SUBLINGUALE MICROCIRCULATOIRE FLOWMETINGEN TIJDENS HEMODIALYSE IN RELATIE TOT BLOEDVOLUME VERANDERINGEN

SUBLINGUALE MICROCIRCULATOIRE FLOWMETINGEN TIJDENS HEMODIALYSE IN RELATIE TOT BLOEDVOLUME VERANDERINGEN Gerke Veenstra S1570072 Dr. E.C. Boerma, internist-intensivist. Dr. M.H. Hemmelder, internist-nefroloog. Locatie: Intensive Care/Dialysekliniek Leeuwarden. Stageperiode: 01 september 2011 22 februari 2012

Samenvatting Sidestream darkfield imaging (SDF) is een methode van in-vivo microscopie die gebruikt wordt om de sublinguale microcirculatie te beoordelen. Niet alleen bij sepsis blijkt deze gestoord te zijn, maar gedurende hemodialyse (HD) met ultrafiltratie (UF) neemt de perfusie van de microcirculatie af zonder tekenen in de bloeddruk en pols. Mogelijke oorzaak is UF. Tegenwoordig zijn er nieuwe methoden voor UF met automatische feedback. Het BVM (blood volume monitoring) resulteert in minder intra- en post-hemodialyse hypotensie. Doel van de studie was om microcirculatoire flow te vergelijken tijdens verschillende vormen van UF. Patiënten die behandeld worden met HD, werden aan drie verschillende UF modaliteiten blootgesteld: HD (+ GUF), HD met lineaire UF en HD met BVM gestuurde UF. Gedurende de behandeling werd op elk uur de perfusie van de microcirculatie opgenomen. De microvascular flow index (MFI) en de total vessel density (TVD) van de kleine vaten werden berekend. Er bleek geen significante daling van MFI gedurende HD zonder UF. De periode GUF gaf een significante daling naar 2.5 [2.2-2.8]t.o.v. 2.8 [2.8-3.9](p=0.03). Gedurende lineaire UF werd geen significante daling in MFI gezien. Tijdens BVM gestuurde UF werd er een dalende trend waarneembaar in het 3 de uur van de behandeling, 2.5[1.8-2.7] versus 2.8[2.5-3.0] (p= 0.05). De TVD, pols en bloeddruk veranderden niet significant gedurende behandeling. Er waren geen significante verschillen tussen de UF-groepen. De daling in MFI tijdens HD is te koppelen aan het onttrekken van vocht. BVM-gestuurde UF is hierin niet significant verschillend t.o.v. de lineaire UF. Abstract Sidestream darkfield imaging (SDF) is a form of in-vivo microscopy and can be used to observe the microcirculatory perfusion. In sepsis but also during haemodialysis (HD) there is a reduction in perfusion without signs in blood pressure and pulserate. One of the possibilities for this reduction is the ultrafiltration (UF). To date new methods of UF have been introduced. One of them is the BVM (blood volume monitoring). This way of UF is based on automatic feedback resulting in reduction of intra and post-haemodialysis hypotension. The purpose of this study is a comparison between the different methods of UF. During the study patients were treated with three different UF-methods: HD (+GUF), HD with linear UF and HD with BVM-controlled UF. At each hour of the treatment the perfusion of the microcirculation was observed by SDF-imaging. From these images microvascular flow index (MFI) and total vessel density (TVD) were derived. During HD without UF no significant reduction of MFI was observed. In the GUF period the reduction of the MFI was significant, 2.5 [2.2-2.8] vs 2.8 [2.8-3.9] (p=0.03). During linear UF significant reduction of the MFI was not observed. During BVM-controlled UF an downward trend of the MFI was observed in the 3 th hour, 2.5[1.8-2.7] versus 2.8[2.5-3.0] (p= 0.05). However there where no significant differences between the two UF-modalities. The TVD, blood pressure and pulse did not change significantly during treatment. The fluid extraction during HD is perhaps the main reason for reduction in MFI during HD. There is no difference in the alterations in MFI between BVM-controlled UF and the linear UF. 1

Inhoudsopgave Samenvatting/abstract... 1 Introductie.... 3 Achtergrond... 4 Nierfunctievervangende therapie... 4 Hemodialyse... 5 Body Compositon Measure (BCM)... 8 Complicaties tijdens hemodialyse.... 10 Bloed volume meting... 13 Microcirculatie... 14 Sidestream- darkfield imaging.... 15 Vraagstelling... 17 Materiaal en Methode... 18 Onderzoeksopzet... 18 Einddoelen... 18 Onderzoekspopulatie... 18 Protocol... 19 Regionale Toetsing Protocol Commissie (RTPO)... 19 SDF-beelden... 20 Analyse SDF-beelden... 20 Opzet database... 20 Statistische analyse... 21 Resultaten... 22 Studiepopulatie... 22 Primaire uitkomst... 23 Secundaire uitkomst... 25 Discussie... 26 Conclusie... 27 Dankwoord... 28 Referenties... 29 Bijlage 1: secundaire eindpunten.... 32 2

Introductie. In Nederland zijn ruim 10.000 patiënten afhankelijk van nierfunctievervangende therapie. Hiervan hemodialyseren er 5000. Per jaar is er een gemiddelde toename van 3,2% dialysepatiënten.(1) Deze behandeling veroorzaakt een enorme vrijheidsbeperking vanwege de hoge frequentie en lange duur van de behandeling. De gemiddelde dialysepatiënt moet drie maal per week vier uur dialyseren om voldoende klaring te hebben. Ook moeten ze buiten de behandeling om een continue waakzaamheid voor overvulling en voedingstoestand hebben. Dit is een behandeling die het leven van een patiënt compleet regisseert. Gedurende de hemodialyse worden de patiënten blootgesteld aan verandering van de intravasculaire volume status. Dit gaat soms gepaard met complicaties gedurende en na dialyse zoals hypotensie en spierkrampen. Hypotensie tijdens en na dialyse is geassocieerd met verhoogde mortaliteit.(2) In 2009 heeft Bemelmans et al. op een vernieuwende wijze gekeken naar de perfusie veranderingen op capillair niveau tijdens hemodialyse. D.m.v. sidestream darkfield imaging (SDF) is in-vivo microscopie verricht van de sublinguale microcirculatie tijdens hemodialyse. Er blijkt een significante vermindering van de microvasculair flow index ( MFI) tijdens dialyse met ultrafiltratie te zijn. Het effect op de MFI blijkt reversibel in trendelenburg positie en ten gevolge van bolus infusie van vloeistof. (3) Deze bevindingen werden gedaan, zonder dat er veranderingen in pols en bloeddruk waarneembaar waren. Als oorzaak voor de vermindering van de MFI wordt de snelle ultrafiltratie (UF) en de daaruit volgende intravasculaire hypoperfusie van de patiënt aangewezen. Het hierboven genoemde onderzoek werd gedaan bij de normale lineaire ultrafiltratie tijdens hemodialyse; d.w.z. dat er met een constante snelheid vocht aan de bloedbaan wordt onttrokken. Echter er zijn nieuwe methoden ontwikkeld welke gebruik maken van automatische feedback. Één hiervan is de BVT/BVM methode. BVT staat voor blood volume tracking, BVM voor bloed volume monitoring. Bij deze methode van ultrafiltratie worden non-invasieve metingen naar het hematocriet gedaan en op basis hiervan wordt de ultrafiltratie online (direct) gewijzigd. De gedachte hierachter is dat zolang het hematocriet niet stijgt, het intravasculaire volume constant blijft. Dit kan tijdens UF alleen, indien er vocht uit het interstitium naar de bloedbaan toe wordt gemobiliseerd. Stijging van het hematocriet leidt bij dit systeem dan ook tot een vermindering van de UF snelheid. Het voordeel van deze wijze van ultrafiltreren is minder hemodynamische instabiliteit tijdens en na de hemodialyse. Meer speficiek: minder post-hemodialyse hypotensie. (4) In deze studie willen we via SDF-imaging bepalen of BVT/BVM ultrafiltratie op microcirculatie-niveau leidt tot minder afname van MFI. Bovendien willen we bekijken of het dialyseren zonder ultrafiltreren leidt tot een verandering van MFI. 3

