Le K/DOQI (NFK 2001 [1], Vascular Access 2006 Work Group [2]) raccomandano la periodica sorveglianza dell’ accesso vascolare, a tutt’oggi considerato il “tallone d’Achille” del paziente dializzato (Kjellstrand 1978 [3], Winkelmayer 2011 [4]). Tra i vari metodi proposti l’ultrasound dilution method è considerato il test di riferimento (Vascular Access 2006 Work Group [2]), ma il test al glucosio (GIT:glucose infusion test) è quello più ampiamente utilizzato, soprattutto perché non richiede particolare strumentazione e fornisce risultati immediati. La sua attendibilità, tuttavia, dipende dalla rigida osservazione di un meticoloso protocollo: in particolare i tempi del prelievo variano in relazione alla lunghezza delle linee del circuito extracorporeo (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text)).
In questo studio noi proponiamo la valutazione del ricircolo dell’accesso vascolare utilizzando l’Emogasanalisi (EGA). Il test si basa sulla peculiare elevata pressione parziale di CO2 (pCO2) nel sangue refluo dal filtro (Symreng 1992 [7], Sombolos 2005 [8], Marano 2013 [9]) che in presenza di ricircolo rientra nel circuito extracorporeo attraverso l’ago arterioso e può essere, in assoluta semplicità, essere rilevato con una EGA eseguita dalla linea arteriosa. Il test non prevede la somministrazione di alcuna sostanza dall’esterno perchè l’indicatore (la CO2) diffonde continuamente dal dialisato al sangue (nel dialisato la reazione dell’acido acetico con il bicarbonato produce CO2 la cui pressione parziale (pCO2) è ≈ 100 mmHg (Golper 2014 [10]); nel sangue è abitualmente meno di 40 mmHg per effetto del compenso respiratorio all’acidosi metabolica (Oh 2004 [11]). La CO2, la cui dialysance è circa il triplo di quella del bicarbonato (Sombolos 2005 [8]), viene continuamente eliminata all’esterno dal polmone del paziente che ne mantiene il valore ematico costante (Symreng 1992 [7], Hunt 1984 [12], Pitcher 1989 [13],Alfakir 2011 [14]) nonostante la progressiva alcalinizzazione (Symreng 1992 [7]))
Tra i pazienti afferenti all’ambulatorio di emodialisi della Casa di Cura Maria Rosaria, Pompei (NA), sono stati selezionati quelli che praticavano bicarbonato dialisi trisettimanale da almeno 6 mesi con fistola arterovenosa (FAV) ben funzionante (Qb ≥300ml/min e GIT<0.3) che non presentavano broncopatia cronica ostruttiva (BPCO) o recenti patologie respiratorie acute, insufficienza cardiaca in IV classe NYHA, severa insufficienza epatica.
Trenta pazienti [18 maschi, età media 69.0±11.3 anni; mediana età dialitica 52.2 (33.4-87.2) mesi, KT/V 1.52±0.24, FAV distali 73% ] sono stati arruolati nello studio come gruppo di controllo (CONTROLLO) e sottoposti a bicarbonato dialisi (Filtro Polynefron, ElisioTM Bellco 1.5 -2.1 m2, Qb 300 ml/min, Qd 500 ml/min, UF=0. Dialisato: Na 138 mmol/L, K 2/3 mmol/L Ca 1.5mmol/L, Cl 109/110mmol/L, glucosio 100 mg/dl, acetato 3 mmol/L, bicarbonato 35 mmol/L. Entrambi gli aghi fistola erano posizionati nella vena cefalica dell’avambraccio per le FAV radio-cefaliche e in quella del braccio per le FAV brachiocefailche, nella vena basilica per quelle brachio-basiliche). Un’EGA veniva eseguita dall’ago arterioso prima della dialisi (BASALE). Dopo 5 minuti di trattamento venivano contemporaneamente eseguite un’altra EGA (5MIN) ed il GIT .
Una settimana dopo gli stessi pazienti erano sottoposti allo stesso identico trattamento (cercando di posizionare anche gli aghi nei medesimi punti), ma l’ago arterioso veniva collegato alla linea venosa del circuito extracorporeo e l’ago venoso a quella arteriosa, creando un modello artificiale di ricircolo. In questo gruppo (RICIRCOLO) veniva seguito lo stesso identico protocollo (EGA BASALE dall’ago, EGA 5MIN dalla linea arteriosa e contemporaneamente GIT) e veniva eseguita un’ulteriore EGA veniva eseguita dopo 5 minuti di esclusione del dialisato (modalità by pass) per verificare che tutte le osservazioni dipendessero dalla presenza del dialisato.
