In our work, we first studied the association between low cerebral oxygenation and cognitive impairment in this population. Conclusion: We are the first research group to describe an association between low NIRS-measured cerebral oxygenation in hemodialysis patients and cognitive impairment.
Neurologické postižení u pacientů s chronickým onemocněním ledvin
Strukturální postižení
- Cévní mozkové příhody a mozkové infarkty
- Mozková atrofie
- Změny bílé hmoty
Byla také popsána souvislost mezi závažností frontotemporální kortikální atrofie s poklesem exekutivní funkce, typickým fenotypem kognitivního deficitu u pacientů s CKD (Tsuruya K. et al., 2015). Kamata T. et al., 2000) hemodialyzovaní pacienti vykazovali vyšší index mozkové atrofie (semikvantitativní metrika hodnocená vizuálně na T1 vážených MR obrazech) ve srovnání s kontrolní skupinou a také práce Prohovnika et al.
Funkční postižení
- Kognitivní deficit
- Delirium
- Deprese
Přítomnost mnohočetných mozkových infarktů byla u pacientů s CKD spojena s poklesem kognitivních funkcí klinicky konzistentním s místem poranění (Lass P. et al., 1999). Lamar M. et al., 2010) bylo subklinické subkortikální ischemické poškození spojeno s rozvojem poruch nálady a klinické deprese.
Oxygenace mozku
- Fyziologické zákonitosti mozkové oxygenace
- Saturace krve kyslíkem a Bohrův-Haldaneův efekt
- CBF a CMRO
- Mozková autoregulace
- Tkáňová oxygenace mozku
- Měření oxygenace mozku
- Blízká infračervená spektroskopie (NIRS)
- Oxygenace mozku měřená NIRS u hemodialyzovaných pacientů
- Příčiny snížené oxygenace mozku u hemodialyzovaných pacientů
- Vaskulární změny
- Hemodynamické vlivy – cévní zkrat a srdeční selhání
Úloha nervových faktorů (aktivita vláken sympatiku a trigeminu ve stěnách mozkových cév) v regulaci průtoku je v současnosti považována za zcela marginální a využívá se především při velkých výkyvech systémového krevního tlaku, hlavní role pro lokální regulaci průtoku. hrají v něm lokální metabolické faktory v normálním rozmezí tlaků (zejména pH, koncentrace draslíku, adenosin, postaglandin či oxid dusnatý a další) (Zauner A. et al., 2002). V práci našeho souboru byla přítomnost chronického srdečního selhání v populaci hemodialyzovaných pacientů spojena s nižší cerebrální oxygenací (Valerianova A. et al., 2019).
Shrnutí, závěr
V důsledku zhoršené mozkové autoregulace u pacientů s CKD může arteriovenózní zkrat v jinak anatomicky normálním terénu vést k podobnému jevu a způsobit snížení mozkové perfuze v důsledku vysokých nároků na průtok krve. Řada těchto faktorů již byla spojena se zhoršenou kognitivní funkcí a spojovacím mechanismem může být snížení okysličení mozku. Tento výzkum je věnován vlivům hemodialyzační léčby a souvisejících proměnných (zejména typu a funkce cévního přístupu) na další orgánové systémy, zejména na kardiovaskulární systém a na hemodynamiku.
Objasněním probíhajících patofyziologických procesů hledá cesty k optimalizaci léčebných postupů s cílem zajistit co nejlepší výsledky hemodialyzační léčby a omezit její nežádoucí vedlejší účinky. V této části budou prezentovány výsledky dvou studií: jedna byla (schematicky řečeno) zaměřena na souvislost cerebrální oxygenace s kognitivními deficity (studie „Cognition“) a druhá na souvislost cerebrální oxygenace s arteriovenózním cévním zkratem. (Studie "Komprese").
Výběr vzorku
Tkáňová oxymetrie – NIRS
Popis metody
Provedení a hodnocení vyšetření
Pokud bylo měření provedeno před začátkem dialýzy (u studie „Cognition“), byly použity průměrné hodnoty za 1 minutu měření. Komprese“ byly stanoveny dvě hodnoty rSO2 – hodnota získaná před začátkem komprese cévního zkratu a po 1 minutě komprese.
