Keinomunuaisten annosmittarit Aarne Vartia

Transkriptio

1 Keinomunuaisten annosmittarit /8 Keinomunuaisten annosmittarit Aarne Vartia Menestyksekäs dialyysihoito edellyttää riittävää annosta. Perinteinen annosmitta on verinäytteistä laskettu Kt/Vurea. Se kuvastaa järjestelmän tehokkuutta suhteessa potilaan kokoon (urean jakautumistilavuuteen V). Verinäytteitä suositellaan otettaviksi kerran kuussa. Nykyaikaisten keinomunuaiskoneiden lisälaitteilla annosta voidaan seurata joka hoidon aikana vaivattomasti ja edullisesti ilman verinäytteitä ja erillisiä tietokoneita. Ne on kalibroitu antamaan verinäytteiden kanssa vertailukelpoisia lukemia. Ne sopivat laadunvalvontaan. UV-valon absorptioon perustuvat menetelmät määrittävät Kt/V:n, ionidialysanssi Kt:n (puhdistuman ja hoitoajan tulo, puhdistettu nestemäärä ilman skaalausta). Kt:n yhteydestä elinaikaan on näyttöä, UV-absorptiomenetelmästä kaivataan lisää tutkimustuloksia. Menetelmien vertailussa annoksen suhteuttaminen potilaan kokoon on oma ongelmansa. Johdanto Dialyysin terapeuttinen vaikutus perustuu pääasiassa veden ja muitten haitallisten aineitten poistoon. Nykyisin liikutaan annos/hoitovaste-käyrän laakealla osalla, mutta on varmistettava, että kaikki potilaat nekin, joilla on keskuslaskimokatetri saavat joka hoidossa hyväksyttävän vähimmäisannoksen. Lauseketta Kt/V, jolla ei ole nimeä, on käytetty 1980-luvulta lähtien keinomunuaishoidon annosmittana (1). Sen arvo on perinteisesti laskettu verinäytteiden ureapitoisuuksista. K tarkoittaa puhdistumaa, joka riippuu dialysaattorista ja veren ja dialysaatin virtauksesta, t hoitoaikaa ja V urean (virtsa-aineen) jakautumistilavuutta, joka suhteuttaa annoksen potilaan kokoon. Nykyaikaisten keinomunuaisten lisälaitteilla annosta voidaan seurata automaattisesti hoidon aikana ilman verinäytteitä, mikä vähentää työtä, kustannuksia ja virheitä. Hemodialyysin kinetiikka Yksiallasmallissa puhdistuman, hoitoajan, jakautumistilavuuden ja veripitoisuuden riippuvuutta toisistaan hoidon aikana voidaan yksinkertaisimmillaan kuvata yhtälöllä Kt/V = -ln(ct/c0), mikä on johdettu aineitten siirtymistä kuvaavasta yhtälöstä matemaattisesti integroimalla. C0 ja Ct ovat pitoisuudet ennen hoitoa ja sen jälkeen ja ln luonnollinen logaritmi. Kt/V:n laskemiseen tarvitaan siis vain kaksi verinäytettä. Vakiintuneen aseman saavuttanut Daugirdasin toisen sukupolven yksiallasyhtälö (2) perustuu tähän malliin ja ottaa korjauskertoimin huomioon myös ultrafiltraation ja urean tuotannon hoidon aikana.

