Analisi dei fattori predisponenti all'ipotensione intra-dialitica valutabil ad inizio trattamento

Intradialytic hypotension (IDH) is one of the main short – term hemodialysis complications, occuring in 25-30% of cases . The causes of hypotension onsetting in patients undergoing dialysis treatments are various and due to different factors: some were found to be more related to the patient status (vascular and cardiac diseases, neuropathy, anemia), others to the treatment itself (temperature of the dialysate, sodium concentration, buffer composition, ultrafitration rate, plasma refilling rate, type of membrane, type of nutrition and hydration, changes in the posture during dialysis). Hypotension short term consequences are general unease - attributable to fatigue -, nausea and faint. IDH onsetting frequently implies a premature interruption of dialysis section, causing a resulting inadequate purification of the patient’s blood. In the long term, moreover, frequent episodes of IDH may cause permanet damages to the heart and intestine, in addition to the occlusion of the arterovenous fistula (1). IDH clinic treatment requires a reduction in the hematic flow, a reduction in the ultrafiltration rate and an increase in volemy through administration of liquids, and, eventually, an infusion of hypertonic solution to facilitate the osmotic flow from extravascular to intravascular compartment (2). These manoeuvres are essential when symptoms have occurred already; however, preventing hypotension episodes is more desirable than corretting them. The main obstacle faced in preventing IDH relies in the fact that not all patients show forerunner symptoms. This thesis workpaper is part of the DialysIS (Dialysis therapy between Italy and Switzerland) Project which aims to the development of a computational model able to describe each patient’s reaction to the treatment and to define the more efficacious and personalized therapy possible. Specifically, the aim of this study is the definition of indexes capable to foresee, at the beginning of the treatment, the possibility that IDH occurs during the dialysis. This paper consists in an observational retrospective research on data regarding 70 patients, of which 50 are enrolled in Azienda Ospedaliera “A. Manzoni”, Lecco, and 20 in Ente Ospedaliero Cantonale, Lugano. The first phase consisted in the acquisition and classification of data recorded in the Nephrology Division of the two Dialysis Centres. Regarding the predialysis conditions, the parameters taken into consideration are: blood concentration of the main electrolytes (Ca2+ [mmol/l], Mg2+ [mmol/l], Na+ [mmol/l], K+ [mmol/l], Cl- [mmol/l], urea [mmol/l],), arterious pressure and heart rate. Secondly, the population has been divided into groups according to gender, dialytic therapy, dialytic age, cardiopathy, diabetes and proneness to hypotension, in order to evaluate these factors’ influence on predialytic conditions. Later on, focus has been put on the interdialytic period: the values of pressure, heart rate and hematic composition have been calculated as the difference between the end of a session and the begining of the next one. At this point an application of indexes coming from academic literature (hydration index, HI) has been conducted. Subsequently, new indexes capable of detecting IDH onsetting risk have been defined as a combination of parameters significantly different between HP (hypotension prone) and HR (hypotension resistant) patients. Those parameters are: potassium concentration, systolic and dyastolic pressure, heart rate and weight. These new indexes have been defined by assigning different weights to each event seen as a potential risk factor for IDH onsetting, and multiplying each parameter for the corresponding weighted coefficient, to have them patient-dependent. To test the indicators’ efficacy a threshold has been set so that the dyalisis machine could alarm whenever an IDH potential event was about to occur, and the number of alarms has been compared to the number of actual IDH events. The indexes definition phase has been based on data coming from Lecco. In a second moment hte indicators have been applied on data coming from Lugano. Overall, the analysis results were satisfying, and particularly index J4 allowed to predict the entirety of sympthomatic IDH cases. Cases of faulse – positive have occurred. Those are situations in which the indicator J would have set the alarm on (either because of far initial conditions of the patient from his/her normality, or stable conditions but individual proneness to IDH) but they have actually presented no IDH events during the session, most likely thanks to the clinicians awareness.