Il GIT veniva eseguito secondo il protocollo descritto da Magnasco e coll. (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text)) ed era considerato negativo in presenza di percentuali di ricircolo inferiori allo 0.3%.[Ricircolo=0.046 x (glicemia B – glicemia A) + 0.07]
La presenza dell’emogasanalizzatore Osmetech OPTITM R Gas Analyzer (Voden Medical Instruments, Meda-Milan, Italy) all’interno dell’ambulatorio consentiva l’esecuzione dell’EGA immediatamente dopo il prelievo. La verifica della calibrazione dello strumento era eseguita in modo automatico dopo ciascun prelievo. Ciò consentiva di minimizzare l’errore analitico e preanalitico. L’emogasanalizzatore misura il valore della pressione parziale di ossigeno (pO2) , della pCO2 e del pH e, partendo da questi ultimi due valori, calcola il valore di HCO3
Un totale di 60 EGA e GIT erano eseguiti contemporaneamente. Nei CONTROLLI il valore medio (±DS) del GIT era 0% (±0.2), nel gruppo RICIRCOLO era 16.7% (±9.9), dimostrando l’efficacia del modello sperimentale utilizzato
Come mostrato in Figura 1 al BASALE non era evidente nessuna differenza tra RICIRCOLO e CONTROLLI. A 5MIN rispetto al BASALE il pH si riduceva nel gruppo RICIRCOLO e aumentava nei CONTROLLI. Nessuna variazione era osservata a carico della pO2. La pCO2 aumentava nel gruppo RICIRCOLO (incremento del 24.8±6.1%) e mostrava un aumento non significativo nei CONTROLLI (incremento del 2.6±6.5%). L’HCO3 aumentava sia nel RICIRCOLO (incremento del 13.0 ±8.3%) che nei CONTROLLI (incremento del 4.4±6.1%). A 5MIN il gruppo RICIRCOLO ed i CONTROLLI mostravano pH e pCO2 statisticamente differenti (p<0.0001) mentre i valori di pO2 e HCO3 non differivano.
I nostri dati mostrano una notevole e una significativa correlazione (r=0.826, p<0.0001) tra la percentuale di ricircolo misurata con il GIT e l’incremento della pCO2 a 5MIN rispetto al BASALE (ΔpCO2) (Figura 2), ma anche (r=0.78, p<0.0001) con il semplice valore di pCO2 a 5MIN (5’pCO2). L’analisi delle curve ROC (Figura 3) del ΔpCO2 e di 5’pCO2 mostra AUC di 0.958 (IC95% 0.914-1.000) e 0.915 (IC95% 0.847-0.983), rispettivamente.
Un ΔpCO2 > 4.5 mmHg ha sensibilità 86.7% e specificità 100% con potere predittivo positivo 100% e negativo 88.3% per la diagnosi di ricircolo. Una 5’pCO2 >43 mmHg ha sensibilità 80% e specificità 90% con potere predittivo positivo 89.0% e negativo 81.8%.
Nel gruppo RICIRCOLO dopo esclusione per 5 minuti del dialisato si osservavano alterazioni speculari: il pH risaliva (7.38±0.03), la pCO2 e il HCO3 si riducevano (40.4±3.2 mmHg e 23.7±2.1 mmol/L) confermando che le variazioni osservate dipendevano dalla presenza del dialisato (per tutti i parametri le differenze con l’EGA a 5MIN erano statisticamente significative p<0.0001).
In presenza di ricircolo dell'accesso vascolare l’EGA eseguita dalla linea arteriosa mostra una peculiare acidosi respiratoria non ipossica, che non si riscontra in nessun’altra patologia nota, per cui questo riscontro deve sempre indurre sospettare la presenza di ricircolo dell’accesso vascolare.
Tabella 1 Emogasanalisi dalla linea arteriosa dopo 5 minuti di bicarbonato dialisi
CONTROLLI
RICIRCOLO
pH
Normale/Basso
Alto
pO2
Normale
pCO2
HCO3
Normale/Alto
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
NORMALE o ACIDOSI METABOLICA
ACIDOSI RESPIRATORIA NON IPOSSICA
Già Sombolos et al. (Sombolos 2006 [15] ) hanno proposto l’EGA per valutare il ricircolo dell'accesso vascolare. In particolare mostrarono una correlazione, seppur minore rispetto quella da noi documentata per la CO2, tra incremento (rispetto al basale) di HCO3 >1.8 mmol/L e GIT. Comunque un incremento di così contenuta entità rende difficile l’applicazione di tale test nella pratica clinica, anche considerando che la bicarbonatemia normalmente aumenta nel corso della dialisi, sia nei pazienti con ricircolo, che in quelli con FAV ben funzionante. Più recentemente Kirmizis et al (Kirmizis 2013 [16]) hanno proposto una complessa combinazione di parametri (pH <7.25, pCO2 >40 mmHg, pCO2/pH ratio >5.5, elevati valori di pO2 e bassi valori di K) rilevati a fine dialisi per individuare il ricircolo. Invece i risultati da noi ottenuti dimostrano chiaramente che è possibile individuare il ricircolo con risultati quasi sovrapponibili al GIT già 5 minuti dopo l’inizio della dialisi utilizzando la pCO2 (un parametro misurato e quindi più attendibile del valore calcolato di HCO3), senza somministrare alcun farmaco (quindi di possibile impiego anche nei diabetici scompensati o comunque con elevati valori glicemici; con minor impegno e rischi per il personale infermieristico) senza dover scrupolosamente seguire il dettagliato protocollo del GIT che impone di prelevare “approssimativamente 1 ml di sangue durante 4 secondi” a partire dal 13° secondo dopo il termine dell’infusione dell’indicatore, che deve avvenire sempre in 4 secondi, se il port sulla linea arteriosa è posizionato a 100 cm o a partire dal 17° secondo se il port è a 200cm (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text). Il test che noi proponiamo (RecircCO2lation test) consente di sospettare il ricircolo dell’accesso vascolare effettuando una EGA basale dall’ago fistola ed una dopo 5 minuti di dialisi (2 samples technique) se ΔpCO2 >4.5 mmHg o in alternativa ed in assoluta semplicità effettuando solo un’EGA dopo 5 minuti di dialisi (1 sample technique) se pCO2> 43 mmHg.
