血液透析期间和之后的钾动力学和钾分析以预防心律失常 (PANDORA)

研究类型：自发干预、非药理学、探索性、前瞻性、单中心。 符合条件的患者接受与正常临床路径相关的血液透析治疗。

研究分为A期和B期。A期包括入组阶段（Step 0）、实验室和仪器测量阶段（Step 1）、钾动力学数学模型建立阶段（Step 2）和数学模型的验证阶段（步骤 3）。 阶段 B 包括使用数学模型调节血钾浓度并将透析期间和透析后发生心律失常的风险降至最低的阶段（步骤 4）。

研究人群：

研究人群将由 6 名可评估的门诊慢性肾功能衰竭患者组成，他们需要每周进行三次血液透析才能生存。

在患者退出的情况下，将招募另一名患者以在研究的阶段 A 结束时和阶段 B 结束时达到 6 名可评估的患者。

实验室测试将被送到两个实验室：博洛尼亚大都会独特的尿素剂量实验室和 U.O. 实验室。肾脏透析和移植用于细胞内钾剂量和细胞外钾、钠、钙血症、碳酸氢盐血症、血糖的剂量。

细胞内钾的测量将通过选择性离子探针进行。 第一阶段（步骤 1）的特点是测量细胞内和细胞外钾浓度，并评估与钾动力学密切相关的尿素、血糖和血浆电解质的浓度。 身体阻抗分析将在透析开始和结束时进行，以估计含有溶质的细胞内外体积的大小，以及这些二次体积对通过透析治疗获得的脱水的变化。 在上午 8:00 开始的透析期间，将每 30 分钟进行一次测量，以估计透析治疗的广泛性和对流过程对钾动力学的影响程度。 在采集血液样本的同时，将执行 12 个衍生心电图以记录心脏电活动，同时测量电解质浓度，特别是细胞外/细胞内钾的浓度。 将特别注意识别节律改变，例如室性早搏或室上性收缩、校正 QT 间期的改变，以及实际心律失常的最终发作。 透析结束 60 分钟后，每小时测量一次尿素、血糖、细胞内外钾、心电图。 透析结束后 60 分钟和透析结束后 7 小时观察期结束时（晚上 7:00）将重复进行身体阻抗分析。 由于血管内溶质与血管外溶质之间的缓慢平衡，透析结束后的测量对于评估溶质在血浆水平的反弹是必要的。 透析结束后的身体阻抗分析对于评估溶质在血管内外隔室之间的重新分布是否对应于细胞内外体积比的变化是必要的。 在这个阶段还需要与血液样本同时进行 ECG 记录，以评估室性早搏或室上性收缩透析后的表现、校正后的 QT 间期的改变以及实际心律失常的最终发作。 这种心电图改变可能会受到钾反弹的影响，并可能改变细胞内和细胞外钾之间的关系。 完成所有登记的 6 名患者的测量阶段的预期时间为 4 个月。

参加研究的所有患者将接受：

1. 在 Flexya® 血液透析机（Medtronic，Mirandola，意大利）上使用 240 分钟血液透析滤过在线回输内源性超滤液（HFR）进行血液透析治疗，使用的过滤器将是 HFR 过滤器（Medtronic，Mirandola，意大利）双腔用于 HFR 透析技术的过滤器。 过滤器的第一部分由高通量聚苯撑膜滤血器组成。 通过血液过滤器，通过机械超滤过程将一部分血液与血​​浆水分离，从而获得内源性超滤器。 内源性超滤器的每小时流量是根据血液过滤器内的跨膜压力值自动获得的。 然后将产生的内源性超滤液从血液过滤器引导到含有中性树脂的滤芯，由于吸附剂表面为 700 平方米/克树脂，吸附过程会发生。 吸附后，超滤液全部返回血液，进而到达 HFR 过滤器的第二部分。 HFR 过滤器的第二个腔室是低流量聚苯撑过滤器，其中发生重量损失和扩散过程。 来自血管通路的血流量将保持在 > 250 毫升/分钟的值，透析液的流量将是 500 毫升/分钟。 透析治疗期间的体重减轻将根据患者的临床需要制定。
2. 评估钾、钠、碳酸氢盐血症、钙血症、尿素和血糖值，钾的动力学与其他溶质的动力学密切相关（例如，通过渗透压的整体变化导致细胞内外体积的变化，以及相互作用的多个离子之间的泵）。 钾、碳酸氢盐、钙、钠、葡萄糖和尿素的剂量将每 30 分钟进行一次，总共 9 个血液样本用于透析（血液透析 1）。 透析结束 60 分钟后，每位患者每 60 分钟接受 7 份血样，用于检测细胞内和细胞外钾、碳酸氢盐、离子钙、钠、尿素、血糖（血液透析后 1）。 在下一次透析（血液透析 2）开始时，将进行钾、钠、碳酸氢盐血症、钙血症、尿素，特别是血糖的血液样本，以检查透析间期钾反弹的程度。 在血液透析 2 期间，将不会进行进一步的血液检查或仪器检查，并且患者不应在血液透析后期间继续接受观察。
3. 根据预期的时间间隔，在透析期间和透析后的数小时内评估细胞外钾和细胞内钾。 细胞内钾的测量将通过选择性离子探针进行。
4. 心电图与 12 衍生心电图仪 5 分钟，每个透析期每位患者总共 16 个心电图路径。 ECG 将与每 30 分钟一次的血液样本同时进行，每次透析总共进行 9 次跟踪。 透析结束 60 分钟后，每名患者将每 60 分钟接受一次新的心电图跟踪，总共 7 次心电图。