Kognitivní test MoCA
Volba kognitivního testu
Mezi exekutivní funkce patří i zrakové stavební schopnosti a prostorová orientace, které se testují kresbou hodin s čísly a ručičkami udávajícími konkrétní čas (max. 3 body) a 3D obrysem krychle podle výkresové šablony (1 značka). Další testovanou kognitivní oblastí je pozornost, koncentrace a pracovní paměť: pacient je požádán, aby opakoval sérii pěti číslic v pořadí a tři číslice pozpátku (max. 2 body), aby plynule našel písmeno A v seznamu písmen používaných vyšetřujícím (1 bod) a do opakovaného odčítání 7, odečítání od čísla 100 a celkem 5x (max. Schopnost mluvení se hodnotí zopakováním dvou syntakticky složitých vět (max. 2 body), úkol Pojmenujte zvířata z foto (lev, velbloud, nosorožec; max.
Tyto úkoly přitom ovlivňují i exekutivní funkce, stejně jako další úkol Abstrakce (najít smysluplnou souvislost mezi pár slovy; max. 2 body). Paměť je zaměřena na úlohu Word Recall, kde je pacient vyzván, aby se naučil sekvenci pěti daných slov a vybavil si je přibližně po 5 minutách, během kterých se zabýval dalšími testovacími úlohami (max. 5 bodů).
Provedení vyšetření
Hodnocení vyšetření
Ultrazvukové vyšetření cévního zkratu
Měření průtoku zkratem
Poznámky: PS = maximální systolická rychlost proudění; ED = end-diastolická rychlost proudění; TAMAX = časový integrál maximální rychlosti průtoku (během jednoho zvoleného srdečního cyklu); PI = index pulsatility; RI = index odolnosti; TAMEAN = časový integrál střední rychlosti proudění (během jednoho zvoleného srdečního cyklu);.
Manuální komprese zkratu
Důvodem této dvojité kontroly přerušení průtoku byla nespolehlivost vymizení třesů jako jediného indikátoru úplného přerušení průtoku krve shuntem - bez ultrazvukového ověření by nebylo možné vyloučit, že průtok krve při snížení . objem a s charakterem proudění změněným z turbulentního na pulzující, pokračuje. K měření krevního tlaku a srdeční frekvence byl použit automatický kalibrovaný digitální tonometr Omron M3 (Omron, Kyoto, Japonsko) pracující na oscilometrickém principu.
Ostatní
Statistická analýza
Studie „Kognice“ (souvislost mozkové oxygenace a kognitivního deficitu
Studie “Komprese” (souvislost mozkové oxygenace a cévního zkratu pro
Studie „Kognice“
Pro druhé hodnocení výsledků nepárovým t-testem byl místo prahové hodnoty 26 bodů použit výpočet dosaženého mediánu skóre MoCA, který činil 24 bodů. Asociace mezi skóre MoCA a RDW v této analýze ztratila statistickou významnost, ačkoli ve skupině s nižším skóre MoCA byla stále přítomna mírně vyšší RDW, tj. významná inverzní asociace věku a skóre MoCA (70 ± 14 let vs. 57 ± 12 let, p <0,01), souvislost s koncentrací hemoglobinu byla opět nevýznamná.
Na základě lineárního regresního koeficientu 0,19 lze usoudit, že o 1 % vyšší rSO2, nezávisle na věku, bylo spojeno s o 0,19 bodu vyšším skóre MoCA. Věk byl v naší studii nelineárním prediktorem skóre MoCA, přičemž koeficient se po 48 letech stal negativním.
Studie „Komprese“
Nebyla pozorována žádná korelace mezi počáteční hodnotou rSO2 ani naměřenou změnou rSO2 a dalšími parametry – věkem pacienta, pohlavím, délkou dialyzační léčby, průtokem dialyzačního zkratu, komorbiditami nebo laboratorními parametry.