L’ipotensione intradialitica (IDH) è una delle complicanze a breve termine più rilevanti dell’emodialisi, che si verifica in circa il 25-30% delle sedute. Le cause dell’insorgenza dell’ipotensione nei pazienti in dialisi sono molteplici e legate a fattori di diversa natura, alcuni dipendenti dal paziente (patologie vascolari e cardiache, neuropatie, anemia), altri più strettamente dipendenti dal trattamento (temperatura del dializzato, concentrazione di sodio, composizione del tampone, tasso di ultrafiltrazione, tasso di riempimento plasmatico, tipo di membrana, tipo di alimentazione e idratazione, cambiamenti di posizione durante la dialisi). Le conseguenze a breve termine dell’ipotensione sono malessere generale del paziente, nausea, vomito e svenimenti. L’insorgenza di IDH spesso comporta l’interruzione prematura della sessione di dialisi, determinando una conseguente inadeguata depurazione del sangue del paziente al termine del trattamento. A lungo termine, inoltre, frequenti episodi di IDH possono causare danni permanenti al cuore e all’intestino, oltre al rischio di occlusione della fistola arterovenosa (1). Il trattamento clinico della IDH prevede la riduzione del flusso ematico del circuito extracorporeo, la riduzione del tasso di ultrafiltrazione e l’aumento della volemia tramite somministrazione di liquidi, eventualmente con infusione di una soluzione ipertonica che faciliti il passaggio osmotico di fluido dal compartimento extravascolare a quello intravascolare (2). Queste azioni sono necessarie quando i sintomi sono già manifesti, ma sarebbe auspicabile prevenire gli episodi ipotensivi, piuttosto che correggerli. Il principale ostacolo al raggiungimento di tale obiettivo è il fatto che l’insorgenza di IDH non è sempre osservabile attraverso segni esterni, poiché alcuni pazienti non mostrano sintomi precursori. Questo lavoro di tesi si inserisce nel contesto del Progetto DialysIS (Dialysis therapy between Italy and Switzerland) durante la fase di sviluppo di un modello computazionale che descriva le reazioni al trattamento di ogni paziente e definisca la terapia più efficace e personalizzata. In particolare, nucleo di questa indagine è la definizione di indici che permettano di prevedere ad inizio trattamento la probabilità che si verifichino eventi ipotensivi durante dialisi. Il lavoro esposto consiste in uno studio osservazionale retrospettivo sui dati riguardanti 70 pazienti, di cui 50 arruolati nell’Azienda Ospedaliera di Lecco e 20 nell’Ente Ospedaliero di Lugano. La prima fase del lavoro è stata scandita dall’acquisizione e dalla classificazione dei dati registrati nei reparti di nefrologia dell’Ente Ospedaliero Cantonale di Lugano e dell’Azienda Ospedaliera di Lecco. Con specifico riferimento alla condizione predialisi, i parametri presi in considerazione sono stati la concentrazione dei principali elettroliti nel sangue (Ca2+ [mmol/l], Mg2+ [mmol/l], Na+ [mmol/l], K+ [mmol/l], Cl- [mmol/l]), il livello di urea [mmol/l], la pressione arteriosa [mmHg] e la frequenza cardiaca [bpm]. In un secondo momento la popolazione è stata suddivisa in sottogruppi in base a sesso, terapia dialitica, età dialitica, cardiopatia, diabete e propensione all’ipotensione allo scopo di indagare nel dettaglio l’influenza di determinati fattori sulla condizione di presentazione del paziente alla seduta dialitica. In seguito, ci si è concentrati sullo studio della condizione predialisi con riferimento al periodo inter trattamento. Studiando i valori di pressione, frequenza cardiaca e composizione ematica come differenza tra l’inizio di una seduta dialitica e la fine della precedente, si sono indagati quali dei meccanismi di compensazione della mancanza di funzionalità renale intervengano durante il periodo interdialitico. Dopo aver raccolto e descritto tutti i dati predialisi dei pazienti arruolati nello studio, si è passati alla valutazione degli indici di letteratura, in particolare di HI (hydration index) e alla definizione di nuovi indici che, come combinazione di parametri ritenuti particolarmente influenti, siano in grado di fornire un allarme di possibile ipotensione alla luce della condizione con cui il paziente si presenta al trattamento. Per la scelta dei parametri da considerare nella definizione di questi indicatori è stata posta l’attenzione sui fattori che sono risultati significativamente differenti tra pazienti propensi a ipotensione e pazienti resistenti, cioè la concentrazione del potassio, la pressione sistolica, la pressione diastolica, la frequenza cardiaca e il peso del paziente. La formulazione degli indici è stata fatta assegnando un peso a ogni evento riconosciuto come fattore di rischio per l’insorgenza di IDH e moltiplicando ogni parametro per il coefficiente ponderato corrispondente, al fine di rendere il calcolo paziente-dipendente. Per testare l’efficacia degli indicatori è stato definito un valore oltre il quale il sistema automatico collegato alla macchina di dialisi dovrebbe fornire un allarme ed è stato confrontato il numero di allarmi con il numero di ipotensioni verificatesi. Nella fase di definizione degli indici, i due gruppi di dati provenienti dai due centri sono stati mantenuti separati; questo ha permesso di definire i coefficienti sulla base delle informazioni fornite dal centro di Lecco e poi testare i risultati anche sul gruppo di Lugano. Complessivamente, i risultati ottenuti sono soddisfacenti; in particolare, l’indicatore J4 ha permesso di prevedere la totalità dei casi di IDH sintomatica che si sono effettivamente manifestati durante le sedute di cui si avevano dati sufficienti per l’elaborazione dell’indice. Sono stati identificati casi falso – negativi; si tratta di situazioni in cui l’indicatore di propensione J avrebbe fornito un allarme (basandosi sulla condizione predialisi del paziente distante dalla sua normalità, con scostamenti in direzione dell’evento ipotensivo, oppure sulla condizione predialisi stabile rispetto alla norma ma con elevata propensione del soggetto a sviluppare IDH) ma in cui non si sono verificati fenomeni ipotensivi, molto probabilmente grazie alla cura del personale medico che è intervenuto prima che incorressero complicazioni.