2 Keinomunuaisten annosmittarit /8 Yksiallasmallin mukaan liuenneitten aineitten pitoisuudet veressä laskevat hoidon aikana eksponentiaalisesti (kuva 1 A). Logaritmisella asteikolla kuvaaja on suora, jonka kaltevuus (kulmakerroin, kulman α tangentti) on K/V (kuva 1 B). Jos puhdistuma ja dialysaatin virtaus pysyvät vakioina, veren ja dialysaatin pitoisuuksien suhde on vakio ja K/V voidaan määrittää myös dialysaatin puolelta. Puhdistuma voi muuttua dialyysin aikana esim dialysaattorin kapillaarien tukkeutumisen tai verenvirtauksen häiriöiden takia. Kuva 1. Yksiallasmalli. Esimerkissä K = 200 ml/min, V = ml, ureapitoisuus ennen dialyysia 30 mmol/l. A. Pitoisuus laskee eksponentiaalisesti dialyysin aikana. e on luonnollisen logaritmin kantaluku 2, B. Logaritmisella asteikolla kuvaaja on suora. C1 ja C2 voidaan ilmoittaa missä yksiköissä tahansa ja ne voivat olla myös dialysaatin absorptiolukemia. K:ta ja V:ta ei tarvitse tietää eikä niitä saada erikseen. Kulman α kulmakerroin (tangentti) on K/V. Kt/V = t * K/V. Ureamonitori Baxterin Biostat 1000 ja Gambron DQM 200 mittaavat dialysaatin ureapitoisuutta. Kalliina ja epäkäytännöllisinä ne ovat poistuneet markkinoilta. UV-valon absorptio Dialysaatin UV-valon absorptio heijastaa joittenkin munuaisten toiminnanvajauksessa kertyvien dialysoituvien aineitten pitoisuuksia. Merkittävin on virtsahapon osuus (3). Noin puolet absorptiosta aiheutuu tuntemattomista aineista (4). Urea ei absorboi UV-valoa. Tietyn aineen pitoisuuden määrittämiseksi valitaan aallonpituudet, joilla korrelaatio absorption ja kemiallisesti määritetyn pitoisuuden välillä on korkein (5). Menetelmän tarkkuus absoluuttisten pitoisuuksien mittaamisessa ei ole kovin hyvä, mutta absorptio/aika-kuvaajan kaltevuus logaritmisella asteikolla (= K/V, regressiosuoran kulmakerroin) on lähellä veren ureapitoisuuden vastaavaa (4, 6-12), vaikka absorptio riippuu useista aineista, joilla on erilainen, yksiallasmallista poikkeava kinetiikka. Lineaarisen regressio-

3 Keinomunuaisten annosmittarit /8 kuvaajan saa melkein mistä tahansa pistejoukosta; mittaustulokset voidaan pakottaa yksiallasmalliin, joka ei välttämättä vastaa todellisuutta. Ureakaan ei noudata yksiallasmallia. Hoidon mallintamisessa on käytettävä kaksiallasmallia, joka kuvaa melko hyvin ureapitoisuutta ajan funktiona. Menetelmä on kuvattu vuonna 1980 Unkarissa (13). Jos spektrofotometri on yhdistetty keinomunuaiseen, joka tietää hoitoajan, saadaan Kt/V, mutta ei K ja V erikseen eikä Kt. Adimea (B Braun Avitum AG) on tällainen laite ja ohjelmisto. Ruotsalaiset ja virolaiset ovat tutkineet 2000-luvulla UV-absorptiota keinomunuaisen poistoletkuun asennetulla spektrofotometrillä ja omilla signaalinkäsittely- ja laskenta-algoritmeillaan (yli 20 raporttia, mm Uhlinin väitöskirja 14). Aineistoissa on ollut 8-60 potilasta, muutamia hoitokertoja per potilas. Vertaisarvioituja raportteja UV-Kt/V:n ja verinäytteisiin perustuvan Kt/V:n korrelaatiosta on vähän (8, 9, 15). Adimeassa on eri spektrofotometri ja erilaiset laskenta-algoritmit kuin Uhlinilla. Kt/V-lukemat poikkeavat verinäytteistä Daugirdasin yhtälöllä määritetyistä jopa yli 20% suuntaan tai toiseen (9; 18 potilasta). Ionidialysanssi Dialysaattoripuhdistuma K on ollut vaikeimmin määritettävä ureakineettisten mallien