Achtergrond Nierfunctievervangende therapie Dialyse is een nierfunctievervangende therapie die patiënten de mogelijkheid geeft om met nierfalen te kunnen leven. Dit leven wordt wel ernstig beperkt door de behandelingen die moeten plaatsvinden. Patiënten moeten gemiddeld drie maal per week vier uur lang dialyseren op een dialysecentrum. Na deze behandeling zijn de patiënten de rest van de dag erg moe en weinig actief. Het is een zeer belastende behandeling, maar van levensbelang. Gedurende de andere dagen moeten patiënten oppassen voor overvulling en een te hoge inname van bepaalde voedingsstoffen zoals kalium en te weinig eiwitten. Er zijn twee soorten nierfalen, namelijk acuut nierfalen en chronisch nierfalen. Voor mijn onderzoek is het chronisch nierfalen een belangrijk onderwerp. In 2002 is er een uitgebreide guideline verschenen die internationaal goedgekeurd is: de Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (K/DOQI) guideline. Hierin is de definitie voor chronisch nierfalen vastgelegd als bewijs van structureel of functionele nierafwijkingen (abnormale urineanalyse, beeldvorming of histologie) die persisteren gedurende tenminste 3 maanden met of zonder verlaagde glomerular filtration rate (GFR). Het afkappunt voor de GFR is vastgesteld op minder dan 60 ml/min per 1.73 m 2. Binnen de nierafwijkingen bestaan er 5 gradaties van ziekte. Stage 1: GFR > 90 ml/min per 1.73 m 2 met persisterende albuminurie. Stage 2: GFR tussen 60-89 ml/min per 1.73 m 2. Stage 3: GFR tussen 30-59 ml/min per 1.73 m 2. Stage 4 (Preterminaal nierfalen): GFR tussen 15-29 ml/min per 1.73 m 2. Stage 5 (Eind-stadium nierfalen): GFR <15 ml/min per 1.73 m 2. Vanaf een GFR beneden de 20 ml/min per 1.73 m 2 is het van belang om met de patiënt de mogelijkheden van nierfunctie vervangende therapie te gaan bespreken. De mogelijkheden bestaan uit transplantatie, hemodialyse of peritoneaal dialyse. De transplantatie van een nier is de eerste keus therapie. Het zorgt voor verbetering van kwaliteit van leven en verlaagt het mortaliteits risico t.o.v. de dialyse. Een transplantatie blijkt na enkele jaren voor kostenbesparing te zorgen vanwege arbeidsmogelijkheden bij een patiënt met getransplanteerde nier. (5) Een tekort aan donoren maakt deze oplossing lang niet altijd mogelijk. Peritoneaal dialyse bestaat uit spoelingen met vloeistof met bepaalde glucose concentraties in de peritoneaal holte. De concentratiegradiënt van glucose zorgt naast osmotische transport van water ook voor passief transport van andere afvalstoffen (creatinine en ureum). Dit dient dagelijks of elke nacht uitgevoerd te worden en kan thuis plaatsvinden.(6) 4

Fysiologie. Hemodialyse Het woord hemodialyse is een veel gebruikt woord maar er bestaan diverse soorten behandelingen die hieronder gevangen worden door patiënten. Hemodialyse is maar één van de manieren, de andere is hemofiltratie. Tevens het verschil tussen continu en intermitterend. Ik beperk mij tot de intermitterende dialyse. Het verschil in de behandeling zit in de manier van verwijderen van afvalstoffen. Hemodialyse wijst op het transport van afvalstoffen uit het lichaam in de dialysevloeistof. Dit is passief door een verschil in concentratie van deeltjes tussen het bloed en het zogenoemde dialysaat. Dit heet diffusie en word bepaald door fick s wet. Vooral kleine deeltjes (<500Da) worden effectief verwijderd. Wanneer het concentratieverschil het grootst is zal de uitwisseling het snelst plaatsvinden. Dit zorgt er dan ook voor dat de hemodialyse in de eerste 60-90min het efficiëntst is. Concreet: je laat het bloed tegengesteld langs het dialysaat lopen en er vindt uitwisseling plaats van afvalstoffen. De hemodiafiltratie is gebaseerd op hemofiltratie (convectie), door een verschil in hydrostatische druk wordt er vocht (plasmavocht) door het filter geperst en ontstaat een dialysaat. Correct moeten we stellen dat de hemofiltratie wordt veroorzaakt door een verschil tussen de hydrostatische druk samen met de colloid osmotische druk van het bloed ten opzichte van de hydrostatische druk van het dialysaat. Indirect zorgt dit ervoor dat deeltjes van middel en kleine moleculair gewicht mee gaan, ook wel solvent drag genoemd. Hierdoor worden ook de stoffen zoals ureum en elektrolyten verwijderd uit het bloed, tot welk moleculair gewicht dit wordt verwijderd is afhankelijk van het filter dat wordt gebruikt. Het filter heeft een bepaalde openingsgrote waardoor de deeltjesmaat wordt bepaald, hierover later meer. Vaak is de hoeveelheid dialysaat, welke verdwijnt uit het lichaam, veel groter dan gewenst (3 l/uur) en moet er vloeistof teruggegeven worden. Dit noemt men substitutievloeistof. Hiermee wordt het ongewenste verlies van vocht tegengegaan. Deze vloeistof kan verschillen van samenstelling in elektrolyten en mineralen, afhankelijk van de patiënt. (7-10) Deze twee processen bestaan tegelijkertijd, dat heet dan hemodiafiltratie. Het opgetelde effect van elk apart proces is lager dan de twee processen samen. Er bestaat een continue interactie tussen de convectie en diffusie. Bij hogere ultrafiltratiesnelheid zal ook de diffusie beter verlopen vanwege het concentratie verschil in deeltjes. Concreet zul je door snelle ultrafiltratie de concentratie van deeltjes in het bloed kunstmatig hoog houden waardoor de diffusie (welke werkt op basis van concentratiegradiënt) sneller verloopt. Gedurende de ontwikkeling van dialyse bleken diverse componenten invloed te hebben op de snelheid en klaring van het bloed. Ten eerste de bloedflow door het filter, er bestaat een plateaufase waarbij de diffusie niet beter wordt bij een hogere bloedflow. Hogere bloedflow zal zorgen voor betere klaring van kleine moleculen. Zoals de bloedsnelheid door het filter invloed heeft op de diffusie, heeft het dialysaat dit ook. Bij hogere dialysaat flow zal de diffusie hoger worden. De verbetering zal optreden doordat indirect de concentratiegradiënt beter benut wordt maar ook door het effectiever gebruiken van het totale membraanoppervlakte bij een continue hoge bloedflow. De capillairen in het filter worden dan beter en stabieler gevuld. (7-10) Bij chronische hemodialyse is evaluatie van de efficiëntie van de dialyse van belang. Alleen het ureum controleren, voor en achteraf, tijdens de dialyse is niet goed genoeg. Wanneer de 5

