Nichtinvasives und invasives Monitoring der renalen Hypoxie in einem Schweinemodell des hämorrhagischen Schocks

Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll zur Messung der renalen Oxygenierung in der Medulla und des nicht-invasiven Sauerstoffpartialdrucks im Urin in einem hämorrhagischen Schock-Schweinemodell vorgestellt, um den Sauerstoffpartialdruck im Urin als Frühindikator für akutes Nierenversagen (AKI) und einen neuartigen Wiederbelebungsendpunkt zu etablieren.

Zusammenfassung

Bis zu 50 % der Patienten mit Trauma entwickeln ein akutes Nierenversagen (AKI), zum Teil aufgrund einer schlechten Nierendurchblutung nach starkem Blutverlust. Die Diagnose einer akuten Niereninsuffizienz wird derzeit auf der Grundlage einer Veränderung der Serumkreatininkonzentration gegenüber dem Ausgangswert oder längerer Perioden mit verminderter Urinausscheidung gestellt. Leider sind bei den meisten Patienten mit Trauma keine Daten zur Kreatininkonzentration im Serum verfügbar, und die derzeitigen Schätzmethoden sind ungenau. Darüber hinaus kann sich die Kreatininkonzentration im Serum erst 24-48 Stunden nach der Verletzung ändern. Schließlich muss die Oligurie mindestens 6 Stunden anhalten, um ein akutes Nierenversagen zu diagnostizieren, was eine frühzeitige Diagnose unpraktisch macht. Die heute verfügbaren AKI-Diagnoseansätze sind für die Vorhersage des Risikos bei der Reanimation von Patienten mit Trauma nicht geeignet. Studien deuten darauf hin, dass der Sauerstoffpartialdruck im Urin (PuO₂) für die Beurteilung einer renalen Hypoxie nützlich sein kann. Ein Monitor, der den Blasenkatheter und den Urinsammelbeutel verbindet, wurde entwickelt, um PuO₂ nicht-invasiv zu messen. Das Gerät verfügt über einen optischen Sauerstoffsensor, der PuO₂ auf der Grundlage von Lumineszenzlöschprinzipien schätzt. Darüber hinaus misst das Gerät den Harnfluss und die Temperatur, wobei letztere um Störeffekte von Temperaturänderungen auszugleichen. Der Harnfluss wird gemessen, um die Auswirkungen des Sauerstoffeintritts in Zeiten mit niedrigem Urinfluss zu kompensieren. Dieser Artikel beschreibt ein Schweinemodell des hämorrhagischen Schocks, um den Zusammenhang zwischen nicht-invasivem PuO₂, renaler Hypoxie und der Entwicklung von akutem Nierenversagen zu untersuchen. Ein zentrales Element des Modells ist die ultraschallgesteuerte chirurgische Platzierung einer Sauerstoffsonde im Nierenmark, die auf einer unummantelten optischen Mikrofaser basiert. _PuO2 wird auch in der Blase gemessen und mit der Niere und nicht-invasiven_{PuO2-Messungen} verglichen. Dieses Modell kann verwendet werden, um PuO 2 als frühen Marker für AKI zu testen und PuO₂ als wiederbelebungsfähigen Endpunkt nach Blutungen zu bewerten, der eher auf eine endorganische als auf eine systemische Sauerstoffversorgung hinweist.

