A model of the patient-dialysis treatment to study the dynamics of metabolic waste concentrations and c.s.f. pressure, and hence to provide guidelines for treatment

Abstract

A patient-dialysis treatment analysis has been performed, to study the dynamics of metabolic waster concentrations (urea and creatinine) and c.f.s. pressure in a renal patient during the entire cycle of pre-dialysis, dialysis and post-dialysis periods. The concentrations have predicted by the five compartment model of Dedrick and Bischoff, for the dialysis treatment variables, such as frequency of use and treatment time, urea generation rate of the patient and urea clearance rate of the dialyser. The results indicate that the c.f.s. pressure decreases during the pre-dialysis period, increases abruptly at the beginning of the treatment and then approaches (but does not overshoot) its normal value gradually. The analysis thereby shows that the significant rise in c.f.s. pressure in the rapid haemodialysis is not due to changes in the urea concentrations in the brain, which is validated by the pathophysiology studies of dialysis disequilibrium syndrome by Arieff and Massry. If the large abrupt rise in c.f.s. pressure (immediately following the start of treatment) is not desirable, it is recommended that the dialysis be started at the lowest urea clearance rate. Later a gradual increase in the clearance rate may be provided and the treatment frequency can be increased, in order to limit the duration of a treatment session.

Sommaire

On a entrepris un traitement de dialyse sur malade afin d’étudier les phénomènes dynamiques de concentration des déchets (urée et créatinine) et de pression f.s.c. sur un malade rénal au cours du cycle complet des périodes de pré-dialyse, dialyse et post-dialyse. Les concentrations pour les variables du traitement de dialyse sont prédites par le modèle à cinq compartiments de Dedrick et Bischoff, elles comprennent la fréquence et la durée du traitement, la vitesse de formation d’urée chez le malade et la vitesse d’élimination de l’urée par l’appareil de dialyse. Les résultats montrent que la pression f.s.c. baisse au cours de la période de pré-dialyse, augmente rapidement en début de traitement puis se rapproche (sans cependant la dépasser) petit à petit de la valeur normale. L’analyse démontre ainsi qu’une augmentation significative de la pression f.s.c. au cours de l’hémodialyse rapide n’est pas dûe aux changements de concentration de l’urée du cerveau étant mis en valeur par les études de pathophysiologie du syndrome de déséquilibre de dialyse de Arieff et Massry. Si l’augmentation importante et brusque de la pression f.s.c. (immédiatement après le début du traitement) n’est pas désirable, on recommande de commencer la dialyse au point de la vitesse minimale d’élimination de l’urée. Plus tard une hausse lente de la vitesse d’élimination peut s’entreprendre et la fréquence du traitement peut être augmentée afin de limiter la durée des séances d’un traitément.

Zusammenfassung

Die Dialysebehandlung von Patienten wurde analysiert, um die Dynamik von metabolischen Abfallstoffkonzentrationen (Harnstoff und Kreatinin) und den CSF-Druck eines Patienten im Laufe des gesamten Zyklus von Vordialyse, Dialyse und der Zeitspanne nach Dialyse zu untersuchen. Die Konzentrationen werden durch das fünfteilige Modell von Dedrick und Bischoff hinsichtlich der Veränderlichen der Dialysebehandlung vorausgesagt, wie Häufigkeit der Benutzung und Behandlungszeit, die Harnstofferzeugungsrate des Patienten und Harnstoff-klärungsrate des Dialysegerätes. Die Ergebnisse deuten an, daß der CSF-Druck in der Zeit vor Dialyse abnimmt, am Anfang der Behandlung stark zunimmt und dann seinen Normalwert allmählich wieder erreicht (aber nicht übersteigt). Die Analyse zeigt daher, daß der signifikante Anstieg des CSF-Drucks bei schneller Hämodialyse nicht durch Änderungen der Harnstoffkonzentrationen im Gehirn verursacht wird, was durch die pathophysiologischen Untersuchungen des Dialyse-Labilität-Syndromsvon, Arieff und Massry bestätigt wird. Wen der große plötzliche Ansteig des CSF-Drucks (unmittelbar nach Anfang der Behandlung) nicht gewünscht wird, wird empfohlen, die Dialyse dann einzuleiten, wenn die niedrigste Harnstoffklärungsrate gegeben ist. Später könnte eine allmähliche Erhöhung der Klärungsrate vorgesehen werden, und die Häufigkeit der Behandlung kann gesteigert werden, um die Dauer einer Behandlung zu kürzen.