Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Здесь представлен протокол для измерения оксигенации почек в мозговом веществе и неинвазивного парциального давления кислорода в моче в модели свиней с геморрагическим шоком для установления парциального давления кислорода в моче в качестве раннего индикатора острого повреждения почек (ОПП) и новой реанимационной конечной точки.
У 50% пациентов с травмой развивается острое повреждение почек (ОПП), отчасти из-за плохой почечной перфузии после тяжелой кровопотери. В настоящее время ОПП диагностируется на основании изменения концентрации креатинина в сыворотке крови по сравнению с исходным уровнем или длительных периодов снижения диуреза. К сожалению, исходные данные о концентрации креатинина в сыворотке крови недоступны у большинства пациентов с травмой, а современные методы оценки неточны. Кроме того, концентрация креатинина в сыворотке крови может не изменяться до 24-48 ч после травмы. Наконец, олигурия должна сохраняться в течение как минимум 6 часов для диагностики ОПП, что делает ее непрактичной для ранней диагностики. Доступные сегодня подходы к диагностике ОПП бесполезны для прогнозирования риска во время реанимации пациентов с травмой. Исследования показывают, что парциальное давление кислорода в моче (PuO2) может быть полезно для оценки почечной гипоксии. Монитор, соединяющий мочевой катетер и мешок для сбора мочи, был разработан для неинвазивного измеренияPuO2. Устройство включает в себя оптический датчик кислорода, который оцениваетPuO2 на основе принципов гашения люминесценции. Кроме того, прибор измеряет поток мочи и температуру, причем последняя корректируется с учетом смешанных эффектов изменений температуры. Мочевой поток измеряется для компенсации эффектов проникновения кислорода в периоды низкого потока мочи. В данной статье описывается свиная модель геморрагического шока для изучения взаимосвязи между неинвазивнымPuO2, почковой гипоксией и развитием ОПП. Ключевым элементом модели является хирургическое размещение в мозговом веществе почки под контролем ультразвука кислородного зонда, который основан на непокрытом оптическом микроволокне. PuO2 также будет измеряться в мочевом пузыре и сравниваться с почечными и неинвазивными измерениямиPuO2. Эта модель может быть использована для тестирования PuO 2 в качестве раннего маркера ОПП и оценки PuO2 как реанимационной конечной точки после кровоизлияния, которая указывает на орган-мишень, а не на системную оксигенацию.
Острым повреждением почек (ОПП) страдают до 50% пациентов с травмой, поступающих в отделение интенсивной терапии1. Пациенты, у которых развивается ОПП, как правило, имеют более длительную продолжительность пребывания в больнице и отделении интенсивной терапии и в три раза больший риск смертности 2,3,4. В настоящее время ОПП чаще всего определяется рекомендациями по улучшению глобальных исходов заболеваний почек (KDIGO), которые основаны на изменениях концентрации креатинина в сыворотке крови по сравнению с исходным уровнем или периодами длительной олигурии5. Исходные данные о концентрации креатинина недоступны у большинства пациентов с травмой, а уравнения оценки ненадежны и не были подтверждены у пациентов с травмой6. Кроме того, концентрация креатинина в сыворотке крови может не изменяться по крайней мере через 24 часа после травмы, что исключает раннее выявление и вмешательство7. Хотя исследования показывают, что диурез является более ранним показателем ОПП, чем концентрация креатинина в сыворотке, критерии KDIGO требуют как минимум 6 часов олигурии, что исключает вмешательства, направленные на профилактику травм8. Также обсуждается оптимальный почасовой порог диуреза и соответствующая продолжительность олигурии для определения ОПП, что ограничивает его эффективность в качестве раннего маркера заболевания 9,10. Таким образом, современные диагностические меры для ОПП бесполезны в условиях травматологии, приводят к отсроченной диагностике ОПП и не предоставляют информацию в режиме реального времени о статусе риска развития ОПП у пациента.
В то время как развитие ОПП в условиях травмы является сложным и, вероятно, связано с несколькими причинами, такими как плохая почечная перфузия из-за гиповолемии, снижение почечного кровотока из-за вазоконстрикции, воспаление, связанное с травмой, или ишемия-реперфузионное повреждение, почечная гипоксия является распространенным фактором среди большинства форм ОПП11,12. В частности, область мозгового вещества почки очень подвержена дисбалансу между потребностью и предложением кислорода в условиях травмы из-за снижения доставки кислорода и высокой метаболической активности, связанной с реабсорбцией натрия. Таким образом, если бы можно было измерить оксигенацию мозгового вещества в почках, можно было бы контролировать состояние риска развития ОПП у пациента. Хотя это клинически неосуществимо, парциальное давление кислорода в моче (PuO2) на выходе из почки сильно коррелирует с оксигенацией медуллярной ткани13,14. Другие исследования показали, что можно измерить PuO 2 в мочевом пузыре и что он изменяется в ответ на стимулы, которые изменяют уровни медуллярного кислорода и PuO2 в почечной лоханке, такие как снижение почечного кровотока15,16,17. Эти исследования показывают, чтоPuO2 может указывать на перфузию органов-мишеней и может быть полезен для мониторинга влияния вмешательств в травматологических условиях на функцию почек.