Einleitung

Akutes Nierenversagen (AKI) betrifft bis zu 50 % der Patienten mit Traumata, die auf die Intensivstation¹ eingeliefert werden. Patienten, die eine akute Niereninsuffizienz entwickeln, haben tendenziell eine längere Aufenthaltsdauer im Krankenhaus und auf der Intensivstation und ein dreimal höheres Mortalitätsrisiko ^2,3,4. Derzeit wird AKI am häufigsten durch die KDIGO-Richtlinien (Kidney Disease Improving Global Outcomes) definiert, die auf Veränderungen der Serumkreatininkonzentration gegenüber dem Ausgangswert oder Perioden verlängerter Oligurie basieren⁵. Bei den meisten Patienten mit Trauma sind keine Daten zur Kreatininkonzentration verfügbar, und Schätzgleichungen sind unzuverlässig und wurden bei Patienten mit Trauma nicht validiert⁶. Darüber hinaus darf sich die Kreatininkonzentration im Serum frühestens 24 Stunden nach der Verletzung ändern, was eine frühzeitige Erkennung und Intervention ausschließt⁷. Während Untersuchungen darauf hindeuten, dass die Urinausscheidung ein früherer Indikator für AKI ist als die Kreatininkonzentration im Serum, verlangen die KDIGO-Kriterien eine mindestens 6-stündige Oligurie, was Interventionen zur Verletzungsprävention ausschließt⁸. Der optimale Schwellenwert für die stündliche Urinausscheidung und die geeignete Dauer der Oligurie zur Definition von AKI werden ebenfalls diskutiert, was ihre Wirksamkeit als Frühmarker der Krankheit einschränkt ^9,10. Daher sind die derzeitigen diagnostischen Maßnahmen für AKI in Traumasituationen nicht nützlich, führen zu einer verzögerten Diagnose von AKI und liefern keine Echtzeitinformationen über den Risikostatus eines Patienten für die Entwicklung eines AKI.

Während die Entwicklung einer akuten Niereninsuffizienz in einer traumatischen Umgebung komplex ist und wahrscheinlich mit mehreren Ursachen verbunden ist, wie z. B. einer schlechten Nierendurchblutung aufgrund einer Hypovolämie, einer verminderten Nierendurchblutung aufgrund einer Vasokonstriktion, einer traumabedingten Entzündung oder einer Ischämie-Reperfusionsverletzung, ist die renale Hypoxie ein häufiger Faktor bei den meisten Formen der akuten Niereninsuffizienz^11,12. Insbesondere die Medullaregion der Niere ist aufgrund der reduzierten Sauerstoffzufuhr und der hohen Stoffwechselaktivität im Zusammenhang mit der Natriumresorption sehr anfällig für ein Ungleichgewicht zwischen Sauerstoffbedarf und -versorgung. Wenn es also möglich wäre, die Oxygenierung des Nierenmarks zu messen, könnte es möglich sein, den Risikostatus eines Patienten für die Entwicklung einer akuten Niereninsuffizienz zu überwachen. Obwohl dies klinisch nicht durchführbar ist, korreliert der Sauerstoffpartialdruck im Urin (PuO₂) am Ausgang der Niere stark mit der Sauerstoffversorgung des Markgewebes^13,14. Andere Studien haben gezeigt, dass es möglich ist, das PuO2 in der Blase zu messen und dass es sich als Reaktion auf Reize verändert, die den_PuO2-Spiegel des Marksauffs_{und des} Nierenbeckens verändern, wie z. B. eine Abnahme des Nierenblutflusses^15,16,17. Diese Studien deuten darauf hin, dass PuO₂ auf eine Endorganperfusion hinweisen könnte und für die Überwachung der Auswirkungen von Interventionen in Traumasituationen auf die Nierenfunktion nützlich sein könnte.

Um PuO 2 nicht-invasiv zu überwachen, wurde ein nicht-invasiver PuO_2-Monitor entwickelt, der einfach an das Ende eines Blasenkatheters außerhalb des Körpers angeschlossen werden kann. Der nichtinvasive PuO_2-Monitor besteht aus drei Hauptkomponenten: einem Temperatursensor, einem lumineszenzlöschenden Sauerstoffsensor und einem thermisch basierten Durchflusssensor. Da jede Lambdasonde optisch basiert und sich auf die Stern-Volmer-Beziehung stützt, um die Beziehung zwischen Lumineszenz und Sauerstoffkonzentration zu quantifizieren, ist ein Temperatursensor erforderlich, um mögliche Störeffekte von Temperaturänderungen auszugleichen. Der Durchflusssensor ist wichtig, um die Urinausscheidung zu quantifizieren und die Richtung und Größe des Urinflusses zu bestimmen. Alle drei Komponenten sind durch eine Kombination aus männlichen, weiblichen und T-förmigen Luer-Lock-Anschlüssen und flexiblen Polyvinylchlorid (PVC)-Schläuchen verbunden. Das Ende mit dem konischen Konnektor wird mit dem Auslass des Blasenkatheters verbunden, und das Ende mit dem Schlauch über dem konischen Konnektor verbindet Schieber über den Konnektor am Urinsammelbeutel.