intake van ureum laag is zal dit het beeld sterk vertekenen. Hiervoor is de Kt/V ontwikkeld. De Kt/V word berekent door de waarde K maal t en dit delen door V. K is hierin de klaring van ureum die vastligt door het gebruikte filter (wordt door de fabrikant gegeven in ml/minuut). T is de lengte van de dialyse in minuten. V is de hoeveelheid ureum verdeeld over het totale lichaamsvolume in ml. Er word gestreeft naar een Kt/V van 1.4-1.6, van belang is dat bij patiënten die nog eigen urineproductie hebben een lagere waarde geaccepteerd mag worden. Deze patiënten klaren nog een gedeelte van het ureum zelf waardoor de Kt/V laag lijkt, maar voldoende is. Een waarde valt niet te geven, dit is ervaring van de nefroloog en de klinische situatie van de patiënt. (11) Techniek. Hieronder staat een schematische tekening van een hemodialysemachine. Het bestaat uit een bloedpomp welke het bloed vanuit de patiënt de kunstnier inpompt. Door de kunstnier loopt tegengesteld aan de bloedstroom het dialysaat. Het dialysaat bestaat uit water, gemixt met elektrolyten zoals natrium, kalium, calcium en bicarbonaat in een vaste verhouding. De instelling word geregeld via een conductiviteitssensor. Het dialysaat wordt afgevoerd en eventueel wordt er substitutievloeistof aan het geklaarde bloed toegevoegd. Na enkele beveiligingen tegen lucht komt het bloed geklaard terug bij de patiënt. Ontstolling wordt bereikt middels fraxiparine of heparine. Uiteraard worden alle drukken, ultrafiltratiesnelheid en hoeveelheid bijgehouden op een monitor. De actuele staat van de kunstnier ook. Figuur 1: Schematische tekening hemodiafiltratiemachine. (12) De kunstnier bestaat uit holle vezels die belangrijk zijn voor de diffusie van afvalstoffen zoals ureum en creatinine. Er zijn verschillende types kunstnieren verkrijgbaar, elk met hun eigen voor- en nadelen. De holle vezel filters zijn de meest gebruikte kunstnieren. In de kunstnier zitten duizenden holle vezels die de structuur van een menselijke capillair nabootsen. Buiten deze capillairen zit het filteromhulsel en hierin loopt het dialysaat. De kunstnieren verschillen qua materiaal, het kan synthetisch, cellulose of bewerkte cellulose zijn. Tevens is de bloedvolume capaciteit verschillend, het uitwisselingsoppervlakte, de ultrafiltratie coëfficiënt, klaring van verschillende stoffen en de mogelijkheid voor hergebruik. De bio-compatibiliteit is een belangrijke issue bij het ontwikkelen van een type dialysefilter. Tussen de cellulose en synthetische filters ligt het voordeel bij het synthetische materiaal. De inflammatie reactie die ontstaat door het bloed langs lichaamsvreemd materiaal te laten 6

stromen moet minimaal zijn. De hoeveelheid bloedvolume is van belang tijdens de priming fase. In deze fase wordt het filter met bloed gevuld, dit moet een minimale hoeveelheid zijn om zo weinig mogelijke hemodynamische effecten te veroorzaken. De volumes liggen tussen de 60 en 120 ml exclusief de slangen die tussen de 100 en 150 ml bevatten. De totale primingvolume komt dan op 160-270 ml. Het uitwisselingsoppervlakte is belangrijk voor de diffusie, een groter oppervlakte betekent meer uitwisseling in dezelfde tijd. Een groter oppervlakte zorgt voor een hogere ureumklaring. De klaring van een kunstnier wordt aangegeven met een kwantitatieve waarde KoA. De waarde wordt bepaald door de klaring van ureum te meten. Dit varieert tussen de 200 en 1000 ml/min. De ultrafiltratie coefficient heeft een correlatie met de permeabiliteit van het filter. Het wordt berekend door het volume (in ml/uur) dat wordt getransporteerd per mmhg druk verschil. Een hogere waarde geeft een betere permeabiliteit en hierdoor hoeft met een lagere transmembraan druk gewerkt te worden; wat wil zeggen de druk van het bloed in de filter opgewekt door de bloedpomp.(7) Drooggewicht De patiënt wordt vooraf aan de behandeling gewogen en hiermee word op basis van het drooggewicht een ultrafiltratie hoeveelheid vast gesteld. Gedurende de dialyse behandeling neemt de urine productie van een patiënt af of stopt geheel, dit heet anurie. Vanwege anurie bij sommige dialyse-patiënten blijft al het ingenomen vocht in het lichaam. Tijdens de ultrafiltratiebehandeling, die plaatsvindt tijdens de dialyse, zal dus de vochtintake sinds de voorgaande dialyse behandeling verwijderd moeten worden om overvulling te voorkomen. Het streven is naar het gewicht, waarbij de patiënt dit vocht weer kwijt is: droog gewicht. Het bepalen van het droog gewicht is een schatting. Een manier om een redelijk drooggewicht vast te stellen, is door volume te verwijderen totdat er hypotensie ontstaat. Echter zoals u later kunt lezen is dit een slechte manier van schatten aangezien er diverse redenen zijn waardoor de hypotensie kan ontstaan, niet alleen door een volume te kort in het interstitium. Een andere manier van schatten van drooggewicht is het steeds iets naar beneden stellen van dit gewicht, totdat patiënten klachten ontwikkelen zoals spierkrampen en hypotensie. Dit is geen prettige en comfortabele manier. De bloedvolume meting is een methode om te kijken naar het relatieve bloedvolume (RBV). Deze methode kan gebruikt worden om objectief te kijken naar het drooggewicht van een patiënt. Door steeds het plasmavolume te meten valt er te zien hoe de curve van de RBV zich ontwikkeld. De curve van de RBV is een onafhankelijke parameter voor mortaliteit, ongeacht cardiovasculaire morbiditeit. Wanneer deze gedurende de hele dialyse stabiel blijft betekent dit dat er nog steeds vocht uit het interstitium word gemobiliseerd. Wanneer de RBV sterk daalt gedurende de dialyse betekent dit dat er weinig tot geen mobilisatie van 7

