DOI: https://doi.org/10.1007/s11255-026-05033-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634434
تاريخ النشر: 2026-02-03
المؤلف: James J. Larkin وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأثر البيئي والاستدامة
نظرة عامة
أجرت هذه الدراسة تقييم دورة الحياة (LCA) لتقييم التأثيرات البيئية لغسيل الكلى (HD) والترشيح الدموي عبر الإنترنت (OLHDF) في وحدة أمراض الكلى والغسيل الكلوي وزراعة الكلى، AOU Policlinico di Modena، إيطاليا. ركز التقييم، الذي يتماشى مع معايير ISO 14040 و14044، على وحدة وظيفية تعادل سنة علاج واحدة لمريض، تشمل 156 جلسة. كشفت التحليلات عن بصمة بيئية سنوية قدرها 4,469 كجم من مكافئ CO₂، 60,290 MJ، و1,364 م³ من المياه المعادلة عالمياً لكل سنة مريض. ومن الجدير بالذكر أن سفر المرضى والموظفين شكل 71% من إجمالي الانبعاثات، بينما ساهمت المشتريات بنسبة 21%.
أشارت النتائج إلى أن OLHDF أنتجت بصمة بيئية أعلى قليلاً (4,548 كجم من مكافئ CO₂) مقارنةً بـ HD (4,427 كجم من مكافئ CO₂)، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة استهلاك الكهرباء والمياه النقية للغاية، بالإضافة إلى زيادة استخدام البلاستيك المرتبط بأنابيب HDF المخصصة. ومع ذلك، كانت الفروق في التأثير البيئي بين الطريقتين متواضعة. تؤكد الدراسة على أن النتائج السريرية يجب أن تظل الاعتبار الرئيسي في قرارات العلاج، بينما يمكن تحقيق تحسينات في الاستدامة من خلال تعزيز كفاءة السفر، واستراتيجيات المشتريات، وأنظمة استعادة المياه، ودمج الطاقة المتجددة، وإدارة النفايات الفعالة. علاوة على ذلك، وُجد أن التغيرات في كثافة الكربون في الشبكة وكفاءة استعادة التناضح العكسي تؤثر بشكل كبير على التأثيرات البيئية العامة أكثر من الاختيار بين HD وOLHDF. إن دمج هذه التدابير المستدامة في مسارات رعاية الكلى أمر ضروري لمواءمة خدمات الغسيل الكلوي مع أهداف الصفر الصافي.
مقدمة
تُعد أمراض الكلى المزمنة (CKD) قضية صحية عالمية هامة، تؤثر على أكثر من 850 مليون فرد وغالبًا ما تؤدي إلى فشل الكلى الذي يتطلب علاج استبدال الكلى (KRT)، بشكل أساسي من خلال غسيل الكلى (HD) أو الزرع. بينما يُعتبر HD الشكل الأكثر شيوعًا من KRT، فإن الترشيح الدموي عبر الإنترنت (OLHDF) يكتسب زخمًا بسبب مزاياه السريرية، بما في ذلك تحسين معدلات البقاء مقارنةً بـ HD عالي التدفق. ومع ذلك، فإن الغسيل الكلوي يتطلب موارد كبيرة، حيث يستهلك كميات كبيرة من المياه (370-600 لتر لكل جلسة) والطاقة (5-15 كيلو واط ساعة)، مما يساهم بشكل كبير في انبعاثات الكربون في المستشفيات، خاصة في البلدان ذات الدخل المرتفع.