Trotz der Messung distal zur Blase zeigte eine kürzlich durchgeführte Studie, dass ein niedriger PuO2-Wert im Urin während einer Herzoperation mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von AKI^{verbunden ist 18,19}. In ähnlicher Weise konzentrieren sich aktuelle Tiermodelle in erster Linie auf die Früherkennung von akutem Nierenversagen während Herzoperationen und Sepsis 14,20,21,22. Daher bleiben Fragen über den Einsatz dieses neuartigen Geräts in Traumasituationen offen. Ziel dieser Forschung ist es, PuO₂ als frühen Marker für AKI zu etablieren und seine Verwendung als reanimationsfähigen Endpunkt bei Patienten mit Trauma zu untersuchen. Dieses Manuskript beschreibt ein Schweinemodell des hämorrhagischen Schocks, das die Platzierung des nicht-invasiven PuO2-Monitors, eines Blasen-PuO2-Sensors und eines Gewebesauerstoffsensors im Nierenmark umfasst. Die Daten des nicht-invasiven Monitors werden mit Blasen-PuO2- und invasiven Gewebesauerstoffmessungen verglichen. Der nicht-invasive Monitor enthält auch einen Durchflusssensor, der nützlich sein wird, um die Beziehung zwischen der Urinflussrate und dem Sauerstoffeintritt zu verstehen, was die Fähigkeit verringert, aus nicht-invasivem PuO₂ auf die Sauerstoffversorgung des Nierenmarkgewebes zu schließen, wenn der Urin die Harnwege durchquert. Zusätzlich werden die Daten der drei Sauerstoffsensoren mit systemischen Vitalparametern, wie z.B. dem mittleren arteriellen Druck, verglichen. Die zentrale Hypothese ist, dass nicht-invasive PuO2-Daten stark mit dem invasiven medullären Sauerstoffgehalt korrelieren und eine medulläre Hypoxie während der Reanimation widerspiegeln. Die nichtinvasive_{PuO-2-Überwachung} hat das Potenzial, traumabedingte Ergebnisse zu verbessern, indem sie AKI früher erkennt und als neuartiger Wiederbelebungsendpunkt nach Blutungen dient, der eher auf eine endorganbedingte als auf eine systemische Sauerstoffversorgung hinweist.

Protokoll

Das Institutional Animal Care and Use Committee der University of Utah genehmigte alle hier beschriebenen Versuchsprotokolle. Vor dem Experiment wurden insgesamt 12 kastrierte männliche oder nicht trächtige weibliche Yorkshire-Schweine mit einem Gewicht von 50-75 kg und einem Alter von 6-8 Monaten mindestens 7 Tage lang in ihren Gehegen akklimatisiert. Während dieser Zeit erfolgt die gesamte Betreuung durch einen Tierarzt und in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren und den Vorschriften und Standards des Tierschutzgesetzes. Die Tiere werden vor der Einleitung der Narkose über Nacht gefastet, haben aber freien Zugang zu Wasser.

1. Sensor-Baugruppe

1. Schneiden Sie ein 6 cm langes Stück 3/8 Zoll Schlauch aus thermoplastischem Elastomer (TPE), 25 mm Stücke 1/8 Zoll und 3/16 Zoll PVC-Schlauch und 31 mm Stücke 1/8 Zoll und 3/16 Zoll PVC-Schlauch.
2. Bohren Sie ein Loch in die Oberseite der nicht belüfteten Kappe, damit es in die freiliegende Spitze des Temperaturfühlers passt. Beginnen Sie mit einem 3/32-Zoll-Bohrer und verwenden Sie dann einen 1/8-Zoll-Bohrer.
3. Verwenden Sie einen 5/32-Zoll-Bohrer, um den oberen Teil des T-Verbinders so aufzubohren, dass er in die Lambdasonde passt.
4. Schieben Sie das kürzere Stück des 1/8-Zoll-PVC-Schlauchs über die Einlassseite des Durchflusssensors. Schieben Sie das längere 1/8-Zoll-Stück PVC-Schlauch über die Auslassseite (wie durch den Pfeil auf dem Durchflusssensor selbst gekennzeichnet) des Durchflusssensors. Schieben Sie die kürzeren und längeren 3/16-Zoll-PVC-Schläuche über die entsprechenden Längen des 1/8-Zoll-PVC-Schlauchs. Stecken Sie das mit Widerhaken versehene Ende des männlichen Luer-Lock-Anschlusses in das offene Ende des 1/8-Zoll-PVC-Schlauchs.
   Anmerkungen: Verwenden Sie bei Bedarf eine Heißluftpistole, um den Schlauch zu erhitzen, bevor Sie über Stachelverschraubungen gleiten. Es ist auch möglich, Isopropylalkohol zu verwenden, um das Stachel-/Schneidende zu schmieren, um das Gleiten des Schlauches über den Stachel-/Schneidverbinder zu erleichtern.
5. Mischen Sie den biokompatiblen Kleber.
6. Legen Sie die Spitze des Temperaturfühlers frei, indem Sie alle Schutzhüllen oder -schläuche entfernen. Füllen Sie die Innenseite des Schlauchs des Thermistors mit biokompatiblem Kleber, aber decken Sie die freiliegende Spitze nicht ab.
7. Montieren Sie die Teile wie in Abbildung 1 gezeigt. Verwenden Sie den Kleber, um jede Luer-Lock-Verbindung zu sichern, wenn Sie den Thermistor in die nicht belüftete Kappe einsetzen und bevor Sie den 3/8-Zoll-TPE-Schlauch über das Stachelende schieben.
8. Stellen Sie vor der Sterilisation sicher, dass die blaue Kappe des Sauerstoffsticks nicht zu fest verdreht ist, da sie sich sonst nach der Sterilisation nur schwer lösen lässt.
   HINWEIS: Ein Bild eines zusammengebauten Geräts ist in Abbildung 1 als Referenz dargestellt. Für dieses Experiment wurde das Glasfaserkabel mit einem elektrooptischen Modul verbunden, das Software enthält, die für die Arbeit mit den spezifischen Sauerstoffsensoren im Gerät entwickelt wurde. Jeder auf Lumineszenzlöschung basierende Lambdasonden und kompatibles Datenerfassungsgerät funktioniert. Darüber hinaus wurden ein kundenspezifisches Modul und eine Leiterplatte entwickelt, um den Durchflusssensor und den Temperaturfühler zu verbinden. Es wurde eine spezielle Software verwendet, um Daten in Echtzeit zu sammeln und anzuzeigen.