vocht uit het interstitium is en de patiënt dus droog is. (13,14) Vanwege het belang van juist vaststellen van drooggewicht zijn er diverse onderzoeken naar dit probleem. Uit een onderzoek van Kreamer et al. bleek dat drooggewicht bepalen door RBV te lage detectie waarde heeft, hierin stelt men een bruikbare detectie maat vast op 1 L. (15) De andere ook onnauwkeurige maat was het meten van de diameter van de vena cava. Uit dit onderzoek kwam het meten van het extracellulair volume middels bio-impedantie als kandidaat het beste naar voren. Deze manier wordt besproken in een apart hoofdstuk, zie Body Composition Measure. Door een onjuiste vaststelling van het drooggewicht kan er ook hypertensie ontstaan indien er teveel vocht in het lichaam achterblijft, hypertensie kan behandeld worden met antihypertensiva. Dialysepatiënten die met meerdere antihypertensiva werden behandeld en toen ingesteld werden via bloedvolume meting, bleken later met een gedeelte van de middelen te kunnen stoppen.(13) Ultrafiltreren De klassieke manier van ultrafiltreren is lineair, er wordt ingesteld hoeveel liter er verwijderd dient te worden en dit wordt over de behandeltijd gelijk verspreid. Een rekenvoorbeeld, een patiënt heeft een streefgewicht van 70 kilogram en weegt vandaag 72 kilogram. Dit betekent dat er twee liter vocht onttrokken zal moeten worden in vier uur, dus 500 ml/uur. De voor ons belangrijke andere methode van ultrafiltratie is middels de bloedvolume monitoring (BVM), dit is afgeleid van het Engelse bloodvolume tracking (BVT). Dit zal ik in een apart hoofdstuk bespreken. Verder is er nog pulserende ultrafiltratie, hierbij wordt er intermitterend tijdens de dialyse snel geultrafiltreerd. Nadeel van deze methode is meer hypotensie tijdens de dialyse. (16) Body Compositon Measure (BCM) De BCM meter is een opkomende technologie voor het meten van verminderde voedingstoestand en overvulling. Aan de hand van fysiologische compartimenten en impedantie kan het apparaat differentiëren tussen totaal lichaamswater (TBW), extracellulair water (ECW). Het bepaalt dan ook vetpercentage, overige lichaamsmassa (waaronder spiermassa, botten enz.). Het apparaat meet via vier sensoren, twee op een hand en 2 op een voet. De meting duurt vijf tot tien minuten en is niet belastend. Het apparaat werkt met een 3-compartiment model dat is ontwikkeld uit een 2- compartiment model. Het al bestaande 2-compartiment model bestond uit vetweefsel en weefsel zonder vet. Bij een normaal gezond persoon zijn deze compartimenten normaal gehydreerd en is er geen sprake van overhydratie. De normale hydratie toestand is gemeten met nucleaire imaging bij gezonde proefpersonen en bewezen is dat het percentage water vrijwel constant blijft in de twee compartimenten. Ook het percentage intracellulair water (ICW) zowel het extracellulair 8

water (ECW) blijft constant. Hieruit volgt dat de ratio tussen deze twee gelijk blijft, zowel bij obese als niet-obese proefpersonen. Het nieuwe 3-compartiment model bestaat uit vetweefsel, niet vetweefsel en het overschot aan vocht zie figuur 2A. Via een berekening tussen het TBW en het ECW kan het ICW worden berekent en doormiddel van vergelijkingen wordt een overhydratie berekent. Alle variabelen die worden gebruikt voor deze vergelijkingen staan in figuur 2. Figuur 2: A: The new 3-compartment model comprising normally hydrated adipose tissue mass (MNH_AT), normally hydrated lean tissue mass (MNH_LT), and excess fluid mass (MExF). B: Relation between the compartments of the new model and standard measures of body composition in terms of lean mass, fat mass, and fat-free mass (FFM). (16) Voor meer uitgebreide uitleg over het ontstaan van dit systeem verwijs ik u naar het stuk A whole-body model to distinguish excess fluid from the hydration of major body tissues van Chamney et al. In de klinische setting is vooral het ECW van belang voor het vaststellen van overhydratie, dit zal het meeste wijzigen bij overhydratie. Het intracellulair volume is van belang voor de algemene voedingstoestand, als dit gedurende een periode verandert, wordt hiermee een trend zichtbaar in verlies of juist toename van vet en ander lichaamsgewicht (spieren, botten). (15) 9

Door het veelvuldig meten van BCM kan het drooggewicht beter ingesteld worden maar ook de voedingstoestand van de patiënt gecontroleerd worden. (17,18) Complicaties tijdens hemodialyse. De complicaties van een hemodialyse patiënt zijn onder te verdelen in acute en chronische complicaties. De acute complicaties zijn de complicaties die ervaren worden tijdens de dialyse. De chronische ontwikkelen zich in de loop der jaren. De meest voorkomende complicatie is hypotensie. Dit komt bij 25-55% patiënten voor, tijdens of na de dialyse. De daaropvolgende bijwerkingen zijn spierkrampen (5-20%), misselijkheid met of zonder braken (5-15%), hoofdpijn (5%), borstpijn klachten (2-5%), jeuk (5%) en koorts (<1%). (19) Hoofdpijn, misselijkheid en braken zijn geassocieerd met langere dialyse periode met grotere vloeistofverschuivingen. Bij deze klachten is het belangrijk om een dialyse disequilibrium syndrome uit te sluiten. Dit syndroom is een gevolg van snelle verwijdering van ureum dan wel verlagen van de cerebellaire intracellulaire ph. Dit zorgt voor een osmotische verandering in het bloed waarbij de liquor, welke niet zo snel reageert, achterblijft. Het gevolg is dat veel water zich verplaatst van het bloed naar het liquor compartiment. Gevolg is cerebraal oedeem. Dit is van voorbijgaande aard en kan worden tegen gehouden door gebruik van mannitol. (20) De borstpijn klachten kunnen wijzen op angina pectoris, deze klachten dienen uitgezocht te worden. Het is uit onderzoek gebleken dat patiënten met eind-stadium nierfalen een verhoogd cardio-vasculair risico profiel hebben. De andere oorzaken van borstpijn zijn een luchtembolie of trombus. De luchtembolie komt weinig voor vanwege beveiligingen op de machine. Een trombus kan bij het aanprikken van een shunt voorkomen maar is erg onwaarschijnlijk.(19) Intra-dialyse hypotensie. De meest genoemde bijwerking van de dialyse is de intra-dialyse hypotensie (IDH). De definitie die gebruikt zou moeten worden, volgens zowel de Europese en Amerikaanse richtlijn is een verlaging van de systolische bloeddruk van > 20 mmhg of een verlaging van de mean arterial pressure (MAP) van 10 mmhg met klinische tekenen waarvoor interventie is vereist. De patiënten die klachten krijgen en bij meten een lagere tensie hebben, waarvoor de ultrafiltratie word verlaagd, vallen binnen de definitie. Er zijn intussen meerdere associaties bekend met IDH; myocard ischemie, cerebrale ischemie, frontale kwab atrofie, non-occlusive mesenteric ischemie (NOMI). Er blijkt een associatie tussen IDH en myocard en cerebrale ischemie. Dit is aangetoond door te kijken naar creatinine kinase MB fractie (ck-mb) aan het einde van de dialyse. Tevens waren er verhoogde troponine-t (trop-t) spiegels na een dialyse met IDH. Zowel de ck-mb en 10

trop-t zijn stoffen die gebruikt worden om myocard schade en ischemie aan te tonen bij een myocard infarct. Uit een case-controled onderzoek waarbij gekeken werd naar een relatie tussen IDH en 2- jaars mortaliteit bleek na correctie geen verband. Daar tegenover staat een prospectief cohort onderzoek waarin een duidelijke directe relatie is tussen IDH en 2-jaars overleving, alhoewel er geen correctie voor cardiale oorzaak is uitgevoerd.(16) Vaker voorkomen van IDH zal er voor zorgen dat het ideale droog gewicht niet bereikt zal worden en door de ingrepen zal de dialyse niet zo efficiënt verlopen als gewild.(4) Risicofactoren voor IDH zijn uitgezocht; onafhankelijke factoren: zijn leeftijd, renale diagnose anders dan glomerulonephritis, hyperfosfatemie, cardiale voorgeschiedenis met systolisch of diastolisch hartfalen en het gebruik van nitraten. Een voorbeeld van leeftijdverschil: IDH komt in 44% voor bij patiënten >65 jaar, 32% in de groep < 45. (16) De grootste oorzaak van IDH is de verlaging van circulerend bloed volume door de ultrafiltratie. In gezonde personen zullen diverse compensatiemechanismen worden gebruikt. Bij verlaging van het circulerend volume zal dit aangevuld worden vanuit het interstitium, dit gaat langzaam. Om het circulerend volume op peil te houden zal de perifere weerstand van bloedvaten toenemen (perifeer knijpen) waardoor het volume van de periferie in de centrale bloedomloop komt. Wanneer dit niet voldoende is, zullen binnen de centrale bloedsomloop capillairen uitvallen. Dit veroorzaakt verminderde perfusie van organen en als gevolg hiervan grotere diffusie afstand tot de cellen. Figuur 3 Compensatoire uitval van capillairen.(21) Hierbij speelt de microcirculatie een grote rol en dit zal ik in een ander hoofdstuk verklaren. Tegelijk zal het lichaam proberen de cardiac output (volume bloed dat door het hart per minuut het lichaam wordt ingepompt) gelijk te houden door verhoging van frequentie, 11

