Near-Infrared Spectroscopy e monitoraggio continuo real-time della perfusione renale post-trapianto

Introduction. Near-infrared spectroscopy (NIRS) is a non-invasive technique designed to study regional oxygenation (rSO2) by measuring absorption of chromophores (hemoglobin, cytochrome c oxidase). It has been validated for cerebral perfusion monitoring in neonates but few data exist on splanchnic perfusion evaluation. The assessment of adequate organ perfusion both in children and in adults is commonly based on clinical parameters, as well as invasive measures requiring central venous and/or arterial catheter access. Additionally, most of these data are acquired intermittently, and thus may only represent a delayed picture of oxygen delivery and consumption. Aim of the study. The purpose of our study was to investigate the role of NIRS in real-time monitoring for kidney graft perfusion in the first 72 hrs post-transplantation, a vulnerable phase when a significant risk of ischemic insult exists. Materials and Methods. Consecutive children undergoing living related or deceased donor kidney transplantation were prospectively enrolled between April 2010 and August 2011. NIRS probe was applied in operatory room upon surgical suture. Renal rSO2 values have been continuously registered for 3 days and were correlated with the following markers of perfusion: - hourly urine output; - serum creatinine and urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin (U-NGAL), both collected every 12 hrs; - daily color flow and power Doppler ultrasound to assess global renal perfusion and intra-renal resistive index. Results. Twenty-four children were included, 6 underwent living related kidney transplantation and 18 deceased donor kidney transplantation. Median age was 12.5 yrs (range 1.0-17.8) and median weight was 37 kg (range 9.5-72). Immunosuppression was induced with basiliximab; thereafter, the immunosuppressive regimen consisted of prednisone with tacrolimus and mycophenolate mofetil. Four patients experienced delayed graft function. Power and color Doppler US showed normal vascularisation patterns and normal intra-renal resistive indexes (median value 0.63) in all children. Mean basal renal rSO2 value was 69.84+11.95%, significantly lower than the end-of-period result (82.92+8.17%; p<0.0001). The oxygenation pattern revealed by NIRS was similar both in living related or deceased donor kidney transplants, in spite of different ischemia times. During the whole post-transplant NIRS monitoring, renal rSO2 values showed a significant correlation with both serum creatinine (r=-0.58; p<0.05) and creatinine clearance (r=0.54; p<0.05). It has not shown an association between rSO2 and diuresis. An increase in renal oxygenation was found also in the patients who experienced a delayed graft function. U-NGAL exhibited a trend of decrease from baseline and a significant negative correlation with rSO2 occurred both in deceased donor (r=-0.96; p<0.05) and living related (r=-0.89; p<0.05) kidney transplantations. Conclusions. Our results suggest that NIRS monitoring could became a useful non-invasive tool for a real-time evaluation of kidney graft perfusion during the first hours after transplantation, a tricky phase when an ischemic insult could benefit from prompt medical or surgical treatment.

Introduzione. La near-infrared spectroscopy è una tecnica non invasiva che misura in modo continuo la saturazione regionale (rSO2) analizzando lo stato di ossigenazione dei cromofori (emoglobina e citocromo ossidasi). Il suo utilizzo è stato validato nel monitoraggio della perfusione cerebrale specie nei bambini sottoposti a interventi cardiochirurgici, mentre sono scarse le applicazioni nella valutazione della perfusione degli organi splancnici. Scopo dello studio. Lo scopo di questo studio prospettico è stato di valutare il ruolo della NIRS nel monitoraggio della perfusione del rene trapiantato nelle prime 72 ore dal trapianto stesso, una fase critica in cui la precoce identificazione di complicanze vascolari può consentire l’attuazione di un tempestivo intervento medico e/o chirurgico. Materiali e metodi. Sono stati inclusi tutti i pazienti pediatrici sottoposti a trapianto renale da donatore vivente o non-vivente nel periodo compreso tra aprile 2010 ed agosto 2011, cui il sensore NIRS è stato applicato già in sala operatoria in corrispondenza della proiezione cutanea del rene trapiantato. Sono stati analizzati i trend di rSO2 e la loro correlazione con markers di perfusione/ossigenazione renale: - clinici: diuresi oraria; - biochimici: creatininemia ed urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin (U-NGAL); - strumentali: ecografia color e power Doppler per la valutazione della perfusione renale globale e Doppler pulsato per il calcolo degli indici resistivi intraparenchimali. I parametri clinici e biochimici sono stati analizzati ogni 12 ore, mentre i rilievi strumentali sono stati eseguiti ogni 24 ore per 3 giorni consecutivi. Risultati. Nello studio sono stati inclusi 24 pazienti, 6 sottoposti a trapianto da vivente e 18 da donatore non-vivente. Al momento del trapianto, la mediana dell’età era di 12.5 anni (range 1.0-17.8) e la mediana del peso era di 37 kg (range 9.5-72). L’immunosoppressione è stata indotta con steroidi e basiliximab, e proseguita nel mantenimento con steroidi, tacrolimus e micofenolato mofetile. Quattro pazienti hanno mostrato una ritardata ripresa di funzione dell’organo trapiantato. In tutti i pazienti, l’ecografia renale eseguita quotidianamente ha mostrato vascolarizzazione ed indici di resistività normali (valore mediano: 0.63). La rSO2 basale media è risultata di 69.84+11.95%, significativamente più bassa rispetto al valore rilevato al termine del periodo di monitoraggio (82.92+8.17%; p<0.0001). Nonostante i diversi tempi di ischemia fredda, non sono emerse rilevanti differenze tra i pattern di ossigenazione documentati dalla NIRS nei trapianti da donatore vivente e non-vivente. Durante le 72 ore di monitoraggio, l’andamento della rSO2 ha mostrato una correlazione significativa con creatininemia (r=-0.58; p<0.05) e clearance della creatinina (r=0.54; p <0.05), mentre non è stata dimostrato un’associazione con la diuresi. Nei 4 pazienti con ritardata ripresa di funzione dell’organo trapiantato, la NIRS ha consentito di dimostrare un trend in aumento della rSO2 indipendentemente da mancata ripresa della diuresi e mancato calo della creatininemia. In tutti i casi, l’U-NGAL ha mostrato un trend in riduzione dal valore basale, correlando in modo significativo con la rSO2 sia nei trapianti da donatore non-vivente (r=-0.96; p<0.05) che in quelli da donatore vivente (r=-0.89; p<0.05). Conclusioni. I nostri risultati indicano che la NIRS rappresenta un metodo adeguato ed affidabile di monitoraggio continuo della perfusione renale nelle prime ore post-trapianto d’organo, quando è fondamentale assicurare al graft un apporto ematico regolare e soddisfacente.