syöttötieto. Ionidialysanssi ratkaisee tämän ongelman. Menetelmässä muutetaan dialysaatin konsentraatiota hetkeksi ja mitataan sähkönjohtokyvyn muutosta dialysaatissa ennen dialysaattoria ja sen jälkeen. Siitä laskettu ionidialysanssi on lähellä urean puhdistumaa (yli 20 raporttia). Koska laite (Fresenius OCM, Hospal-Gambro-Baxter DiaScan) on integroitu dialyysikoneeseen, joka tietää hoitoajan t, se laskee myös dialyysiannoksen Kt, mikä on riippumaton potilaasta ja kuvaa resurssien kulutusta. Mittaus voidaan toistaa hoidon aikana noin puolen tunnin välein. Kt voidaan suhteuttaa potilaan kokoon esim massan (kg), vesimäärän V (L) tai ihon pinta-alan BSA (m 2 ) perusteella (16, 17). V voidaan määrittää antropometrisella yhtälöllä, bioimpedanssimenetelmällä tai ureakineettisella mallilla käyttäen ionidialysanssia dialysaattoripuhdistuman K arvona (8, 18-20). Näin laskettu V on lähellä bioimpedanssilla arvioitua, mutta usein kaukana antropometrisesta. Ionidialysanssimenetelmä on kuvattu v 1993 (21, 22). OCM- ja Diascan-laitteiden käytöstä julkaistut raportit käsittävät tuhansia potilaita. Menetelmien vertailu Menetelmät ovat olleet käytettävissä dialyysikoneisiin integroituina jo vuosia. Ionidialysanssi mittaa laitteiston antamaa annosta (Kt), UV-absorptio ja verinäytteisiin perustuva UKM mittaavat vaikutusta joittenkin aineitten pitoisuuksiin. UV-absorptiomenetelmän tulos (Kt/V) on automaattisesti suhteutettu potilaan kokoon. V ei välttämättä ole optimaalinen skaalausperuste (23, 24]. UV-menetelmällä ei voi määrittää K:ta eikä Kt:ta. Menetelmiä vertailtaessa UV-Kt/V:ta ei pidä muuntaa Kt:ksi kertomalla antropometrisella V:lla eikä Kt:ta Kt/V:ksi jakamalla antropometrisella V:lla. Bioimpedanssimenetelmällä määritetty V on parempi, mutta myös pelkällä Kt:lla on suora yhteys hoitotuloksiin (17, 25-27).

4 Keinomunuaisten annosmittarit /8 Yhdessä tutkimuksessa menetelmien Kt/V-tulokset olivat lähellä toisiaan, kun ionidialysanssimenetelmässä käytettiin ureakineettisella mallilla laskettua jakautumistilavuutta (8; 6 potilasta). Samaa V:n arvoa painonmuutoksella korjattuna voidaan käyttää kuukausia. OCM mittaa noin puolen tunnin, UV-laite muutaman minuutin välein, joten sen on paremmin ajan tasalla ja paljastaa hoidon kulussa tapahtuvat häiriöt. Ne näkyvät poikkeamina UV-absorptiokuvaajassa (8, 28-30). Oikean lopullisen tuloksen saamiseksi häiriöt pitää käsitellä laitteen laskentaohjelmassa. Edut ja epäkohdat Molemmat laitteet mittaavat efektiivistä puhdistumaa, jossa resirkulaatio on huomioitu (20, 31-33). Virtsahappoa, joka vaikuttaa merkittävästi dialysaatin UV-absorptioon, voidaan pitää ureemisena toksiinina (7). Molempia menetelmiä voidaan käyttää joka hoitoistunnossa, myös hemodiafiltraatiossa, vaivattomasti ja edullisesti, mutta tulokset voivat jäädä hyödyntämättä, jos ne pitää kirjata käsin. Ainakin parasetamoli (5), aminofenatsoni (13) ja ruokailu (15) häiritsevät UV-menetelmää, mutta eivät ionidialysanssiin perustuvaa. Online-menetelmät eivät ota huomioon jäljellä olevaa munuaistoimintaa eivätkä intermittoivan hoidon tiheyttä. Ureakineettinen kaksiallasmalli ja siihen perustuvat vakiopuhdistumat stdk ja EKR huomioivat ne ja allasvaikutuksen, mutta vaativat huolellisesti ajoitettuja verinäytteitä ja raskasta laskentaa (34). Tulokset saadaan hoidon jälkeen, esim. kerran kuussa. Mittadialyysi ei välttämättä ole edustava otos kuukauden hoidoista. Online-menetelmät kuvaavat hoidon edistymistä sen aikana. Pelkästään dialysaattipuolen online-menetelmillä ei voida arvioida valkuaisaineiden hajoamista ja saantia ravinnosta (PCR, PNA, DPI), joilla on merkitystä menestymisen kannalta. Tarvitaan ainakin yksi kemiallinen ureapitoisuuden määritys. Annoksen merkitys Laajoissa havainnoivissa tutkimuksissa elinajalla on ollut yhteys dialyysiannokseen (Kt/Vurea), mutta satunnaistetussa HEMO-hoitokokeessa (35) syy-seuraussuhdetta ei voitu vakuuttavasti osoittaa. Nykyisin käytettävät annokset ovat yleensä hoitovastekäyrän laakealla osalla. On kuitenkin tärkeää varmistaa mittaamalla, että kaikki potilaat saavat hyväksyttävän annoksen joka hoidossa. Mittaamisessa ei tarvita suurta tarkkuutta. Ionidialysanssi näyttää täyttävän tehtävän, UV-absorptiosta on niukasti tutkimustuloksia. Verinäytteitä, ureakineettista mallia ja tietokoneita ei välttämättä tarvita, mutta on oltava suunnitelma, miten menetellään, jos annos uhkaa jäädä alle tavoitteen. Urean pitoisuus ei kuvaa dialyysipotilailla uremian vaikeusastetta. Huonosti dialysoituvien ureemisten toksiinien puhdistumat ovat tärkeämpiä kuin urean. Useiden aineiden kinetiikkaa heijastavalla UV-menetelmällä voi olla jopa kiinteämpi yhteys menestymiseen kuin pelkkään ureaan perustuvalla.

5 Keinomunuaisten annosmittarit /8 Tuoreimmat amerikkalaiset ja eurooppalaiset suositukset mainitsevat online-menetelmät, mutta eivät suosittele niitä (36, 37). Paras annosmitta on se, joka ennustaa parhaiten elinaikaa. UV-menetelmästä ei tutkimustuloksia ole, ionidialysanssilla määritetyn Kt:n merkityksestä on näyttöä (16, 17, 25, 27, 33), mutta ei ole verrattu, mikä ennustaa menestymistä parhaiten, UV-absorptio, ionidialysanssi vai ureapuhdistuma. Riittävällä hoitoajalla ja muulla hyvällä hoidolla voi olla suurempi merkitys kuin puhdistumalla (30). Hoitoa ei välttämättä kannata lopettaa heti, kun Kt/V-tavoite on saavutettu. Eurooppalaisissa suosituksissa minimihoitoajaksi on määritelty 12 tuntia/viikko (37). Hyvä hoito sisältää myös oikean nesteenpoiston (38, 39). Ydinasiat Verinäytteisiin perustuva Kt/Vurea on altis näytteenoton virheille. Kerran kuussa tehtävät mittaukset eivät takaa riittävää annosta joka hoidossa. Online-menetelmillä annosta voidaan seurata vaivattomasti ja edullisesti. Ionidialysanssista on runsaasti kokemusta, UV-absorptiosta kaivataan lisätietoja. Summary Online monitoring of hemodialysis dose An adequate dose is a prerequisite of successful hemodialysis treatment. Every patient should receive a minimum acceptable dose in every treatment. Kt/Vurea is a traditional dose measure. It reflects the efficacy of the treatment system scaled to patient size (urea distribution volume). The guidelines recommend monthly Kt/V measurements based on blood samples. Modern hemodialysis machines are equipped with accessories that monitor dialysis dose online in every session without extra costs, blood samples and computers. UV absorbance methods calculate Kt/V, ionic dialysance estimates Kt. There is some evidence on the predictive value of Kt (product of clearance and treatment time; cleared volume without scaling), but