verhoogd contractiliteit van het hart en verdere constrictie van vaten. Een gezond persoon kan een verlaging van 20% compenseren voordat er hypotensie ontstaat. Bij dialysepatiënten licht deze grens lager, een precieze waarde is niet goed aan te geven vanwege de grote intra- en inter-individuele variatie. Reden voor deze verminderde compensatie is te beredeneren. Hartfalen zorgt voor verminderde contractiliteit, de aanloop naar hartfalen met hypertensie of een myocardinfarct is een oorzaak. Wat ontstaat is remoddeling. De remoddeling zorgt voor ventrikel hypertrofie waardoor diastolisch hartfalen ontstaat. Vanwege de cardiale belasting gebruiken hemodialysepatiënten vaak medicamenten zoals hartfrequentieremmers (betablokkade) wat weer een ander compensatiemechanisme laat uitvallen. De verlaagde activiteit van perifere vaatweerstand verhoging wordt veroorzaakt door de inductie van cytokines door bioincompatibiliteit van het dialyse filter, gebruik van acetaat in het dialysaat, verhoogde productie van stikstof (NO). De grootste oorzaak voor verminderde perifere vaatweerstand is door een verhoogde centrale temperatuur van het lichaam door de dialyse. (16) Dit gebeurt ondanks verlies van temperatuur over het dialyse-systeem die op 37 graden gehouden wordt. De verhoogde temperatuur is een antagonist voor de fysiologische reactie op ondervulling. Het gebruik van koude dialysaat-vloeistoffen zorgt voor betere perifere weerstand en betere contractiliteit van de hartspier. Het verlaagt de bloeddrukdaling en hiermee ook de IDH. Het tegenstrijdige wat gezien werd was een snellere afname van het bloedvolume en tragere herstelfase met meer hemodynamische stabiliteit. (16) Wanneer we de IDH willen voorkomen zullen we het ultrafiltratie-profiel moeten aanpassen. (16) Wordt de IDH wel compleet veroorzaakt door de ultrafiltratie? Enerzijds niet, er zijn observaties dat snelle ultrafiltratie (zogenaamde geleidelijk/geïsoleerd ultrafiltreren; GUF) beter wordt verdragen als dialyse met ultrafiltratie tegelijk. Dit suggereert dat de vloeistofshift, die wordt veroorzaakt door de diffusie de hypotensie induceert. Uit dit onderzoek bleek bij sterke daling van de osmolariteit van het bloed dat er een IDH ontstond, als factoren werden aangegeven: daling van het natrium, kalium en magnesium. Deze stoffen werken naast de osmolariteit zelf als vasocontrictor, bij minder aanwezigheid zal dit dus wederom verminderde compensatie veroorzaken. Anderzijds blijkt uit een grafiek (figuur 4) van Bemelmans dat het de verminderde perfusie van de microcirculatie veroorzaakt wordt door ultrafiltratie. (3) 12

Figuur 4: Resultaten Bemelmans et al (3) Om deze (on)opgemerkte momenten van (te veel) intravasculaire hypovolemie te reduceren zijn er automatische feedback systemen ontwikkeld. Bloedvolume meting De BVM is een automatisch feedback systeem die de veranderingen van de relatieve bloodvolume (RBV) registreert tijdens de dialyse. Het registreert niet alleen, maar grijpt ook in wanneer de RBV beneden een kritische waarde daalt. Het BVM systeem wordt ingesteld met ultrafiltratie hoeveelheid en behandelingstijd. Voor de instelling van het BVM-systeem moet het systeem enkele keren tijdens een nietgeautomatiseerde dialyse meedraaien voor een registratie van het individuele RBV-traject. Wanneer de behandeling vervolgens via de BVM methode verloopt, zal het systeem online feedback geven, in ultrafiltratie snelheid en dialyse conductiviteit. Het registrerende deel van het systeem bestaat uit een optische module die op de aanvoerende bloedlijn van de dialysemachine zit. Deze meet optisch continu het hematocriet in het bloed. Het percentage van verhoging van het hematocriet gedurende de volume vermindering is het percentage waarin het RBV verminderd. De ultrafiltratie zal door de BVM niet meer lineair plaatsvinden maar meer logaritmisch. Wanneer de patiënt start met de dialyse zal er veel vocht beschikbaar zijn in het interstitium dat gemobiliseerd kan worden. Er kan dan snelle ultrafiltratie plaatsvinden, maar wanneer het interstitium leeg raakt zal de relatieve bloedvolume sneller zakken en wordt de ultrafiltratie snelheid automatisch verlaagt. Het gevolg is niet alleen minder hypotensieve momenten tijdens de dialyse, maar ook minder hypotensie na de dialyse. Minder klachten van de patiënt zoals spierkramp of 13

misselijkheid. (22) Tevens dezelfde efficiëntie (hoeveelheid reductie in bloedvolume) en een betere dialysekwaliteit. Dit wordt verklaard door betere continue dialyse zonder ingrepen en hemodynamische problemen. (4,22-25) Er zijn nog steeds veel vragen over deze biofeedback systemen, de kracht ligt waarschijnlijk in het voorkomen van hele grote RBV fluctuaties die wel ontstaan tijdens normale lineaire ultrafiltratie. (26) Microcirculatie De microcirculatie bestaat uit de kleinste bloedvaten in het lichaam, kleiner dan 100µm in diameter. Het is de belangrijkste aanvoer van zuurstof en metabole stoffen die nodig zijn voor functioneren van cellen en organen. De wanden van de capillairen zijn extreem dun, het bestaat uit één laag van permeabele epitheel cellen van ongeveer 0.5 micrometer. De kleine cappilairen hebben een doorsnede van 20 micrometer. Dit zorgt voor een optimale uitwisseling van water, bouwstoffen en afvalstoffen tussen het bloed en de cel. In het lichaam zal elke cel binnen 20-30 micrometer van een capillair liggen. (27) Binnen de microcirculatie zijn er twee begrippen van belang. Dit is diffusie en convectie. De convectie is de stroomsnelheid waarmee het bloed (en dus zuurstof) langs de cellen gaat, diffusie de afstand die het zuurstof moet overbruggen om bij de cel te komen. Concreet de afstand van de cel naar het bloedvat. Wanneer de microcirculatie perfusie verminderd zorgt dit voor verminderde aan- en afvoer van de bovengenoemde stoffen en hierdoor verminderde werking van de weefsels. Hierdoor ontstaat orgaanschade. Er zijn vier algemene factoren van belang voor de doorbloeding van de microcirculatie; huidige bloeddruk, arteriële tonus, bloedsamenstelling en capillaire doorgankelijkheid. (28) De hele microcirculatie wordt gereguleerd door myogene, metabole en neurohumerale systemen. De myogene component bestaat uit spanning en stress op de wand van het bloedvat. Het metabole mechanisme wordt geregeld via regulatie door aanwezigheid van hoeveelheid zuurstof, koolstofdioxide, lactaat en waterstof. Het neurohumorale systeem door autocriene en paracrine interacties. De microcirculatie zal beter doorbloed worden op het moment dat er een verhoogde zuurstof vraag is door de weefsels. Dit wordt gerealiseerd door dilatatie van de terminale arteriolen en hierdoor recrutering van capillairen, tegelijkertijd kan de proximale arteriole de totale bloedflow bepalen. Uit onderzoek bleek dat de afstand van een capillair tot een spiercel in rust tot ruim 200 µm kan zijn en dat dit, wanneer deze spier actief word door recrutering van capillairen naar < 60 µm terug gaat. (29) Bij diverse soorten van shock bleek een verminderde perfusie van de microcirculatie geassocieerd met orgaanschade onafhankelijk van het globale zuurstofaanbod. Tijdens sepsis blijkt de autoregulatie van de microcirculatie niet intact te zijn, dit zorgt voor heterogene doorbloeding waarbij sommige capillairen geheel niet doorbloed zijn en sommige juist een hoge bloedflow hebben. Dit zorgt ervoor dat de diffusie veel grotere afstanden moet overbruggen en hierdoor hypoxie in de weefsels met schade als gevolg. Deze verminderde perfusie is aanwezig zonder afwijkingen aan bloeddruk, pols en SvO2. (28,30) 14

In het geval van sepsis wordt de mortaliteit direct gekoppeld aan ernst van afwijkingen in de microcirculatie. In de vroege fase van sepsis was een langdurige slechte microcirculatie geassocieerd met een slechte uitkomst. Tevens bleken er microcirculatoire afwijkingen bij normale of supranormale hemodynamiek. Ook tijdens vloeistof-resucitatie bij sepsis bleken de verbeteringen in microcirculatie niet terug te vinden in hemodynamiek, zoals bloeddruk en hart-minuut volume. (30) Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de beoordeling van de microcirculatie gebruikt mag worden om intravasculaire volumedepletie aan te tonen en gebruikt kan worden om de effectiviteit van een fluid challenge hiervoor te beoordelen.(31) Deze en andere observaties hebben het belang van microcirculatoire afwijkingen in het ontstaan van orgaanschade onderstreept en de mogelijkheid tot herkenning van hypovolemie. In 2009 word door Bemelmans et al. gekeken naar de perfusie van de microcirculatie bij hemodialyse. 39 patiënten werden onderzocht en er bleek een duidelijke verandering in MFI (microvasculair flow index) gedurende de lineaire ultrafiltratie. Zie figuur 4. Deze dalingen bleken allemaal omkeerbaar bij trendelenburgpositie en infusie van vloeistof. Een tweede interessante bevinding waren de veranderingen in bloeddruk en pols, van deze metingen was alleen de diastolische bloeddruk significant verlaagd. (3) Dit onderzoek toont ons dat bij uitblijven van hypotensieve klachten er dus toch een duidelijke verandering in microcirculatie is. Sidestream- darkfield imaging. Sidestream-darkfield (SDF) imaging is de opvolger van de orthogonal polarization spectral (OPS) imaging. OPS was de eerste gevalideerde directe observatie van de microcirculatie. Deze wordt gevisualiseerd dmv directe in-vivo microscopie, i.p.v. de andere (indirecte) methoden waarbij CO 2 of hemoglobine saturatie wordt gebruikt. Hierdoor werd het mogelijk onderscheid te maken tussen arteriolen, capillairen en venulen. De camera die gebruikt wordt bestaat uit LED s (light emithing diodes) die groen licht uitzenden. Deze golflengte van licht word teruggekaatst door hemoglobine. Hemoglobine zit in rode bloedcellen, dus de rode bloedcellen zullen oplichten. Verder bestaat de mogelijkheid tot stellen van diepte. (32) 15

Figuur 5: SDF-camera opstelling. (28) Met de SDF- en OPS imaging kan in diverse weefsels de microcirculatie gevisualiseerd worden, onder andere cerebrale cortex, conjuctiva, intestinale en sublinguale microcirculatie. Voor ons onderzoek zullen we gebruik maken van de sublinguale microcirculatie. Deze is veelvuldig onderzocht vanwege de eenvoud waarmee de opnames te maken zijn. De hoofdtoevoer van bloed wordt gedaan door de arteria carotis externa. De overige aanvoerende vaten staan in figuur 3. Figuur 6: sublinguale circulatie. Referentie: the heterogeniteit van micro... De analyse van de beelden gebeurd op verschillende manieren. Zoals eerder genoemd bestaan er twee begrippen, namelijk diffusie en convectie. De eerste en ook eenvoudigste is de microvascular flowindex, MFI. Deze waarde is gevalideerd voor inter-beoordeling en intra-beoordelings variatie. Bij deze manier van beoordelen worden de beelden verdeeld in vier kwadranten. Binnen deze kwadranten worden de vaten verdeeld in klein, middel en groot. Vervolgens wordt per kwadrant en per grote van vaten een MFI waarde gegeven. Deze waarde verloopt semikwantitatief van nul tot drie. Nul staat voor geen flow, één voor afwisselende flow, twee voor vertraagde flow, drie is normaal. Er bestaat een kans dat er een waarde vier gaat gebruikt worden voor verhoogde flow. Er wordt hiermee gekeken naar 16

convectie van de microcirculatie.(33) De andere methode van analyseren is gebaseerd op de totale oppervlakte kleine bloedvaten per vierkante mm. Dit wordt bepaald via computersoftware. Er word een grid opgebouwd over het beeld. Hieruit volgen vervolgens verschillende variabelen zoals de total vessel density (TVD), deze variabele is de totale lengte aan kleine vaten over één vierkante millimeter, backerscore, percentage perfused vessels (PPV). Hiermee word dus gekeken naar diffusie, hoe groot is de afstand van een cel naar een bloedvat. (34) Figuur 7 Links: gridlines voor de Backer score. Rechts: MFI kwadranten. (32) Vraagstelling Mijn achtergrond is erg uitgebreid om te zorgen dat het traject naar dit onderzoek duidelijk wordt. Inmiddels zijn de microcirculatie en het dialyseren niet vreemd meer. Wat we nu weten, is dat de microcirculatie belangrijk voor weefsels is en heel heterogeen verdeeld is bij shock. We weten ook dat de microcirculatie slechter doorbloed wordt tijdens het ultrafilteren. Een slechte doorbloeding van de microcirculatie zorgt voor hypoxie en hierdoor schade. De microcirculatie verlaagt ook zonder hypotensieve klachten gedurende de dialysebehandeling. Mogelijk dat bij ultrafiltratie de microcirculatie een early sign is van ondervulling. Bij BVM gereguleerde ultrafiltratie zijn er observaties dat er minder IDH episoden zijn. Concrete vraagstelling: Wat voor veranderingen op microcirculatoir niveau geeft een BVMgereguleerde ultrafiltratie t.o.v. lineaire ultrafiltratie? Hypothese Deze bestaat uit twee soorten hypothese, de nul hypothese (H0), geen bewijs, en een alternatieve hypothese (H1), met bewijs. In dit geval willen we de H1 hypothese bewijzen. H0: BVM-gereguleerde ultrafiltratie geeft evenveel microcirculatoire veranderingen t.o.v. de lineaire ultrafiltratie H1: BVM-gereguleerde ultrafiltratie geeft minder microcirculatoire veranderingen t.o.v. de lineaire ultrafiltratie. 17

