kommer att rekryteras från underhålls-HD- och HDF-populationen som är associerad med avdelningen för njurmedicin vid Aarhus Universitetssjukhus i Danmark. Dessa inkluderar Dialyskliniken vid Aarhus Universitetssjukhus som huvudnav och satellitdialyskliniker i Randers och Horsens.

Effekt och provstorlek

Mätningar från 30 slumpmässigt utvalda HD-patienter i vår klinik gav SD = 23 mmHg för skillnaden mellan förändringar i SBP (icke-standardiserade tillstånd) inom behandlingen. Om man antar en lägre SD på grund av standardiserade BP-mätningar och strikta in- och exklusionskriterier användes ett SD = 12 mmHg som en rimlig uppskattning. Provstorleksberäkning med Stata/IC 16.1 (StataCorp, 4905 Lakeway Dr, College Station, TX 77845, USA) med hjälp av analys för ett medelvärdestest med ett prov (t-test), med antagande av en minimal detekterbar skillnad i medelvärden (medelskillnad mellan två förändringar inom behandlingen i SBP) = 10 mmHg; SD = 12 mmHg; dubbelsidig signifikansnivå (alfa) = 0,05; power=0,80 resulterade i 14 deltagare. Men för att ta hänsyn till bortfallet av två deltagare valdes en urvalsstorlek på 16.

Dialysmaskiner, filter och dialysatkomposition

Dialyskonsol Fresenius 5008F (Fresenius Medical Care, Bad Homburg, Tyskland) och HD- eller HDF-filter som regelbundet används för behandling av patienten kommer att användas i alla dialyssessioner.

Standarddialysatet som föreskrivs för varje enskild patient kommer att användas vid alla dialyssessioner och bibehåller därigenom liknande sammansättning vad gäller elektrolyter som natrium, kalium, kalcium, magnesium och klorid. Bikarbonatkoncentrationen kommer endast att justeras i de sessioner som undersöker låg (30 mmol/L) respektive hög (38 mmol/L) DB-koncentration. Dialysat kommer att beredas on-line av dialysmaskinen. Blodflödet och dialysatflödet kommer att bibehållas som vanligt och kommer att förbli lika under alla sessioner oavsett intervention. Ultrafiltreringshastigheten kommer att hållas konstant och lika under de två dialyssessionerna. Detsamma gäller volymen substitutionsvätska i HDF.

Ortostatisk hypotoni (OH)

OH definieras som en minskning av SBP på minst 20 mmHg eller i DBP på minst 10 mmHg inom 3 minuter efter stående (27).

Intradialytisk hypotoni (IDH)

IDH definieras som en minskning av SBP ≥20 mmHg eller en minskning av MAP ≥10 mmHg i samband med kliniska händelser/symtom (t.ex. muskelkramper, bukbesvär, illamående eller kräkningar, yrsel eller svimning, rastlöshet eller ångest, gäspningar eller tecken) och/eller behov av intradialytiska ingrepp (Trendelenburg-positionering, vätsketillförsel, minskning av ultrafiltreringshastighet, minskning av blodflödet) eller dialysbehandling upphörande (28).

Intradialytiska mätningar

Hjärtminutvolym (CO) kommer att erhållas med en tidigare validerad ultraljudsutspädningsteknik med hjälp av Hemodialysis Monitor HD03, Flow-QC-slangsatser och clip-on flödes-/utspädningssensorer från Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA (29-32) . Ultraljudssensorerna kommer att placeras på den arteriella och venösa Flow-QC-slangen med standard ultraljudsgel för att säkerställa god kontakt. Åtkomst recirkulation i AV-fisteln kan ogiltigförklara CO-mätningar. Ett inbyggt recirkulationsprotokoll kommer att användas för att kontrollera tillgången till recirkulation med injektion av 10 mL isotonisk koksaltlösning i den venösa blodlinjen innan den första CO-mätningen. Om recirkulation upptäcks kommer dialysnålarna troligen att sättas in igen. CO kommer att mätas i duplikat genom att injicera en bolus av 30 ml 37°C isotonisk koksaltlösning i den venösa blodlinjen inom 5 sekunder. Om resultaten avviker mer än 15 % kommer en tredje mätning att göras. Medelvärdet av de två närmaste inspelningarna kommer att tjäna som resultat. Med Transonic-enheten erhålls intradialytiska hemodynamiska parametrar efter 10, 70, 130, 190 och 230 minuter. Patienterna kommer att ligga i ryggläge med huvudet höjt 20 grader. Före varje CO-mätning kommer HR och BP att mätas. MAP, TPR och SV härleds av följande ekvationer:

MAP = diastoliskt BP + 1/3 x (systoliskt BP - diastoliskt BP)

CO = SV x HR = MAP/TPR

CBV definieras som volymen blod i hjärtat, lungorna och stora kärl och uppskattas med Transonic-enheten baserat på CO-mätningen.

Blodprover och hantering av biologiskt material

Efter samma tidsmönster som Transonic-mätningarna kommer en arteriell blodgas att tas från artärkanylen.

Elva blodprover kommer att tas från artärblodledningen via AV-kanylen som används för dialysbehandling. Fyra av proverna kommer att vara vanliga blodprover på 3-4 mL, medan 7 av proverna kommer att vara arteriella blodgaser på 1 mL. Således samlas 22 ml blod per deltagare per session, vilket sammanlagt blir 88 ml för hela studieperioden. Syftet med detta är att fastställa flera viktiga parametrar:

• Elektrolyter som kalcium, magnesium och kalium
• Syra-basstatus: pH, standardbikarbonat, standardbasöverskott
• Hemoglobin, hematokrit
• Urea för bestämning av Kt/V och URR.
• Antal vita blodkroppar och C-reaktivt protein i det första blodprovet för att bekräfta frånvaron av infektion

Alla blodprover kommer att överföras till laboratoriet enligt standardrutin och analyseras enligt gällande kliniska standarder vid avdelningen för klinisk biokemi, Aarhus Universitetssjukhus eller den lokala avdelningen för klinisk biokemi som normalt servar våra satellitdialyskliniker i Randers och Horsens. Blodgastester analyseras med hjälp av ABL blodgasanalysator (Radiometer, Radiometer Medical ApS, Brønshøj Danmark). Alla blodprover kommer att förstöras efter analys.

Inga prover kommer att lagras i en biobank.