2. Experimentelles Verfahren

1. Einleitung der Anästhesie und Überwachung.
   1. Sedieren Sie das Tier mit einer kombinierten intramuskulären Injektion von Ketamin (2,2 mg/kg) und Xylazin (2,2 mg/kg) und Telazol (4,4 mg/kg).
   2. Legen Sie je nach Größe des Tieres mit Hilfe eines Laryngoskops einen Endotrachealtubus in geeigneter Größe (höchstwahrscheinlich zwischen 7 mm und 8 mm) mit Manschette.
   3. Tragen Sie Augengleitmittel auf beide Augen auf.
   4. Nach der Induktion wird das Tier unter Aufrechterhaltung der Anästhesie mit 1,5%-3,0% gasförmigem Isofluran, das mit Sauerstoff gemischt ist, mechanisch beatmet. Stellen Sie den Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs zwischen 40 % und 100 % ein, den positiven endexspiratorischen Druck auf 4 cm_H2O, das Tidalvolumen auf 6-8 ml/kg und passen Sie die Atemfrequenz und das Tidalvolumen an, um den CO₂ am Ende der Tide von 35-45 mmHg aufrechtzuerhalten.
   5. Überwachen und bestätigen Sie die richtige Narkosetiefe, indem Sie den Kiefertonus, den Lidreflex etwa alle 15 Minuten und das Fehlen spontaner Bewegungen während des gesamten Experiments beurteilen. Überwachen Sie außerdem klinische Parameter der Gewebeperfusion (Schleimhautfarbe, Kapillarauffüllzeit, Herzfrequenz), Pulsoximetrie, CO₂ -Endzeit, Körperkerntemperatur und Elektrokardiogramm.
   6. Positionieren Sie das Tier in Rückenlage auf einer wärmenden Decke und befestigen Sie jedes Bein am Tisch.
   7. Bei dem Protokoll handelt es sich um ein Nicht-Überlebensverfahren mit Euthanasie des Tieres am Ende des Versuchs, wie in Abschnitt 5 beschrieben.
2. Bereiten Sie das Tier auf das Experiment vor.
   1. Bereiten Sie alle Einstichstellen vor (die in den Schritten 2.2.3-2.2.7 aufgeführt sind), indem Sie die Haut mit drei abwechselnden Peelings aus Chlorhexidin gefolgt von Alkohol schrubben. Tragen Sie nach dem dritten Peeling Chlorhexidin auf und lassen Sie es vollständig trocknen, dann decken Sie die Operationsstelle steril ab.
   2. Lokales Infiltrieren aller Einstich- und Inzisionsstellen mit 2% Lidocain zur lokalen Schmerzlinderung.
   3. Unter Ultraschallkontrolle und Seldinger-Technik wird ein 9-Fr-Katheter in die rechte äußere Halsvene für die Medikamenteninfusion und die zentrale Venendrucküberwachung und einen 7-Fr-Katheter in die rechte Oberschenkelvene zur Wiederbelebung gelegt.
   4. Legen Sie unter Ultraschallkontrolle eine 7 Fr lange Schleuse in die rechte Armarterie.
   5. Legen Sie unter Ultraschallkontrolle eine 7 Fr lange Schleuse in die rechte Oberschenkelarterie.
   6. Unter Ultraschallkontrolle wird eine 7 Fr lange Schleuse in die linke Oberschenkelarterie gelegt.
   7. Unter Ultraschallkontrolle wird eine 5 Fr lange Schleuse in die rechte oder linke Halsschlagader gelegt.
   8. Überwachen Sie den Druck distal des reanimationsfähigen endovaskulären Verschlusses der Aorta (REBOA) über die linke Oberschenkelarterie.
      1. Schließen Sie einen Einweg-Druckaufnehmer an den arteriellen Katheter an, der sich distal des REBOA-Ballons befindet.
   9. Überwachen Sie den Druck proximal zum Ballon des REBOA-Katheters über die Scheide der Halsschlagader.
      1. Schließen Sie einen Einweg-Druckaufnehmer an den arteriellen Katheter an, der sich proximal des REBOA-Ballons befindet.
   10. Führen Sie eine Laparotomie in der Mittellinie durch, indem Sie einen Schnitt entlang der Mittellinie des Bauches machen, beginnend am unteren Teil des Brustbeins und endend am Schambein.
   11. Identifizieren Sie bei geöffnetem Bauch die Blase und führen Sie eine Zystotomie durch oder machen Sie einen kleinen Schnitt, um die Spitze eines 20-Fr-Blasenkatheters in die Blase einzuführen. Verschließen Sie die Zystotomie mit angelegtem Blasenkatheter mit einer Beutelfadennaht. Nachdem der Katheter angebracht ist, befestigen Sie ihn mit Nähten an der Haut.
   12. Führen Sie vor dem Anschließen des Katheterausgangs an den Harnauffangbeutel das kegelförmige Ende des nichtinvasiven PuO_2-Monitors in den Katheterausgang ein.
   13. Legen Sie den offenen Schlauch am Ende des neuartigen PuO_2-Monitors über den kegelförmigen Anschluss des Schlauchs, der mit dem Urinauffangbeutel verbunden ist.
   14. Entfernen Sie die Milz, um eine blutungsbedingte Autotransfusion zu vermeiden.
       1. Finde die Milz. Identifizieren Sie den Milzhilus oder die Stelle, an der die Milzarterie und -vene in die Milz eintreten. Klemmen und durchtrennen Sie jedes Gefäß.
       2. Nach der Durchtrennung wird jedes Gefäß mit modifizierten Miller-Knoten und 2-0-Nähten ligiert.
3. Platzieren Sie das Gerät, um den_PuO2-Wert der Blase und die Sauerstoffversorgung des Gewebes zu messen.