(e) 使用 Electro fluid graph machine®（Akern, Pontassieve, Italy）进行身体阻抗分析，以评估每个患者在时间 0（透析开始）、240 分钟（透析结束）、透析结束后 60 分钟后的额外细胞内隔室透析结束7小时后。

(f) 在 HFR 透析治疗期间使用钠传感器（美敦力，米兰多拉，意大利）将钠测量的电导率值与透析治疗期间测量的血液电解质水平进行比较。

研究的第二阶段（第 2 步）包括开发血液透析和透析后阶段溶质动力学的数学模型。 该数学模型将能够以合理的精度模拟一些主要溶质的性能，特别是细胞外和细胞内的钾浓度。

当收集了从登记的所有 6 名患者获得的第 1 步数据时，可以开发数学模型。

该数学模型将由博洛尼亚大学电气电子与信息工程系的 Mauro Ursino 教授开发。 该模型将具有预测的特征： a) 透析期间和之后细胞内和细胞外钾的总体质量的变化； b) 透析期间和透析治疗后最初 7 小时内和细胞外钾浓度的动力学。 钾动力学的数学模型将包括 Na/K/ATPase 依赖泵，这是主要的主动运输机制，钾从细胞内室到细胞外室的被动扩散机制，钾通过透析膜的扩散，变异在透析容积、透析后钾和溶质的反弹、血浆渗透压的作用下。 该模型将包括两个隔室（细胞内和细胞外）、用于渗透和超滤的流体体积交换、不同溶质的动力学、扩散交换。 在 6 名可评估患者中完成第 2 步的预期时间为 3 个月。

步骤 3. 在前一点开发的模型将用于模拟溶质的时间动力学，特别是钾，在透析期间和透析后的早期。 为此，模型预测将与体内结果进行比较。 可能会使用“拟合”和最小化技术来估计具有不完整生理知识的模型的那些参数。 将仔细分析模型和数据之间的差异，以了解它们是仅由于测量误差、个体差异还是模型缺陷造成的。 在后一种情况下，将解决超出模型限制的更改。 在第二种情况（个体差异）中，研究人员将寻找在线估计的方法，以使模型适应个体患者。 数学模型软件将在 Flexya 血液透析机中实施，以便在参加研究的患者的正常在线 HFR 会话期间应用。 在上午 8:00 开始的透析期间，将每 30 分钟进行一次溶质测量（细胞内和细胞外钾、尿素、血糖、碳酸氢盐血症、钠、钙血症），以估计数学模型预测值与各种不同情况之间的偏差。测量差距和实验室测试实际测量的值。 与血液样本同时进行的还有 12 个心电图。 透析 60 分钟后，将每小时重复一次溶质和 ECG 测量。 透析结束后 60 分钟和透析结束后 7 小时观察期结束时（晚上 7:00）将重复进行身体阻抗分析。 透析后的测量需要模型验证和评估溶质的实际浓度与模型预测值之间的对应关系。 透析结束后的身体阻抗分析对于评估溶质在血管内外隔室之间的重新分布是否对应于细胞内外体积比的变化是必要的。 这一阶段还需要同时进行心电图记录。 在 6 名可评估患者中完成第 3 阶段的预期时间为 6 个月。

步骤 4. 已经过验证的模型用于确定透析浴中的钾分布，能够确保细胞内钾血症的最佳趋势，以便识别钾趋势的正确形式，能够最大限度地减少风险因素和减少心律失常的发生。 完成第 4 步的预计时间为 4 个月。