Для неинвазивного мониторинга PuO2 был разработан неинвазивный монитор PuO2 , который может легко подключаться к концу мочевого катетера вне тела. Неинвазивный монитор PuO2 состоит из трех основных компонентов: датчика температуры, датчика люминесцентного гашения кислорода и датчика потока на тепловой основе. Поскольку каждый датчик кислорода имеет оптическую основу и опирается на соотношения Штерна-Фольмера для количественной оценки взаимосвязи между люминесценцией и концентрацией кислорода, датчик температуры необходим для компенсации любых потенциальных смешанных эффектов изменений температуры. Датчик потока важен для количественной оценки диуреза и определения направления и величины потока мочи. Все три компонента соединены комбинацией штекерных, гнездовых и Т-образных соединителей замка Луера и гибких трубок из поливинилхлорида (ПВХ). Конец с коническим соединителем соединяется с выходным отверстием мочевого катетера, а конец с трубкой над коническим соединителем соединяет направляющие через разъем на мешке для сбора мочи.
Несмотря на измерение дистально по отношению к мочевому пузырю, недавнее исследование показало, что низкий уровеньPuO2 в моче во время операции на сердце связан с повышенным риском развития ОПП18,19. Точно так же современные модели на животных в первую очередь сосредоточены на раннем выявлении ОПП во время кардиохирургии и сепсиса 14,20,21,22. Таким образом, остаются вопросы об использовании этого нового устройства в условиях травмы. Целью данного исследования является установлениеPuO2 в качестве раннего маркера ОПП и изучение его использования в качестве реанимационной конечной точки у пациентов с травмой. В этой рукописи описывается свиная модель геморрагического шока, которая включает размещение неинвазивного монитораPuO2, датчика PuO2 мочевого пузыря и тканевого датчика кислорода в мозговом веществе почки. Данные неинвазивного монитора будут сравниваться с измерениямиPuO2 мочевого пузыря и инвазивного кислорода в тканях. Неинвазивный монитор также включает в себя датчик потока, который будет полезен для понимания взаимосвязи между скоростью потока мочи и проникновением кислорода, что снижает способность делать выводы о насыщении кислородом медуллярной ткани почек из неинвазивного PuO2 при прохождении мочи через мочевыводящие пути. Кроме того, данные с трех датчиков кислорода будут сравниваться с системными показателями жизнедеятельности, такими как среднее артериальное давление. Основная гипотеза заключается в том, что неинвазивные данные PuO2 будут сильно коррелировать с инвазивным медуллярным содержанием кислорода и будут отражать медуллярную гипоксию во время реанимации. Неинвазивный мониторингPuO2 может улучшить исходы, связанные с травмой, за счет более раннего выявления ОПП и использования в качестве новой реанимационной конечной точки после кровоизлияния, которая свидетельствует о гениальном органе-мишени, а не о системной оксигенации.
Институциональный комитет по уходу за животными и их использованию Университета штата Юта одобрил все экспериментальные протоколы, описанные здесь. До эксперимента в общей сложности 12 кастрированных самцов или небеременных самок йоркширских свиней весом 50-75 кг и возрастом от 6 до 8 месяцев были акклиматизированы в своих вольерах не менее 7 дней. В течение этого периода всем уходом руководит ветеринар и в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных и Правилами и стандартами Закона о благополучии животных. Животных голодают в течение ночи перед введением анестезии, но им разрешается свободный доступ к воде.
1. Сборка датчика
2. Экспериментальная процедура
3. Обработка данных
На рисунке 1 показано изображение неинвазивного монитораPuO2 , описанного в этой рукописи. На рисунке 2 показан график измерений MAP и неинвазивногоPuO2 у одного субъекта во время эксперимента, аналогичного описанной модели кровотечения в свиньи. ...
ОПП является распространенным осложнением у пациентов с травмой, и в настоящее время не существует утвержденного прикроватного монитора для оксигенации почечной ткани, который мог бы позволить раньше выявлять ОПП и направлять потенциальные вмешательства. В этой рукописи описывается...
Н. Сильвертон, К. Кук и Л. Лофгрен являются изобретателями патента и патентной заявки, связанной с неинвазивным монитором, используемым в этом исследовании. Этот прототип находится в стадии разработки для коммерческого рассмотрения Н. Сильвертоном и К. Куком, но до сих пор никакой коммерческой деятельности не происходило. Другие авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов. Интерпретация и представление этих данных являются обязанностью только авторов.
Работа в рамках этого гранта финансируется Институтом клинических и трансляционных наук Университета штата Юта в рамках Пилотной программы трансляционных и клинических исследований и Управления Министерства обороны по программам медицинских исследований, направляемых Конгрессом (PR192745).
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены