Name: measurement of tissue oxygenation using near-infrared spectroscopy in patients undergoing hemodialysis
Uploaded: 2020-10-02T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis at JoVE.com

Благодарим диализные сотрудники и сотрудников отделения нефрологии в медицинском центре Сайтама Медицинского университета Джичи. Мы хотели бы поблагодарить Editage (www.editage.com) за редактирование на английском языке.

Все участники предоставили письменное информированное согласие. Исследование было одобрено Институциональным наблюдательным советом Медицинского центра Сайтама Медицинского университета Дзити, Япония (RIN 15–104).
1. Устройство для мониторинга рСО2
<ol><li>Подготовьт...

<ol>
	<li>Nishiyama, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+cerebral+oxygen+saturation+monitoring+for+predicting+interventional+outcomes+in+patients+following+out-of-hospital+cardiac+arrest+of+presumed+cardiac+cause:+A+prospective,+observational,+multicentre+study.">Regional cerebral oxygen saturation monitoring for predicting interventional outcomes in patients following out-of-hospital cardiac arrest of presumed cardiac cause: A prospective, observational, multicentre study.</a> Resuscitation. 96, 135-141 (2015).</li><li>Kobayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+associated+with+a+low+initial+cerebral+oxygen+saturation+value+in+patients+undergoing+cardiac+surgery.">Factors associated with a low initial cerebral oxygen saturation value in patients undergoing cardiac surgery.</a> Journal of Artificial Organs. 20 (2), 110-116 (2017).</li><li>Cruz, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+multimodal+computational+system+using+near-infrared+spectroscopy+predicts+the+need+for+ECMO+initiation+in+neonates+with+congenital+diaphragmatic+hernia.">A novel multimodal computational system using near-infrared spectroscopy predicts the need for ECMO initiation in neonates with congenital diaphragmatic hernia.</a> Journal of Pediatric Surgery. 53 (1), 152-158 (2018).</li><li>MacEwen, C., Sutherland, S., Daly, J., Pugh, C., Tarassenko, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+Hypotension+and+Cerebral+Ischemia+during+Hemodialysis.">Relationship between Hypotension and Cerebral Ischemia during Hemodialysis.</a> Journal of the American Socociety of Nephrology. 28 (8), 2511-2520 (2017).</li><li>Polinder-Bos, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+cerebral+oxygenation+and+cerebral+blood+flow+during+hemodialysis+-+A+simultaneous+near-infrared+spectroscopy+and+positron+emission+tomography+study.">Changes in cerebral oxygenation and cerebral blood flow during hemodialysis - A simultaneous near-infrared spectroscopy and positron emission tomography study.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metablism. 40 (2), 328-340 (2020).</li><li>Ookawara, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+tissue+oxygenation+and+changes+in+total+hemoglobin+signal+strength+in+the+brain,+liver,+and+lower-limb+muscle+during+hemodialysis.">Differences in tissue oxygenation and changes in total hemoglobin signal strength in the brain, liver, and lower-limb muscle during hemodialysis.</a> Journal of Artificial Organs. 21 (1), 86-93 (2018).</li><li>Malik, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+ischemia+worsens+during+hemodialysis+in+end-stage+renal+disease+patients.">Tissue ischemia worsens during hemodialysis in end-stage renal disease patients.</a> The Journal of Vascular Access. 18 (1), 47-51 (2017).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+oxygenation+improvement+is+associated+with+hemoglobin+increase+after+hemodialysis+initiation.">Cerebral oxygenation improvement is associated with hemoglobin increase after hemodialysis initiation.</a> TheInternational Journal of Artificial Organs. , (2020).</li><li>Valerianova, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+responsible+for+cerebral+hypoxia+in+hemodialysis+population.">Factors responsible for cerebral hypoxia in hemodialysis population.</a> Physiological Research. 68 (4), 651-658 (2019).</li><li>Ookawara, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associations+of+cerebral+oxygenation+with+hemoglobin+levels+evaluated+by+near-infrared+spectroscopy+in+hemodialysis+patients.">Associations of cerebral oxygenation with hemoglobin levels evaluated by near-infrared spectroscopy in hemodialysis patients.</a> PLoS One. 15 (8), 0236720 (2020).</li><li>Kovarova, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+Cerebral+Oxygenation+Is+Associated+with+Cognitive+Impairment+in+Chronic+Hemodialysis+Patients.">Low Cerebral Oxygenation Is Associated with Cognitive Impairment in Chronic Hemodialysis Patients.</a> Nephron. 139 (2), 113-119 (2018).</li><li>Miyazawa, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+cerebral+oxygenation+with+estimated+glomerular+filtration+rate+and+cognitive+function+in+chronic+kidney+disease+patients+without+dialysis+therapy.">Association of cerebral oxygenation with estimated glomerular filtration rate and cognitive function in chronic kidney disease patients without dialysis therapy.</a> PLoS One. 13 (6), 0199366 (2018).</li><li>Locatelli, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haemodialysis+with+on-line+monitoring+equipment:+tools+or+toys.">Haemodialysis with on-line monitoring equipment: tools or toys.</a> Nephrology Dialysis Transplantation. 20 (1), 22-33 (2005).</li><li>Cordtz, J., Olde, B., Solem, K., Ladefoged, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+venous+oxygen+saturation+and+thoracic+admittance+during+dialysis:+new+approaches+to+hemodynamic+monitoring.">Central venous oxygen saturation and thoracic admittance during dialysis: new approaches to hemodynamic monitoring.</a> Hemodialysis International. 12 (3), 369-377 (2008).</li><li>Kamijo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+monitoring+of+blood+pressure+by+analyzing+the+blood+flow+sound+of+arteriovenous+fistula+in+hemodialysis+patients.">Continuous monitoring of blood pressure by analyzing the blood flow sound of arteriovenous fistula in hemodialysis patients.</a> Clinical and Experimental Nephrology. 22 (3), 677-683 (2018).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+affecting+cerebral+oxygenation+in+hemodialysis+patients:+cerebral+oxygenation+associates+with+pH,+hemodialysis+duration,+serum+albumin+concentration,+and+diabetes+mellitus.">Factors affecting cerebral oxygenation in hemodialysis patients: cerebral oxygenation associates with pH, hemodialysis duration, serum albumin concentration, and diabetes mellitus.</a> PLoS One. 10 (2), 0117474 (2015).</li><li>Imai, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterioration+of+Hepatic+Oxygenation+Precedes+an+Onset+of+Intradialytic+Hypotension+with+Little+Change+in+Blood+Volume+during+Hemodialysis.">Deterioration of Hepatic Oxygenation Precedes an Onset of Intradialytic Hypotension with Little Change in Blood Volume during Hemodialysis.</a> Blood Purification. 45 (4), 345-346 (2018).</li><li>Cho, A. R., Kwon, J. Y., Kim, C., Hong, J. M., Kang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+sensor+location+on+regional+cerebral+oxygen+saturation+measured+by+INVOS+5100+in+on-pump+cardiac+surgery.">Effect of sensor location on regional cerebral oxygen saturation measured by INVOS 5100 in on-pump cardiac surgery.</a> Journal of Anesthesia. 31 (2), 178-184 (2017).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterioration+of+cerebral+oxygenation+by+aortic+arch+calcification+progression+in+patients+undergoing+hemodialysis:+A+cross-sectional+study.">Deterioration of cerebral oxygenation by aortic arch calcification progression in patients undergoing hemodialysis: A cross-sectional study.</a> BioMed Research International. , 2852514 (2017).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+transfusion+during+haemodialysis+improves+systemic+tissue+oxygenation:+A+case+report.">Blood transfusion during haemodialysis improves systemic tissue oxygenation: A case report.</a> Nefrologia. 37 (4), 435-437 (2017).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvement+of+bilateral+lower-limb+muscle+oxygenation+by+low-density+lipoprotein+apheresis+in+a+patient+with+peripheral+artery+disease+undergoing+hemodialysis.">Improvement of bilateral lower-limb muscle oxygenation by low-density lipoprotein apheresis in a patient with peripheral artery disease undergoing hemodialysis.</a> Nefrologia. 39 (1), 90-92 (2019).</li><li>Kitano, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+tissue+oxygenation+in+response+to+sudden+intradialytic+hypotension.">Changes in tissue oxygenation in response to sudden intradialytic hypotension.</a> Journal of Artificial Organs. 23 (2), 187-190 (2020).</li><li>Lemmers, P. M. A., Toet, M. C., van Bel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+patent+ductus+arteriosus+and+subsequent+therapy+with+indomethacin+on+cerebral+oxygenation+in+preterm+infants.">Impact of patent ductus arteriosus and subsequent therapy with indomethacin on cerebral oxygenation in preterm infants.</a> Pediatrics. 121, 142-147 (2008).</li><li>Ito, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+apnea+syndrome+caused+lowering+of+cerebral+oxygenation+in+a+hemodialysis+patient:+a+case+report+and+literature+review.">Sleep apnea syndrome caused lowering of cerebral oxygenation in a hemodialysis patient: a case report and literature review.</a> Renal Replacement Therapy. 4, 54 (2018).</li><li>Minato, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+monitoring+of+changes+in+cerebral+oxygenation+during+hemodialysis+in+a+patient+with+acute+congestive+heart+failure.">Continuous monitoring of changes in cerebral oxygenation during hemodialysis in a patient with acute congestive heart failure.</a> Journal of Artificial Organs. , (2019).</li></ol>

Мониторинг NIRS в основном используется для оценки церебрального rSO2, особенно при сердечно-сосудистых или цереброваскулярных операциях, которые требуют экстракорпорального кровообращения. Во время экстракорпорального кровообращения, включая терапию БГ, некоторые органы могут п...

Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) использовалась для оценки регионального насыщения кислородом (rSO2), маркера оксигенации тканей, особенно церебральной оксигенации в различных клинических условиях 1,2,3 и недавно была применена к пациентам, проходящим гемодиализ (HD)4,5,6,7,8,9,10, 11. Сообщается, что церебральный rSO2 связан с когнитивной функцией у пациентов с БГ или пациентов с недиализированным хроническим заболеванием почек (ХБП)11,12. Однако до сих пор использование мониторинга NIRS было ограничено у пациентов с ХБП.
Поскольку мониторинг NIRS является мониторингом в режиме реального времени и неинвазивным, мы оценили его полезность в качестве устройства мониторинга у пациентов с БГ. Хотя NIRS в основном используется для измерения церебрального rSO2, мы также исследовали значения rSO2 в других органах во время HD. В частности, датчики измерения rSO2 были прикреплены ко лбу, правому подреберье и нижним конечностям для оценки rSO2 в мозге, печени и нижних мышцах соответственно. Результаты показали, что мониторинг NIRS может быть новым подходом к прояснению изменений в оксигенации органов во время БГ или факторов, влияющих на оксигенацию тканей у пациентов с ХБП.
На сегодняшний день непрерывный мониторинг проводился во время БГ, мониторинга объема крови, центрального венозного насыщения кислородом, грудной госпитализации и электронного стетоскопа под контролем оценочного артериального давления (АД) в клинических условиях 13,14,15; однако существуют ограничения для прогнозирования гипотонии или широкого использования устройств. Напротив, новый неинвазивный подход здесь может предоставить информацию в режиме реального времени об интрадиалитической динамике кислорода в отдельных органах. Таким образом, этот метод мониторинга может позволить обнаружить транзиторную ишемию органов на ранних стадиях интрадиалитической гипотензии, а также может обеспечить безопасное выполнение БГ. В этой статье описывается протокол измерения оксигенации тканей, представленный rSO2, применяемый у пациентов с БГ.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>DBB-100NX</td>
			<td>Nikkiso</td>
			<td>DBB-100NX</td>
			<td>Dialysis machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>INVOS 5100c</td>
			<td>Covidien Japan</td>
			<td>INVOSTM 5100c</td>
			<td>tissue oxygenation device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOMASENSER</td>
			<td>Covidien Japan</td>
			<td>CV-SAFB-SM/INTL</td>
			<td>NIRS sensor</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of tissue oxygenation using near-infrared spectroscopy in patients undergoing hemodialysis

Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIRS) недавно была применена в качестве инструмента для измерения регионального насыщения кислородом (rSO2), маркера оксигенации тканей, в клинических условиях, включая сердечно-сосудистую и мозговую хирургию, неонатальный мониторинг и догоспитальную медицину. Устройства мониторинга NIRS являются в режиме реального времени и неинвазивными и в основном используются для оценки оксигенации головного мозга у критически больных пациентов во время операции или интенсивной терапии. До сих пор использование мониторинга NIRS у пациентов с хроническим заболеванием почек (ХБП), включая гемодиализ (БГ), было ограничено; поэтому мы исследовали значения rSO2 в некоторых органах во время БГ. Мы контролировали значения rSO2 с помощью устройства NIRS, передающего ближний инфракрасный свет на 2 длинах волн подключения. Пациенты с БГ были помещены в положение лежа на спине, с датчиками измерения rSO2 , прикрепленными ко лбу, правому подреберье и нижним ногам для оценки rSO2 в мозге, печени и мышцах голени соответственно. Мониторинг NIRS может быть новым подходом к прояснению изменений в оксигенации органов во время БГ или факторов, влияющих на оксигенацию тканей у пациентов с ХБП. В этой статье описывается протокол измерения оксигенации тканей, представленный rSO2 , применяемый у пациентов с БГ.

Церебральные значения rSO2 до БГ были ниже, чем у здоровых субъектов, а церебральные значения rSO2 у пациентов с БГ с сахарным диабетом (СД) были ниже, чем у пациентов с БГ без СД (Рисунок 1)16. Кроме того, хотя оксигенация тканей продолжается без снижени?...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis at JoVE.com

Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis

Представлен протокол измерения регионального насыщения кислородом (rSO2) у пациентов с гемодиализом (БГ) с помощью монитора спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона. Значение rSO2 является показателем оксигенации тканей. Этот неинвазивный мониторинг в режиме реального времени может быть полезен для подтверждения изменений оксигенации органов во время БГ.

Измерение оксигенации тканей с помощью ближней инфракрасной спектроскопии у пациентов, проходящих гемодиализ

Near-infrared spectroscopy (NIRS) has recently been applied as a tool to measure regional oxygen saturation (rSO2), a marker of tissue oxygenation, in ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function

Два режима изображения кожных оксигенации тканей и сосудистой функции

Accurate assessment of cutaneous tissue oxygenation and vascular function is important for appropriate detection, staging, and treatment of many health ...

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

В естественных условиях ближней инфракрасной флуоресценции (NIRF) внутрисосудистого молекулярной визуализации воспалительных Зубной налет, мультимодальный подход к изображений атеросклероза

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

Expired CO2 Measurement in Intubated or Spontaneously Breathing Patients from the Emergency Department

Expired CO2 Measurement in Intubated or Spontaneously Breathing Patients from the Emergency Department

Истекший CO 2 Измерение в интубированных или спонтанно Дыхание Пациенты из отделения неотложной помощи

Carbon dioxide (CO2) along with oxygen (O2) share the role of being the most important gases in the human body. The measuring of expired CO2 at the mouth ...

Near Infrared Optical Projection Tomography for Assessments of &beta;-cell Mass Distribution in Diabetes Research

Near Infrared Optical Projection Tomography for Assessments of ÃƒÅ½Ã‚Â²-cell Mass Distribution in Diabetes Research

Рядом с инфракрасной оптической томографии проекции для Оценки β-клетки массового распространения в исследованиях диабета

By adapting OPT to include the capability of imaging in the near infrared (NIR) spectrum, we here illustrate the possibility to image larger bodies of ...

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

Tissue-моделирования Фантомы для оценки потенциального ближней инфракрасной флуоресценции визуализации приложений в хирургии рака молочной железы

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Комбинированный ближней инфракрасной области флуоресцентных изображений и микро-компьютерной томографии для прямого Визуализируя церебральный тромбоэмболию

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Bioluminescence and Near-infrared Imaging of Optic Neuritis and Brain Inflammation in the EAE Model of Multiple Sclerosis in Mice

Биолюминесценции и ближней инфракрасной области визуализации неврита зрительного нерва и мозга Воспаление в EAE модели рассеянного склероза у мышей

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing ...

A Quantitative Sensory Testing Paradigm to Obtain Measures of Pain Processing in Patients Undergoing Breast Cancer Surgery

Количественные сенсорные тестирования парадигмы для получения мер боль обработки у пациентов, перенесших рак груди

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Скелетных мышцах нервно-сосудистого муфта, окислительный потенциал и микрососудистой функция с «Одна остановка магазин» ближней инфракрасной спектроскопии

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

Новый наилучшей практики для проверки хвост вен инъекции в Крыса с рядом ИК меченых агентов

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part ...