La tecnica a 2 campioni potrebbe essere utilizzata anche nei pazienti broncopatici ed ipercapnici (esclusi dal presente studio) perché tali pazienti hanno valori di pCO2 più elevati al basale, ma l’andamento intradialitico della pCO2 è analogo a quello dei pazienti senza patologie polmonari (Pitcher 1989 [13], Alfakir 2011 [14]). Comunque nei casi dubbi può essere dirimente l’esecuzione di una ulteriore EGA dopo 5 minuti di dialisi in modalità by pass (countercheck): se la pCO2 persiste elevata deve essere considerata espressione di patologia respiratoria, altrimenti può essere attribuita alla presenza di ricircolo.
[1] III. NKF-K/DOQI Clinical Practice Guidelines for Vascular Access: update 2000. American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation 2001 Jan;37(1 Suppl 1):S137-81
[2] Vascular Access Work Group Clinical practice guidelines for vascular access. American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation 2006 Jul;48 Suppl 1:S248-73
[3] Kjellstrand CM The Achilles' heel of the hemodialysis patient. Archives of internal medicine 1978 Jul;138(7):1063-4
[4] Winkelmayer WC Tackling the Achilles' heel of hemodialysis. The New England journal of medicine 2011 Jan 27;364(4):372-4
[5] Magnasco A, Alloatti S, Bonfant G et al. Glucose infusion test: a new screening test for vascular access recirculation. Kidney international 2000 May;57(5):2123-8 (full text)
[6] Magnasco A, Alloatti S Glucose infusion test (GIT) compared with the saline dilution technology in recirculation measurements. Nephrology, dialysis, transplantation : official publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association 2006 Nov;21(11):3180-4 (full text)
[7] Symreng T, Flanigan MJ, Lim VS et al. Ventilatory and metabolic changes during high efficiency hemodialysis. Kidney international 1992 Apr;41(4):1064-9
[8] Sombolos KI, Bamichas GI, Christidou FN et al. pO2 and pCO2 increment in post-dialyzer blood: the role of dialysate. Artificial organs 2005 Nov;29(11):892-8
[9] Marano M [Gas analysis in bicarbonate dialysis]. Giornale italiano di nefrologia : organo ufficiale della Societa italiana di nefrologia 2013 Sep-Oct;30(5)
[10] Golper TA, Fissell R, Fissell WH et al. Hemodialysis: core curriculum 2014. American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation 2014 Jan;63(1):153-63
[11] Oh MS, Uribarri J, Weinstein J et al. What unique acid-base considerations exist in dialysis patients? Seminars in dialysis 2004 Sep-Oct;17(5):351-64
[12] Hunt JM, Chappell TR, Henrich WL et al. Gas exchange during dialysis. Contrasting mechanisms contributing to comparable alterations with acetate and bicarbonate buffers. The American journal of medicine 1984 Aug;77(2):255-60
[13] Pitcher WD, Diamond SM, Henrich WL et al. Pulmonary gas exchange during dialysis in patients with obstructive lung disease. Chest 1989 Nov;96(5):1136-41
[14] Alfakir M, Moammar MQ, Ali MI et al. Pulmonary gas exchange during hemodialysis: a comparison of subjects with and without COPD on bicarbonate hemodialysis. Annals of clinical and laboratory science 2011 Fall;41(4):315-20
[15] Sombolos KI, Christidou FN, Bamichas GI et al. HCO3 increment in arterial line can reveal significant vascular access recirculation in high-flux hemodialysis: a preliminary report. Hemodialysis international. International Symposium on Home Hemodialysis 2006 Jan;10(1):88-93
[16] Kirmizis D, Kougioumtzidou O, Vakianis P et al. Diagnostic accuracy of arterial line blood gas measurements as an estimate of arteriovenous fistula recirculation. Nephrology (Carlton, Vic.) 2013 Nov;18(11):718-23
Errata corrige: in tabella 1 al rigo pH nella colonna di destra (acidosi respiratoria non ipossica) leggi BASSO invece di ALTO.
Mi scuso per l'errore.
marco marano
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