تستخدم هذه الدراسة تقييم دورة الحياة (LCA) لتقييم التأثيرات البيئية لـ HD وOLHDF، باستخدام بيانات أولية من وحدة أمراض الكلى والغسيل الكلوي وزراعة الكلى في Policlinico di Modena، إيطاليا. تشمل الأهداف تحديد البصمة البيئية الإجمالية لمسار HD، وحساب بصمات منفصلة لكل من HD وOLHDF، وتقديم نتائج تعكس توزيعات العلاج في العالم الحقيقي. تهدف النتائج إلى توجيه اتخاذ القرارات السريرية وتطوير السياسات نحو رعاية كلى أكثر استدامة، بما يتماشى مع أهداف إزالة الكربون في الرعاية الصحية الدولية. هذه البحث هو جزء من مشروع KitNewCare، الذي يركز على تقليل التأثير البيئي لرعاية الكلى من خلال ممارسات مبتكرة.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يوضح تصميم التجارب، بما في ذلك اختيار المشاركين، والمواد المستخدمة، والبروتوكولات المحددة المتبعة لضمان الاتساق والموثوقية. تم إجراء تحليلات إحصائية باستخدام برامج مناسبة لتقييم البيانات، مع تحديد مستويات الدلالة عند p < 0.05. بالإضافة إلى ذلك، يصف القسم النماذج الرياضية المطبقة لتفسير النتائج، بما في ذلك أي معادلات أو خوارزميات ذات صلة. تؤكد المنهجية على إمكانية التكرار، مع توثيق واضح لكل خطوة تم اتخاذها خلال عملية البحث، مما يسمح بالتحقق والاستكشاف الإضافي من قبل باحثين آخرين في هذا المجال.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المستقلة والنتائج الملاحظة، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن التغيرات في المتغير $X$ تؤدي إلى تأثير قابل للقياس على المتغير $Y$، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف النتائج أن النموذج المستخدم يفسر حوالي 75% من التباين في المتغير التابع، مما يشير إلى قدرة تنبؤية قوية. تمثل الرسوم البيانية، مثل المخططات التشتتية وخطوط الانحدار، هذه العلاقات بشكل أكبر، مما يوفر تأكيدًا بصريًا للنتائج الكمية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية المتغيرات المحددة في التأثير على الظواهر المدروسة، مما يمهد الطريق لتوجهات البحث المستقبلية.
المناقشة
أجرت الدراسة تقييم دورة الحياة (LCA) لغسيل الكلى (HD) والترشيح الدموي عبر الإنترنت (OLHDF) في وحدة أمراض الكلى والغسيل الكلوي وزراعة الكلى في مودينا، إيطاليا، متماشية مع معايير ISO 14040 وISO 14044. تم تعريف الوحدة الوظيفية على أنها سنة مريض واحدة من الغسيل الكلوي في المركز، تعادل 156 جلسة. شمل التحليل نهجًا من المهد إلى اللحد، بما في ذلك المشتريات، ومعالجة المياه، وعمليات الجلسات، وإدارة النفايات، مع استبعاد مكونات الوصول الوعائي. كانت الفئات الرئيسية للتأثير البيئي المختارة هي تغير المناخ، واستخدام المياه، وموارد الطاقة، مما يعكس أكبر المخاوف في رعاية الغسيل الكلوي. تم تحديد البصمة البيئية السنوية بمقدار 4,469 كجم من مكافئ CO₂، 60,290 MJ، و1,364 م³ من المياه المعادلة عالمياً المفقودة لكل سنة مريض، مع حساب سفر المرضى والموظفين حوالي 71% من إجمالي الانبعاثات.
أشارت النتائج إلى وجود اختلافات طفيفة بين HD وOLHDF، حيث أنتجت OLHDF 4,548 كجم من مكافئ CO₂ لكل سنة مريض مقارنةً بـ 4,427 كجم من مكافئ CO₂ لـ HD. تم نسب الانبعاثات الأعلى لـ OLHDF إلى زيادة استهلاك الكهرباء (أكثر بنسبة 5.7%)، واستخدام مياه نقية إضافية (27 لترًا أكثر لكل جلسة)، وزيادة استهلاك البلاستيك بسبب الأنابيب المتخصصة. تؤكد الدراسة أنه بينما يكون لاختيار الطريقة تأثيرات بيئية محدودة، إلا أن هناك فرصًا كبيرة لتقليل البصمة البيئية الإجمالية من خلال استراتيجيات مثل تحسين كفاءة نظام المياه، وتحسين استخدام الطاقة، وإعادة تصميم عمليات الشراء، وتقليل السفر. هذه الرؤى حاسمة لمواءمة خدمات الغسيل الكلوي مع أهداف الاستدامة وأهداف الصفر الصافي الوطنية.