   1. Messen Sie PuO₂ am Ausgang der Blase.
      1. Identifiziere den Ballon auf dem Katheter. Machen Sie direkt unter dem Ballon einen Schnitt entlang der Längsachse des Katheters und achten Sie darauf, dass Sie das Lumen, das mit dem Ballon verbunden ist, nicht durchschneiden.
      2. Führen Sie nach dem Einschnitt einen T-Verbinder, der das Sensormaterial enthält, in den Einschnitt ein.
      3. Verwenden Sie Gewebekleber, um den T-Verbinder zu befestigen.
      4. Verbinden Sie das Glasfaserkabel vom Blasendatenerfassungsgerät mit dem Stecker, der das Sensormaterial enthält.
      5. Erstellen Sie eine neue Datei auf dem Datenerfassungsgerät, und beachten Sie den Zeitunterschied zwischen dem eigenständigen Erfassungsgerät und anderen Geräten, die im Experiment verwendet werden.
         1. Für das in dieser Studie verwendete Datenerfassungsgerät: Drücken Sie den Zurück-Pfeil, um zum Hauptmenü zu gelangen.
         2. Gehen Sie zu den Messeinstellungen und klicken Sie auf OK. Verwenden Sie die Pfeile, um das Feld des Messbrowsers zu markieren, und drücken Sie OK.
         3. Drücken Sie den Pfeil nach rechts, um eine neue Datei zu erstellen. Geben Sie den Namen der neuen Datei ein und wählen Sie Fertig aus.
         4. Markieren Sie den neuen Dateinamen, und wählen Sie OK aus. Navigieren Sie zum Messbildschirm und klicken Sie auf OK , um die Aufnahme zu starten.
   2. Messen Sie die Sauerstoffversorgung des medullären Nierengewebes.
      1. Bestimmen Sie die Position der Niere im Inneren.
      2. Bewegen Sie den Darm so, dass Sie eine klare Linie und Zugang zur gesamten Niere haben.
      3. Führen Sie den Sensor in einen 2-Zoll-Katheter mit 18 Gauge ein. Stellen Sie den Luer-Lock-Anschluss am Sensor so ein, dass die Spitze des Sensors freiliegt. Entfernen Sie den Katheter und legen Sie ihn über eine 18-Gauge-Nadel.
      4. Legen Sie die 18-Gauge-Nadel und die 2-Zoll-Kanüle unter Ultraschallkontrolle in das Nierenmark.
      5. Entfernen Sie die Nadel und halten Sie den Katheter an Ort und Stelle. Führen Sie den Gewebesensor durch den Katheter und verwenden Sie den Luer-Lock, um den Sensor mit dem Katheter zu verbinden.
      6. Verwenden Sie Gewebekleber, um den Katheter zu fixieren.
      7. Schließen Sie den Gewebesensor an die Datenerfassungsbox an.
      8. Warten Sie 10 Minuten, bevor Sie mit dem Versuchsprotokoll beginnen, nachdem Sie das Gerät und das Tier vorbereitet haben. Dies wird als Basiszeitraum betrachtet.
4. Experimentelles Protokoll
   1. Stellen Sie vor Beginn des Versuchsverfahrens sicher, dass der mittlere arterielle Druck (MAP) ≥65 mmHg beträgt. Wenn der MAP-Wert unter dem Schwellenwert liegt, verabreichen Sie bis zu zwei Boli mit 5 ml/kg isotonischer Kristalloidlösung. Wenn der MAP-Wert unter 65 mmHg bleibt, Noradrenalin (0,02 μg/kg/min) infundieren, bis der Ziel-MAP erreicht ist.
   2. Hämorrhagischen Schock induzieren.
      1. 25 % (geschätzt 60 ml/kg) des geschätzten Blutvolumens des Tieres werden über einen Zeitraum von 30 Minuten durch die Scheide der rechten Armarterie in leicht gerührte Citrat-Blutentnahmebeutel entnehmen. Markieren Sie den Beginn der Blutentnahme mit t = 0 min.
      2. Lagern Sie das entnommene Blut in einem warmen Wasserbad bei 37 °C.
      3. Führen Sie dann eine Randomisierung durch, um die Tiere entweder der REBOA-Gruppe mit Vollblut oder der REBOA-Gruppe mit Kristalloiden zuzuordnen (n = 6 für jede Gruppe).
   3. Platzieren Sie den REBOA-Katheter.
      1. Führen Sie einen 7 Fr REBOA-Katheter in die rechte Oberschenkelarterienscheide ein. Platzieren Sie den Ballon des Katheters unmittelbar über der Membran und bestätigen Sie die Lage mit einer Durchleuchtung.
      2. Bei t = 30 min den REBOA-Ballon aufblasen und die Aorta für 45 min vollständig verschließen.
   4. Leiten Sie die Wiederbelebung ein und führen Sie eine Intensivpflege durch.
      1. Bei t = 70 min transfundieren Sie jedes Tier über 15 min mit seinem vergossenen Blut.
      2. Infundieren Sie intravenöses Kalzium über einen Zeitraum von 10 Minuten, um eine Citrat-induzierte Hypokalzämie zu verhindern.
      3. Bei t = 75 min den REBOA-Ballon über 10 min entleeren.
      4. Bis t = 360 min wird das Tier mit Flüssigkeit und Noradrenalin wiederbelebt, um einen MAP-Wert > 65 mmHg aufrechtzuerhalten.
5. Ende des Experiments und der Euthanasie
   1. Sammeln Sie alle verbleibenden Blut- oder Urinproben.
   2. Einschläfern Sie das Tier ein, indem Sie eine Kombination aus Pentobarbital-Natrium (390 mg) und Phenytoin-Natrium (50 mg) (1 ml/10 lbs) injizieren.