Materiaal en Methode Het onderzoek heeft plaatsgevonden van 1 september 2011 tot 22 december 2011 in het Medisch Centrum Leeuwarden (MCL) te Leeuwarden. Vooraf aan de start van het onderzoek ben ik samen met mijn begeleider gestart met het maken van het onderzoeksprotocol voor de aanvraag van de wetenschappelijke stage en de medisch ethische commissie. Gedurende mijn keuze-coschap van 14 weken heb ik de techniek geoefend bij gesedeerde patiënten (n>20) op de IC te Leeuwarden. Gedurende die tijd werd ik gecontroleerd op de kwaliteit van beelden. Van belang was het goed vinden van de juiste sublinguale microcirculatie, het stil houden van de camera en het vermijden van drukartefacten. Vanaf 1 september 2011 is het onderzoek van start gegaan met informeren van verpleegkundigen op de dialysekliniek te Leeuwarden. Belangrijk voor het onderzoek is de medewerking van verpleegkundigen tijdens het onderzoek en voor de werving van patiënten. Na enkele klinische lessen over de microcirculatie en bloedvolume gestuurde ultrafiltratie is de inclusie van patiënten gestart. Binnen één week waren de eerste vier toestemmingformulieren getekend, de tweede week nogmaals vier. Voor het eventueel uitvallen van een patiënt is een negende patiënt geïncludeerd. Per 1 oktober ben ik gestart met het maken van SDF-beelden bij twee patiënten per week, deze volgde ik drie weken. Wanneer patiënten toestemming gaven werden ze ingepland en werd deze planning schriftelijk aan de patiënten gegeven. Tevens een kopie in de status. Onderzoeksopzet Het onderzoek is opgezet als observationele gerandomiseerde studie over een periode van drie weken per patiënt. Einddoelen Het primaire einddoel is het verschil in MFI tussen lineaire ultrafiltratie en BVM-gestuurde ultrafiltratie. Secundaire einddoelen zijn de TVD, laboratoriumwaarden, pols, bloeddruk, ultrafiltratie hoeveelheid. Onderzoekspopulatie De onderzoekspopulatie bestaat uit stabiele hemodialyse patiënten. Dit zijn patiënten die langer dan drie maanden dialyseren. Het betekent dat ook het streef gewicht reëel is. Inclusie-criteria: leeftijd >18 jaar, informed consent, adequate basis instelling BVT, noodzaak tot ultrafiltratie, > 3 maanden hemodialyse behoefte. Exclusie-criteria: leeftijd <18 jaar, mondbodem/kaakchirurgie, acute intercurrente ziekte, ernstig instabiele hemodynamiek. 18

Poweranalyse Bij de berekening van de poweranalyse moet men vooraf bepalen met welke zekerheid men iets wil kunnen zeggen over de uitkomst. Hiervoor dient bepaald te worden welke kans men accepteert op een type I fout (α) en een type II fout (β). Een type I fout wordt gemaakt wanneer onterecht de nul hypothese wordt verworpen. Een type II fout ontstaat wanneer onterecht de nulhypothese wordt geaccepteerd. Uit eerder onderzoek van Bemelmans et al. bleek een standaarddeviatie van 0.6 binnen de MFI. Ik wil een verschil van 0.7 in MFI aan tonen. Bij een power van 80% en een alfa van 0.05% betekent dit bij een gepaarde tweezijdige toetsing (iedere patiënt is eigen controle) een aantal van 8 patiënten. Protocol Elke patiënt heeft een eigen volgorde waarin de verschillende dialysebehandelingen zullen volgen. Dit is per randomisatie vastgesteld: De dialysebehandelingen die gebruikt zijn: A: 4 uur hemodialyse zonder ultrafiltratie en hierna nog 1 uur geleidelijk ultrafiltreren (GUF) B: 4 uur hemodialyse met lineaire ultrafiltratie C: 4 uur hemodialyse met BVM-gestuurde ultrafiltratie. Op de dag van onderzoek wordt de patiënt voor- en achteraf gewogen. Dit gewicht is nodig voor de BCM meting en voor de bepaling van de ultrafiltratie hoeveelheid. Wanneer het gewicht bekend is word de bloeddruk gemeten terwijl de patiënt in rust in de dialyse stoel zit. De BCM-meting wordt gedaan, de SDF-beelden worden gemaakt. Dit is tijdstip t=0. De patiënt word aangesloten aan dialysemachine (Fresenius F5008, nier: fresenius FX 80-100) en er word bloed afgenomen voor bepalingen, namelijk hemoglobine, hematocriet, natrium, kalium, creatinine, calcium, albumine, fosfaat, nt-probnp, troponine-t, CRP. Vanaf de start van de dialyse worden er elk uur SDF-beelden gemaakt tot het einde van de hemodialyse. Wanneer de dialyse is afgelopen word er nogmaals bloed afgenomen en een BCM-meting gedaan. Regionale Toetsing Protocol Commissie (RTPO) Vooraf aan een onderzoek met patiënt moet er een goedkeuring van een medisch-ethische commissie verkregen worden voordat het onderzoek mag starten. Dit betekent het invullen van een formulier van enkele bladzijden met basale gegevens over het onderzoek, zoals inclusie, exclusiecriteria, maar ook wat het belang van het onderzoek is. Waarom er patiënten blootgesteld moeten worden aan eventuele schadelijke gevolgen. Ons protocol (RTPO nummer 776) is tweemaal ingediend, de eerste maal waren er onduidelijkheden over het soort studie. Vanwege het feit dat steady-state dialyseren werd gecombineerd met snelle UF achteraf was de commissie aanvankelijk niet overtuigd van het puur observationele karakter van de studie. Na verbeterde uitleg werd dit protocol 19

goedgekeurd. Vervolgens is het protocol geregistreerd bij Clinicaltrials.gov onder nummer NCT01396980. SDF-beelden Ik heb gebruik gemaakt van de SDF-camera die aanwezig is in het Medisch Centrum Leeuwarden. Dit is de MicroScan Video Microscope van de firma MicroVision uit Amsterdam. Het heeft een optische vergroting van 5x en een totale beeldvergroting van 280 x. Er worden beelden gemaakt van minimaal 10 seconden stabiel beeld. Deze worden opgeslagen op digital 8 bandjes middels een Sony GV-D 1000E recorder. Deze beelden word in PAL-kwaliteit opgeslagen, dit betekent 25 frames per seconde. Er worden titels aan elk beeldje gekoppeld, deze zijn te zien tijdens het afspelen van de bandjes. Vervolgens worden de beelden vanaf de bandjes digitaal ingelezen per 5-10 seconden via SonyDVgate. Hierna volgt geanonimiseerde en gerandomiseerde analyse via de AVAsoftware. Analyse SDF-beelden De analyse van de SDF beelden wordt gedaan via een softwarepakket, AVA genoemd. Met deze software kun je de beelden inkorten, stabiliseren en analyseren. De beelden worden ingeladen in het systeem en allereerst wordt de MFI van elk kwadrant gescoord voor grote (>50um) en kleine (<20um) vaten. Zoals eerder verteld, wordt de score van de grote vaten gebruikt als kwaliteitscontrole. Voor de analyse via de software is een korter en stabiel beeld nodig. Uit het filmpje van 10 seconden wordt één tot drie seconden stabiel en representatief beeld genomen. Dit wordt gestabiliseerd waarbij er een maximaal verschil mag zijn van 10-20 pixels in beide richtingen. Hieruit volgt een steady film. In deze film wordt de analyse gedaan en het grootste gedeelte van de bloedvaten word ingetekend. Tijdens de automatische analyse worden ook vaten getekend die er niet zijn. Met behulp van de software kun je de mate van intekenen wijzigen, zodanig dat deze niet bestaande vaten niet getekend worden. Hierna teken je alle overgebleven vaten in. In het rapport staan de TVD (total vessel density), gridpoints, totale lengte van vaten, en de DeBackerscore. Vanuit deze genoteerde getallen is een PPV (percentage perfused vessels) en PVD (perfused vessel density) te berekenen. Deze procedure is zeer tijdsintensief. Opzet database Na analyse van de beelden worden alle uitkomsten van de SDF-beelden in een database ingevoerd samen met de gegevens van de patiënten, laboratoriumuitslagen en vitale functies. Deze database is volledig opgezet door de onderzoeker. Het bestaat uit demografische 20