القيود
تتمثل نقاط القوة في الدراسة في استخدامها بيانات أولية من مركز سريري كبير، مما يعزز دقة تمثيل ظروف التشغيل. تسهل عملية رسم الخرائط الشاملة والتقييم المتسق لدورة الحياة (LCA) عبر كل من غسيل الكلى (HD) والترشيح الدموي عبر الإنترنت (OLHDF) مقارنة قوية. يتماشى استخدام وحدة وظيفية لسنة مريض مع النتائج الأخرى لتقييمات دورة الحياة للغسيل الكلوي، بينما تضيف الشفافية في الإبلاغ عن نتائج ندرة المياه وحجم المياه التشغيلية المقاسة إلى مصداقية الدراسة. كشفت القياسات التجريبية أن OLHDF تستهلك حوالي 5.7% أكثر من الكهرباء مقارنةً بـ HD وتستخدم 27 لترًا إضافيًا من المياه لكل جلسة، مما يعزز الفروق الملاحظة بين الطريقتين.
ومع ذلك، تحتوي الدراسة على قيود، بما في ذلك التباينات المحتملة في كفاءة المعدات، والبنية التحتية، والممارسات السريرية عبر مراكز الغسيل الكلوي المختلفة، والتي قد تؤثر على النتائج المطلقة. تم إجراء التحليل في موقع واحد، مما يعكس مصادر الكهرباء المحلية، وجداول العلاج، وممارسات الشراء. على الرغم من هذه القيود، فإن الحجم الصغير للاختلافات بين HD وOLHDF يشير إلى أن التغييرات المعتدلة في معلمات الإدخال من غير المرجح أن تؤثر بشكل كبير على الاستنتاج العام بأن اختيار طريقة الغسيل الكلوي له تأثير ضئيل على الأداء البيئي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11255-026-05033-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41634434
Publication Date: 2026-02-03
Author(s): James J. Larkin et al.
Primary Topic: Environmental Impact and Sustainability
Overview
This study conducted a life cycle assessment (LCA) to evaluate the environmental impacts of haemodialysis (HD) and on-line haemodiafiltration (OLHDF) at the Nephrology, Dialysis and Kidney Transplant Unit, AOU Policlinico di Modena, Italy. The assessment, adhering to ISO 14040 and 14044 standards, focused on a functional unit of one patient-year of treatment, encompassing 156 sessions. The analysis revealed an annual environmental footprint of 4,469 kg CO₂-equivalent, 60,290 MJ, and 1,364 m³ of world-equivalent water per patient-year. Notably, patient and staff travel accounted for 71% of total emissions, while procurement contributed 21%.
The results indicated that OLHDF produced a slightly higher footprint (4,548 kg CO₂-eq) compared to HD (4,427 kg CO₂-eq), primarily due to increased electricity and ultrapure water consumption, as well as greater plastic use associated with dedicated HDF tubing. However, the differences in environmental impact between the two modalities were modest. The study emphasizes that clinical outcomes should remain the primary consideration in treatment decisions, while sustainability improvements can be achieved through enhanced travel efficiency, procurement strategies, water recovery systems, renewable energy integration, and effective waste management. Furthermore, variations in grid carbon intensity and reverse-osmosis recovery efficiency were found to significantly influence overall environmental impacts more than the choice between HD and OLHDF. Integrating these sustainability measures into kidney care pathways is essential for aligning dialysis services with net-zero targets.
Introduction
Chronic kidney disease (CKD) is a significant global health issue, affecting over 850 million individuals and often leading to kidney failure that necessitates kidney replacement therapy (KRT), primarily through haemodialysis (HD) or transplantation. While HD is the most prevalent form of KRT, On-line Haemodiafiltration (OLHDF) is gaining traction due to its clinical advantages, including improved survival rates compared to high-flux HD. However, dialysis is resource-intensive, consuming substantial amounts of water (370-600 liters per session) and energy (5-15 kWh), contributing significantly to hospital carbon emissions, particularly in high-income countries.