3. Datenverarbeitung

1. Synchronisieren Sie alle Datendateien mit der Zeit.
   1. Richten Sie basierend auf den Zeiten, die auf den einzelnen Geräten relativ zueinander notiert wurden, und dem Beginn des Experiments alle Datendateien so aus, dass t = 0 den Beginn des Experiments angibt.
2. Entfernen Sie alle Datenpunkte, die mit Fehler-Flags verknüpft sind, vom Durchflusssensor.
   HINWEIS: Die Fehlertypen sind "High Flow Rate" und "Air-in-Line". Der Fehler "Hohe Durchflussrate" gibt an, dass die Durchflussrate die Ausgangsgrenze des Sensors überschritten hat. Das Air-in-Line-Fehlerflag wird ausgelöst, wenn der Sensor Luft im Strömungskanal erkennt.
3. Verwerfen Sie die Daten, die dem negativen Fluss zugeordnet sind.
   1. Sobald der Durchfluss negativ wird, verfolgen Sie das Volumen, das am Sensor vorbeifließt, in Rückwärtsrichtung.
   2. Nachdem der Blutfluss positiv geworden ist, verfolgen Sie das Volumen und vergleichen Sie es mit dem Volumen des negativen Flusses, um nur Messungen von kürzlich entleertem Urin einzubeziehen.