gegevens (leeftijd en geslacht), ziektegeschiedenis (oorzaak nierfalen, periode van dialyse), de behandeling specifieke variabelen. De behandeling specifieke variabelen bestaan uit hemodynamische monitoring gedurende de verschillende tijdstippen van één behandeling, de analyse van de SDF-beelden en laboratoriumwaarden. Deze waarden herhalen per tijdstip en per behandeling. Totaal zorgt dit voor een database met 620 variabelen waar alle onbewerkte data in verzameld is. Statistische analyse Statistische analyse werd gedaan in Statistical Package for Social Sciences (SPSS 18 voor Windows Chicago Illinois, USA). Grafieken werden gemaakt in Microsoft Office Excel 2010. Vanwege de kleine groepsgrootte is alleen gebruik gemaakt van non-parametrische testen. Als oefening zijn er enkele histogrammen gemaakt waarbij bleek dat vooral de MFI scheef verdeeld was. De secundaire eindpunten zijn laboratorium waarden, BCM-waarden, TVD, vitale functies en ultrafiltratie hoeveelheid. Bij een grote populatie kan gebruikt gemaakt worden van de t-test maar ook hier vanwege het kleine aantal alleen de non-parametrische testen. (35) BCM waarden worden alleen weergeven bij start van behandeling. Voor de basale karakteristieken zijn de gemiddelden en SD berekend. Voor de overige variabelen zijn de mediaan en de interkwartiel getallen ([IQR]) weergegeven. Aan de 25 ste 75 ste percentiel valt te zien hoe de buitenkant van de verdeling ligt. (34) Voor de vergelijking tussen start en einde behandeling binnen één dialyse modaliteit werd gebruik gemaakt van een non-parametrische test voor gepaarde data (Wilcoxon Signed Ranks test). Voor de vergelijking tussen verschillende ultrafiltratie modaliteiten op vergelijkbare momenten werd gebruik gemaakt van een non-parametrische test voor onafhankelijke data ( Mann Whitney U test). Bij een vergelijking van ultrafiltratie hoeveelheid per tijdsmoment tussen de behandelingen worden alleen behandeling B en C voor alle tijdsmomenten getest en tijdsmoment 5 van A vergeleken met B4 en C4. en 21

Resultaten Studiepopulatie De totale studie populatie bestaat uit 9 patiënten. Alle 9 patiënten ondergingen dezelfde behandelingen in een gerandomiseerde volgorde. De baseline karakteristieken staan vermeld in Tabel 1. Tabel 1: basale karakteristieken Variabele N Leeftijd (jaren) 66± 12 9 Geslacht (%)(man/vrouw) 89%/11% 8/1 Nierfalen oorzaak (%) DM ATN ADPKD Tumor ECI 55.5% 11,1% 11,1% 11,1% 11,1% 5 1 1 1 1 Duur dialyse (maanden) 37 ± 29 9 Lengte (meters) 1,78 ± 0,08 9 Streefgewicht (kg) 83,8 ± 9,98 Intake op dialyse (ml) 755 ± 150 9 BVM-instelling (%) 88,3 ± 3,9 9 B-blokkers (%) 67% 6 ACE remmers (%) 33% 3 Ca-antagonisten (%) 22% 2 Diuretica (%) 44% 4 Tabel 1: Basale karakteristieken. DM=Diabetes Mellitus, ATN=Acute Tubulus Necrose, ADPKD= Autosomaal dominante polycysteuze nierziekte, ECI= e causa ignota. 22

MFI Primaire uitkomst Figuur 8 Boxplot verloop MFI tijdens behandeling A. MFI tijdens behandeling B 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Start tijdstip 1 tijdstip 2 tijdstip 3 Eind Figuur 9 Boxplot verloop MFI tijdens behandeling B. 23

MFI MFI tijdens behandeling C 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Start tijdstip 1 tijdstip 2 tijdstip 3 Eind Figuur 10 Boxplot verloop MFI tijdens behandeling C. Veranderingen MFI tijdens behandeling (figuur 9-11) Gedurende behandeling A verandert de MFI niet significant tijdens de eerste 4 uur zonder UF (2.8[2.5-2.9] versus 2.8[2.8-3.9], p = 0.61). Tijdens het laatste uur met UF verlaagt de MFI significant (2.8[2.8-3.9] versus 2.5[2.2-2.8], p= 0.03). Tijdens behandeling B haalt is er geen significante daling van de MFI waarneembaar (2.9[2.5-3] versus 2.6[2.2-2.9], p= 0.13). Gedurende behandeling C is een dalende trend van de MFI waarneembaar (2.8[2.5-3.0] versus 2.8[1.9-2.9], p= 0.06). Deze daling wordt al bereikt op T3 (2.8[2.5-3.0] versus 2.5[1.8-2.7], p= 0.05) Vergelijking MFI op eindpunt tussen verschillende ultrafiltratie modaliteiten (Figuur 12) Vergelijking tussen behandeling A, B en C staan weergegeven in Figuur 12. Bij start van de behandeling was er geen significant verschil in MFI tussen de groepen (A: 2.8[2.5-2.9] versus B: 2.9[2.5-3], p=0.44; A: 2.8[2.5-2.9] versus C: 2.8[2.5-3.0], p= 0.66; B: 2.9[2.5-3] versus C: 2.8[2.5-3.0], p= 0.86). Het primaire eindpunt MFI na behandeling was niet significant verschillend tussen de groepen. (A: 2.5[2.2-2.8] versus B: 2.6[2.2-2.9], p=0.44; A: 2.5[2.2-2.8] versus C: 2.8[1.9-2.9], p=0.39; B: 2.6[2.2-2.9] versus C: 2.8[1.9-2.9], p=0.93). 24

Figuur 11: MFI waarden kleine vaten aan het einde van alle behandelingen. Secundaire uitkomst De verandering van TVD, pols en bloeddruk waren alle niet significant verschillend voor en na behandeling (Figuur 13). De laboratoriumwaarden veranderden zoals verwacht tijdens dialyse. Er waren geen significante verschillen tussen de groepen aan het einde van de behandeling (bijlage 1). De hoeveelheid UF tussen de modaliteiten was niet significant verschillend (bijlage 1). Wel is er binnen de groepen een significant verschil in ultrafiltratie hoeveelheid op 1 uur en 2 uur na start van de behandelingen (B: 425 ml [294-526] versus C: 693 ml [580-849], p= 0.01; B: 850 ml [586-1035] versus C: 1293 ml [1023-1457], p= 0.01) (Figuur 14). Figuur 12 Boxplot TVD aan het eind van elke behandeling. 25