Titelaufnahme

Titel
A model of vascular refilling with inflammation / by Victoria May E. Paguio
Verfasser/ VerfasserinPaguio, Victoria May
Begutachter / BegutachterinKappel, Franz
ErschienenGraz, October 2016
Umfangxiv, 96 Seiten : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Chronische Niereninsuffizienz / Hämodialyse / Mathematisches Modell
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-106019 Persistent Identifier (URN)
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A model of vascular refilling with inflammation [1.91 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Patienten mit chronischem Nierenversagen im Endstadium (CNES) leiden im allgemeinen unter Flüssigkeisüberschuss im extrazellulärem Bereich. Die Überwachung des Flüssigkeitsstatus von Patienten bleibt ein wichtiger Aspekt der Hämodialyse. Vor kurzem entwickelten de los Reyes u. a. ein Zwei-Kompartment-Model, welches vaskuläre Nachfüllung mittels Ultrafiltration während Kurzzeithämodialyse beschreibt. Ultrafiltration entfernt Flüssigkeit aus dem vaskulären Bereich, während vaskuläre Nachfüllung über die Kapillarien und mittels Lymphe in Reaktion auf Druck- und Konzentrationsgradienten zwischen Plasma und Interstitium erfolgt. Kardiovaskuläres Versagen und Infektionen sind die häufigsten Todesursachen bei CNES-Patienten. Es wird angenommen, dass entzündliche Prozesse, welche in CNES-Patienten weit verbreitet sind, wesentlich zum Fortschreiten von kardiovaskulären Komplikationen beitragen. Vergrösserte vaskuläre Durchlässigkeit bedingt durch entzündliche Prozesse beeinflusst mit hoher Wahrscheinlichkeit die Eigenschaften der Kapillarienwände, wodurch Störungen verursacht werden können, die kapillare Nachfüllung während der Hämodialyse beinflussen. In der vorliegenden Dissertation präsentieren wir ein Model, welches daraufhin abzielt, entzündliche Prozesse in das Model für kardiovaskuläre Nachfüllung von de los Reyes u. a. mit Ultrafiltration während der ersten Stunde der Hämodialyse einzubauen. Wir sind daran interessiert, zu wissen wie entzündliche Prozesse die Flüssigkeitsvolumina und die Dynamik der Proteinkonzentrationen in Plasma und im Interstitium beeinflussen können. Wir untersuchen, wie entzündliche Prozesse die Eigenschaften der Kapillarienwände, insbesondere den Filtrationskoeffizienten $L_p$ und den Reflexionskoeffizienten $\sigma$, beinflussen können. Wir schlagen vor, entzündliche Prozesse durch die Konzentration des inflammatorischen Biomarkers CRP (C-reaktives Protein) zu quantifizieren. Es werden Funktionen entwickelt, welche CRP, $L_p$ und $\sigma$ in Verbindung bringen, und in das Model integriert. Traditionelle Sensitivitätsfunktionen und Parameter-Teilmengen-Auswahl basierend auf asymptotischen Standardabweichungen wurden verwendet, um die Parameteridentifizierung zu unterstützen. Numerisch erzeugte Messdaten für Flüssigkeitsströme und Hämatokrit wurden verwendet, um Schätzungen für die Parameter zu erhalten.

Zusammenfassung (Englisch)

End stage renal disease (ESRD) patients commonly suffer from having excess fluid in the extravascular space. Monitoring the fluid status of patients remains an important aspect in hemodialysis (HD). Recently, de los Reyes et al developed a two-compartment model describing vascular refilling with ultrafiltration (UF) during short-term HD. Ultrafiltration is taking out fluid from the vascular space; while vascular refilling is done through the capillaries and by the lymph, driven by pressure and concentration gradients in the plasma and interstitial spaces. Cardiovascular disease (CVD) and infection are the most common causes of death among ESRD patients. Inflammation, which is highly prevalent in ESRD patients, is believed to greatly contribute in the progression of CVD. Increased vascular permeability associated with inflammation is likely to influence the capillary wall properties that may cause perturbations affecting capillary refilling during HD. In this thesis, we present a model which aims to incorporate inflammation to the vascular refilling model of de los Reyes et al with UF during the initial hour of HD. We are interested to know how inflammation may affect the fluid volume and protein concentration dynamics in the plasma and interstitial spaces. We examine how inflammation may change the capillary wall properties, particularly the filtration ($L_p$) and reflection ($\sigma$) coefficients. We propose a way to quantify inflammation by considering the concentration of the inflammatory biomarker C-reactive protein (CRP). Functions relating CRP, $L_p$, and $\sigma$ are formulated and introduced in the model. Traditional sensitivity functions and subset selection based on asymptotic standard errors were used to aid in parameter identification. Generated measurements for fluid flux and hematocrit were used to obtain estimates for the parameters.