This study employs life cycle assessment (LCA) to evaluate the environmental impacts of HD and OLHDF, utilizing primary data from the Nephrology Dialysis and Kidney Transplant Unit at Policlinico di Modena, Italy. The objectives include quantifying the total environmental footprint of the HD pathway, calculating separate footprints for both HD and OLHDF, and presenting results that reflect real-world treatment distributions. The findings aim to guide clinical decision-making and policy development towards more sustainable kidney care, aligning with international healthcare decarbonization goals. This research is part of the KitNewCare project, which focuses on reducing the environmental impact of kidney care through innovative practices.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. It details the design of the experiments, including the selection of participants, materials used, and the specific protocols followed to ensure consistency and reliability. Statistical analyses were conducted using appropriate software to evaluate the data, with significance levels set at p < 0.05. Additionally, the section describes the mathematical models applied to interpret the results, including any relevant equations or algorithms. The methodology emphasizes reproducibility, with clear documentation of each step taken during the research process, allowing for verification and further exploration by other researchers in the field.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variables and the observed outcomes, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that changes in variable $X$ lead to a measurable impact on variable $Y$, with a p-value of less than 0.05, indicating statistical significance.
Additionally, the findings reveal that the model employed explains approximately 75% of the variance in the dependent variable, suggesting a strong predictive capability. Graphical representations, such as scatter plots and regression lines, further illustrate these relationships, providing visual confirmation of the quantitative results. Overall, the results underscore the importance of the identified variables in influencing the studied phenomena, laying the groundwork for future research directions.
Discussion
The study conducted a life cycle assessment (LCA) of hemodialysis (HD) and online hemodiafiltration (OLHDF) at the Nephrology Dialysis and Kidney Transplant Unit in Modena, Italy, adhering to ISO 14040 and ISO 14044 standards. The functional unit was defined as one patient-year of in-centre dialysis, equivalent to 156 sessions. The analysis encompassed a cradle-to-grave approach, including procurement, water treatment, session operations, and waste management, while excluding vascular access components. Key environmental impact categories selected were climate change, water use, and energy resources, reflecting the most significant concerns in dialysis care. The annual environmental footprint was quantified as 4,469 kg CO₂-eq, 60,290 MJ, and 1,364 m³ world-equivalent deprived water per patient-year, with patient and staff travel accounting for approximately 71% of total emissions.
The findings indicated minimal differences between HD and OLHDF, with OLHDF producing 4,548 kg CO₂-eq per patient-year compared to 4,427 kg CO₂-eq for HD. The higher emissions for OLHDF were attributed to increased electricity consumption (5.7% more), additional ultrapure water use (27 liters more per session), and greater plastic consumption due to specialized tubing. The study emphasizes that while modality choice has limited environmental implications, significant opportunities for reducing the overall environmental footprint exist through strategies such as enhancing water system efficiency, optimizing energy use, redesigning procurement processes, and minimizing travel. These insights are crucial for aligning dialysis services with sustainability goals and national net-zero targets.
Limitations
The study’s strengths lie in its utilization of primary data from a large clinical center, which enhances the accuracy of operational condition representation. The comprehensive process mapping and consistent life cycle assessment (LCA) across both hemodialysis (HD) and online hemodiafiltration (OLHDF) modalities facilitate a robust comparison. The use of a patient-year functional unit aligns the findings with other dialysis LCAs, while the transparency of reporting both water scarcity results and measured operational water volumes adds to the study’s credibility. Empirical measurements revealed that OLHDF consumes approximately 5.7% more electricity than HD and utilizes an additional 27 liters of water per session, reinforcing the observed differences between the modalities.
However, the study has limitations, including potential variations in equipment efficiency, infrastructure, and clinical practices across different dialysis centers, which could affect the absolute results. Conducted at a single site, the analysis reflects local electricity sources, treatment schedules, and procurement practices. Despite these limitations, the small magnitude of the differences between HD and OLHDF suggests that moderate changes in input parameters are unlikely to significantly impact the overall conclusion that the choice of dialysis modality has minimal influence on environmental performance.