Ergebnisse

Abbildung 1 zeigt ein Bild des in diesem Manuskript beschriebenen nicht-invasiven PuO_2-Monitors . Abbildung 2 zeigt ein Diagramm von MAP- und nicht-invasiven_{PuO2-Messungen} bei einem einzelnen Probanden während eines Experiments, das dem beschriebenen Schweineblutungsmodell ähnelt. Zu Beginn des Experiments, als die Blutung eingeleitet wurde, kam es zu einem Abfall von MAP und PuO₂. Nach dem anfänglichen Rückgang von PuO_2...

Diskussion

AKI ist eine häufige Komplikation bei Patienten mit Traumata, und derzeit gibt es keinen validierten Monitor am Krankenbett für die Sauerstoffversorgung des Nierengewebes, der eine frühere Erkennung von AKI ermöglichen und mögliche Interventionen leiten könnte. Dieses Manuskript beschreibt die Verwendung und Instrumentierung eines porcinen hämorrhagischen Schockmodells zur Etablierung von nicht-invasivem PuO₂ als Frühindikator für AKI und als neuartigen Reanimationsendpunkt in Traumasituationen.

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Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1/8" PVC tubing	Qosina	SKU: T4307	Part of noninvasive PuO2 monitor
3/16" PVC tubing	Qosina	SKU: T4310	Part of noninvasive PuO2 monitor
3/8" TPE tubing	Qosina	SKU: T2204	Part of noninvasive PuO2 monitor
3/32" (1), 1/8" (1), 5/32" (1) drill bit	Dewalt	N/A	For building noninvasive PuO2 monitor
Biocompatible Glue	Masterbond	EP30MED	Part of noninvasive PuO2 monitor
Bladder PuO2 sensor	Presens	DP-PSt3	Oxygen dipping probe
Bladder oxygen measurement device	Presens	Fibox 4	Stand-alone fiber optic oxygen meter
Chlorhexidine 4% scrub	Vetone	N/A	For scrubbing insertion or puncture sites
Conical connector with female luer lock	Qosina	SKU: 51500	Part of noninvasive PuO2 monitor
Cuffed endotracheal tube	Vetone	600508	For sedating the subject and providing respiratory support
Euthanasia solution (pentobarbital sodium|pheyntoin sodium)	Vetone	11168	For euthanasia after completion of experiment
General purpose temperature probe, 400 series thermistor	Novamed	10-1610-040	Part of noninvasive PuO2 monitor
HotDog veterinary warming system	HotDog	V106	For controlling subject temperature during experiment
Invasive tissue oxygen measurement device	Optronix	N/A	OxyLite™ oxygen monitors
Invasive tissue oxygen sensor	Optronix	NX-BF/OT/E	Oxygen/Temperature bare-fibre sensor
Isoflurane	Vetone	501017	To maintain sedation throughout the experiment
Isotonic crystalloid solution	HenrySchein	1537930 or 1534612	Used during resuscitation in the critical care period
Liquid flow sensor	Sensirion	LD20-2600B	Part of noninvasive PuO2 monitor
Male luer lock to barb connector	Qosina	SKU: 11549	Part of noninvasive PuO2 monitor
Male to male luer connector	Qosina	SKU: 20024	Part of noninvasive PuO2 monitor
Norepinephrine	HenrySchein	AIN00610	Infusion during resuscitation
Noninvasive oxygen measurement device	Presens	EOM-O2-mini	Electro optical module transmitter for contactless oxygen measurements
Non-vented male luer lock cap	Qosina	SKU: 65418	Part of noninvasive PuO2 monitor
O2 sensor stick	Presens	SST-PSt3-YOP	Part of noninvasive PuO2 monitor
PowerLab data acquisition platform	AD Instruments	N/A	For data collection
REBOA catheter	Certus Critical Care	N/A	Used in experimental protocol
Super Sheath arterial catheters (5 Fr, 7 Fr, 9 Fr)	Boston Scientific	C1894	for intravascular access
Suture	Ethicon	C013D	For securing catheter to skin and closing incisions
T connector, all female luer locks	Qosina	SKU: 88214	Part of noninvasive PuO2 monitor