Studie „Kognice“
Oxygenace mozku a kognice hemodialyzovaných v literatuře
Na základě svých závěrů autoři také nastínili možnost využití NIRS jako rychlého instrumentálního screeningového nástroje kognitivních deficitů v populaci s chronickým onemocněním ledvin – podle naší práce by o tomtéž bylo možné uvažovat v podmínkách HD (Miyazawa H. et al., 2018). Komplexní prospektivní observační studii zaměřenou na krátkodobou a dlouhodobou asociaci mozkové cirkulace, struktury a kognitivních funkcí provedli Findlay et al. Významný pokles MFV byl pozorován během dialýzy, koreloval s objemem ultrafiltrace, který také koreloval s akutním poklesem kognitivních funkcí jak obecně, tak v doméně exekutivních funkcí a vyjadřovacích schopností.
To ukazuje, jak silnou roli hraje hemodialyzační léčba v progresi mozkových změn (Findlay M. D. et al., 2019). Rutinní podávání i zkrácených a zjednodušených testů kognitivních funkcí by bylo spojeno s nadměrnou časovou a personální zátěží v prostředí hemodialyzačního střediska.
Hladina mozkové oxygenace
Přitom nejvyšší míra ischemického poškození mozku u hemodialyzovaných pacientů, jak je patrné z poznatků zobrazovacích metod, je právě v hlubších strukturách – v podkorové bílé hmotě mozku (Yeh Y. C. et al., 2019 ). Také klinický obraz poruchy kognitivních funkcí u pacientů na hemodialýze, který je charakterizován poklesem exekutivních funkcí, zejména při relativním zachování paměti, ukazuje na subkortikální problém (Murray A. M. et al., 2006). Nejedná se však o ojedinělé nálezy – i když v menší míře je u pacientů s chronickým onemocněním ledvin a dialyzovaných pacientů popisována i kortikální atrofie, mozkové (mikro)infarkt a zhoršení kortikálních funkcí.
Řada prací japonských autorů prokázala přítomnost souvislosti mezi kortikální atrofií frontálního laloku a frekvencí intradialytické hypotenze, popsán byl i vztah mezi frontotemporální atrofií šedé hmoty a exekutivní dysfunkcí u pacientů s chronickým onemocněním ledvin (Tsuruya K. a H. Yoshida, 2018). Zároveň bylo prokázáno, že okysličení mozku měřené přístrojem INVOS nebo jinými oxymetry pracujícími na principu NIRS dobře koreluje s invazivními metodami měření okysličení mozku, včetně měření saturace krve v karotickém bulbu (MacEwen C .
Anémie, RDW, věk a kognice
Pokud jde o specifickou skupinu hemodialyzovaných pacientů, byl také popsán vztah mezi vyšší RDW a mortalitou u pacientů s ESRD (Zhang T. et al., 2017). V práci našeho souboru byl u hemodialyzovaných pacientů pozorován silný vztah mezi vyšší RDW a nižší mozkovou rSO2 – v této studii byla RDW dokonce nejsilnějším prediktorem mozkové oxygenace, silnější než přítomnost srdečního selhání nebo zvýšené BNP (Valerianova A ) a kol., 2019). Cévní poškození je u polymorbidních hemodialyzovaných pacientů velmi časté a jeho indikátorem může být vyšší RDW, představující vliv cévního poškození na rSO2 a kognici.
Takovým faktorem je například deprese, která podle některých studií postihuje více než polovinu hemodialyzovaných pacientů a která se může stát jak příčinou zhoršení kognitivních funkcí, tak i jeho důsledkem (Tian X. et al., 2022) . Aby zahrnutí většího souboru potenciálně souvisejících faktorů bylo smysluplné a vedlo k dalšímu objasnění vztahu mezi rSO2 a kognicí u hemodialyzovaných pacientů, byla by nutná rozsáhlejší a technicky náročnější, nejlépe multicentrická studie.