more documentation is required on the UV method. Scaling of the dialysis dose to the patient s size is a problem when comparing the methods. Kirjallisuutta 1. Gotch FA, Sargent JA: A mechanistic analysis of the National Cooperative Dialysis Study (NCDS). Kidney Int 28: , Daugirdas JT: Second generation logarithmic estimates of single pool variable volume Kt/V: An analysis of error. J Am Soc Nephrol 4: , Donadio C, Calia D, Ghimenti S, et al: Uric acid is the major determinant of absorbance in spent dialysate allowing spectrophotometric evaluation of dialysis dose. J Nephrol 27: , Arund J, Tanner R, Uhlin F, Fridolin I: Do only small uremic toxins, chromophores, contribute to the online dialysis dose monitoring by UV absorbance? Toxins (Basel) 4: , Ghanifar A, Nafisi VR: Optimal wavelength selection in ultraviolet spectroscopy for the estimation of toxin reduction ratio during hemodialysis. Iranian Journal of Medical Physics 13:77-85,

6 Keinomunuaisten annosmittarit /8 6. Fridolin I, Jerotskaja J, Lauri K, Uhlin F, Luman M: A new optical method for measuring creatinine concentration during dialysis. IFMBE Proceedings 29: , Jerotskaja J, Uhlin F, Fridolin I, Lauri K, Luman M, Fernström A: Optical online monitoring of uric acid removal during dialysis. Blood Purif 29:69-74, Uhlin F, Fridolin I, Magnusson M, Lindberg LG: Dialysis dose (Kt/V) and clearance variation sensitivity using measurement of ultraviolet-absorbance (on-line), blood urea, dialysate urea and ionic dialysance. Nephrol Dial Transplant 21: , Castellarnau A, Werner M, Günthner R, Jakob M: Real-time Kt/V determination by ultraviolet absorbance in spent dialysate: technique validation. Kidney Int 78: , Fridolin I, Magnusson M, Lindberg LG: On-line monitoring of solutes in dialysate using absorption of ultraviolet radiation: technique description. Int J Artif Org 25: , Uhlin F, Fridolin I, Lindberg LG, Magnusson M: Estimation of delivered dialysis dose by on-line monitoring of the ultraviolet absorbance in the spent dialysate. Am J Kidney Dis 41: , Fridolin I, Karai D, Kostin S, Ubar R: Accurate dialysis dose evaluation and extrapolation algorithms during online optical dialysis monitoring. IEEE Trans Biomed Eng 60: , Gál G, Gróf J: Continuous UV photometry monitoring of the efficiency of hemodialysis. Int J Artif Org 3: , Uhlin F: Haemodialysis treatment monitored on-line by ultra violet absorbance. Linköping University, Medical Dissertation No 962, Müller-Deile J, Lichtinghagen R, Haller H, Schmitt R: Online Kt/V monitoring in haemodialysis by UV absorbance: variations during intra-dialytic meals. Blood Purif 37: , Lowrie EG, Li Z, Ofsthun N, Lazarus JM: Measurement of dialyzer clearance, dialysis time, and body size: death risk relationships among patients. Kidney Int 66: , Lowrie EG, Li Z, Ofsthun N, Lazarus JM: The online measurement of hemodialysis dose (Kt): clinical outcome as a function of body surface area. Kidney Int 68: , Wuepper A, Tattersall J, Kraemer M, Wilkie M, Edwards L: Determination of urea distribution volume for Kt/V assessed by conductivity monitoring. Kidney Int 64: , Di Filippo S, Manzoni C, Andrulli S, et al: Ionic dialysance allows an adequate estimate of urea distribution volume in hemodialysis patients. Kidney Int 66: , 2004.

7 Keinomunuaisten annosmittarit /8 20. Locatelli F, Buoncristiani U, Canaud B, Koher H, Peticlerc T, Zucchelli P: Haemodialysis with on-line monitoring equipment: tools or toys. Nephrol Dial Transplant 20:23-33, Steil H, Kaufman AM, Morris AT, Lewin NW, Polaschegg HD: In vivo verification of an automatic noninvasive system for real time Kt evaluation. ASAIO J 39:M348- M352, Petitclerc T, Goux N, Reynier AL, Bené B: A model for noninvasive estimation of in vivo dialyzer performance and patient's conductivity during hemodialysis. Int J Artif Org 16: , Spalding EM, Chandna SM, Davenport A, Farrington K: Kt/V underestimates the hemodialysis dose in women and small men. Kidney Int 74: , Daugirdas JT, Greene T, Chertow GM, Depner TA: Can rescaling dose of dialysis to body surface area in the HEMO study explain the different responses to dose in women versus men? Clin J Am Soc Nephrol 5: , Lowrie EG, Li Z, Ofsthun NJ, Lazarus JM: Evaluating a new method to judge dialysis treatment using online measurements of ionic clearance. Kidney Int 70: , Ramirez SP, Kapke A, Port FK, et al: Dialysis dose scaled to body surface area and size-adjusted, sex-specific patient mortality. Clin J Am Soc Nephrol 7: , Maduell F, Ramos R, Varas J, et al: Hemodialysis patients receiving a greater Kt dose than recommended have reduced mortality and hospitalization risk. Kidney Int 90: , Uhlin F, Fridolin I, Magnusson M, Lindberg L-G: Ultra violet absorbance on-line measurement utilized to monitor clinical events during haemodialysis. J Ren Care 32: , Lindley EJ, De Vos JY, Morgan I, et al: On line UV-adsorbance measurements. Summary of the EDTNA/ERCA journal club discussion. Summer J Ren Care 33:41-48, Polaschegg H-D: Hemodialysis machine technology: a global overview. Expert Rev Med Devices 7: , Daugirdas JT, Tattersall JE: Automated monitoring of hemodialysis adequacy by dialysis machines: potential benefits to patients and cost savings. Kidney Int 78: , Del Vecchio L, Di Filippo S, Andrulli S, et al: Conductivity: online monitoring of dialysis adequacy. Int J Artif Org 21: , Maduell F, Ramos R, Palomares I, et al: Impact of targeting Kt instead of Kt/V. Nephrol Dial Transplant 28: , Vartia A: Continuous-equivalent urea clearances EKR and stdk as dose measures in intermittent hemodialysis. University of Tampere, Academic dissertation,

8 Keinomunuaisten annosmittarit /8 35. Eknoyan G, Beck GJ, Cheung AK, et al: Effect of dialysis dose and membrane flux in maintenance hemodialysis. N Engl J Med 347: , National Kidney Foundation: KDOQI clinical practice guideline for hemodialysis adequacy: 2015 update. Am J Kidney Dis 66: , Tattersall J, Martin-Malo A, Pedrini L, et al: EBPG guideline on dialysis strategies. Nephrol Dial Transplant 22 Suppl 2:ii5-ii21, Charra B, Chazot C, Jean G, et al: Long 3 x 8 hr dialysis: a three-decade summary. J Nephrol 16 Suppl 7:S64-S69, Wizemann V, Wabel P, Chamney P, et al: The mortality risk of overhydration in haemodialysis patients. Nephrol Dial Transplant 24: , 2009.