Studie „Komprese“
Cévní zkrat a mozková oxygenace v literatuře
Toto pozorování podporuje i hypotézu, že průtok cévním zkratem, respektive jeho náhlá změna nejen ve smyslu poklesu, ale i zvýšení průtoku, má vliv na okysličení mozku (Shindo M. et al., 2020). Byla publikována kazuistika popisující symptomatický fenomén subclavian steal po PTA pro stenózu cévního zkratu (Kaneko Y. et al., 2018), ale není známo, zda by zkrat s normálním průtokem mohl být analogickým mechanismem odpovědným za mírnou asymptomatickou krádež fenomén „lokálního“ charakteru. Menší studie využívající rovněž krátkodobou manuální kompresi cévního zkratu a výpočet poměru časových indexů diastolického a systolického tlaku (DPTI/SPTI) jako markerů dodávky a potřeby kyslíku v srdečním svalu hovořila o poruše dodávky kyslíku ze strany srdečního svalu. koronární řeka v souvislosti s bočním prouděním (Bos W. J. et al., 1999).
To vede ke zvýšení nároků na srdeční práci, přičemž závažnost hemodynamické změny se zvyšuje se zvyšujícím se shuntovým průtokem (Vaes R.H. et al., 2014). Nedávná práce naší skupiny popisující změny srdeční funkce a cerebrální oxygenace měřené pomocí NIRS po chirurgickém snížení průtoku vysokoprůtokovým shuntem (Malik J. et al., 2021) přinesla nové pohledy na téma vlivu vysokého průtoku zkrat jak na systémovou hemodynamiku, tak především na okysličení mozku.
Magnituda změny mozkové oxygenace
Studovanou populaci tvořilo 26 pacientů s shuntem > 1500 ml/min, kteří byli indikováni k chirurgickému snížení průtoku kvůli symptomům srdečního selhání a/nebo přítomnosti známek strukturálního srdečního onemocnění na echokardiografii. Záznam klinického stavu pacienta, měření zkratového proudu, měření mozkové oxygenace a rozsáhlé echokardiografické vyšetření bylo u pacientů provedeno celkem třikrát: cca 4 měsíce před výkonem (prvotní výběr pacientů), 2 dny před výkonem a pak 6 týdnů po operaci. Tato studie tak logicky navázala na předchozí poznatky popsané v této diplomové práci a doplnila je o informaci, že pozorovaný krátkodobý vliv přerušení průtoku krve manuální kompresí na zvýšení okysličení mozku je korelován i v dlouhodobém horizontu. v případě dlouhodobého snížení průtoku v důsledku operace jsou přítomny i 6 týdnů po výkonu při vyšších hodnotách mozkové oxygenace.
Z těchto důvodů by bylo možné označit pozorované zvýšení mozkové oxygenace za nález s malým nebo nejistým klinickým významem. Nabízí se také vysvětlení, že pokud je shunt flow jednou z příčin poklesu cerebrálního rSO2, může nižší příkon rSO2.
Změny tlaku krve a srdeční frekvence po kompresi zkratu
Vysoká statistická významnost pozorované změny (p) a skutečnost, že okysličení mozku se zvýšilo u 84 % pacientů a u zbývajících 16 % zůstalo nezměněno, podle našeho názoru svědčí o přítomnosti fyziologické souvislosti mezi cévním zkratem a okysličením mozku. . Tuto hypotézu by podpořila přítomnost nepřímé závislosti příjmu rSO2 a velikosti změny rSO2 na bočním toku. Výše popsanou hypotézu však nelze zcela zamítnout, protože jistě více potenciálními determinantami je větší citlivost pacienta na změny okysličení mozku způsobené shuntem, než jen velikost toku shuntu (dále např. stav mozkové autoregulace, stav cév ).
Základem je prudké zvýšení systémové vaskulární rezistence, které vede během sekund ke zvýšení krevního tlaku a relativní hypertenzi. Simultánní invazivní monitorování srdečního výdeje by pak poskytlo nejpodrobnější informace o vývoji systémové vaskulární rezistence po kompresi shuntu.
Shrnutí limitací studií
Cognitive impairment is highly common in patients with chronic kidney disease (CKD), especially those treated by hemodialysis (HD). Aortic arch calcification predicts renal function progression in patients with stage 3 to 5 chronic kidney disease. Heart disease in chronic kidney disease - review of the mechanisms and the role of dialysis access.
Association of cerebral oxygenation with estimated glomerular filtration rate and cognitive function in patients with chronic kidney disease without dialysis therapy. Association of brain white matter lesions and atrophy with cognitive function in chronic kidney disease.
