1 第一章血液透析机概述及影响因素 第一节血液透析机概述及进期发展 第一章血液透析机概述及影响因素 第一节血液透析机概述及进期发展(1)(2)(1)(2)(1)(2)(1)(2) 1.1血液透析机工作原理及组成(1) 血液透析是一种血液净化疗法，它替代了正常肾脏的部分排泄功能，是抢救急、慢性肾 功能衰竭的最有效的措施之一。血液透析机可以帮助病人度过逆性尿毒症危险期，维持终末 期尿毒症患者的生命，或为肾移植做准备。现代的血液透析还被拓展用于药物中毒、戒毒、 心力衰竭等各系统疾患中。利用半渗透膜两侧溶质浓度差，经渗透、弥散与超滤作用，达到 清除代谢产物及毒性物质，纠正水、电解质紊乱以达到治疗的目的。 血液透析机主要是用于慢性肾功能衰竭患者维持生命的治疗设备，也是急性肾功能衰 竭、高血容量引起的急性左心衰和肺水肿、重度药物和药物中毒等必须的急救医疗设备。它 是集计算机、电子、机械、流体力学、生物化学、光学、声学等于一体的体外循环系统。 1.1.1 液透析机的组成及原理1.1.1 液透析机的组成及原理 在血液透析过程中，病人的血液是通过透析器在体外进行循环的。透析器有两个一块薄 膜分离开的内室，其中的一个注入血液，另一个注人透析液。其中薄膜是半透明的，只能让 水分和特定的大小溶质通过，而体外环境是受血液透析机的监控，血液也同时配置透析液。 当治疗病人开始时，病人的血液含有多余的液体和废物，为了清除多余的液体，便需要利用 透析器中的薄膜两边的压力梯度， 这个梯度促使水分通过超滤过程离开血液穿过薄膜进人透 析液，在整个治疗过程中，超滤出来的液体容量应该与多余的液体量相符，这样即可以使血 容量得到调整，而血液中的废物也被清除；超滤及溶质清除一般是同时进行的。血液透析机 在治疗病人时，血液的动脉端经血泵驱动引出，经肝素泵缓慢推注肝素持续抗凝，血路部分 直接对体外循环的血液进行监控。在透析的过程中主机的监护系统进行实时监测静脉压、透 析液压力、温度、漏血、液位、气泡等的变化，当发生异常情况，即发出声光报警并停止血 泵工作。血液透析机装置主要由血液透析机、透析器、水处理和辅助装置组成。它实现了肾 脏功能替代，通过把体外遁环路径与患者的循环系统相连来完成的。虽然血液透析机品种很 多， 外形设计各具特色， 但透析机的基础构造是相同的， 目前血液透析机主要包括两个系统 ： 透析液供给系统和体外血液循环系统。 1l.1.1 透析液供给系统 血液透析机透析液供给系统运转的目的是配制成分别达到一定要求的浓缩透析液， 调节 2 流量维持透析液的一定的温度和压力，完成超滤脱水，监测、报警和消毒功能。在结构上包 括温度控制系统、除气系统、容量比例及电导率监控系统、超滤系统、漏血监测系统。 1 温度控制系统温度控制系统由热交换器、加热器、温度传感器组成，通过计算机系统控 制透析温度，设定值为 3439，一般温度保持在 3637 5之间，透析一次患者接 触的透析液量为 10L200L，为避免体温降低需加热至 3637。高于 42时则蛋白变 性，高于 45时则发生溶血，过低可引起寒战、不适和心律失常患者。当透析液温度低于 30 或高于 40时会自动报警，若改为旁路，则能确保安全。在使用热消毒程序时，由加热 器将液体温度升高 8597，并循环冲洗 20 分钟以上。 2 除气系统除气系统一般包括除气室、除气负压(泵)阀及管路，使溶解在反渗水中的气体 扩张成气泡逸出。 3 容量比例及电导率监控系统容量比例及电导率监控系统一般包括 A、B 两个泵，A、B 混合室和 A、B 电导率监测单元。配制透析液是将浓缩的透析液或粉末与反渗水按一定的比 例混合，一般为 1 份浓缩液与 34 份透析用水混合，达到需要的浓度。早期的透析机需用手 工配制透析液，在贮槽内注入一定量的透析用水，再加入适量用干粉或浓缩液，搅拌均匀供 透析用，现代的透析机一般采用自动比例稀释的配液功能，由计算机系统依据默认或设定的 配方控制.A、B 泵吸入定量的 A、B 剂，分别与水混合，电导率探头用于监测报警和或反 馈控制泵速，透析液的电导度主要反映钠离子浓度。当超过预定值 5时，电导度传感器即 发出声光报警信号，此时透析液不经透析器，而改从旁路流过。 临床透析液的混合配制装置分为两类：中央透析液输送系统，所有透析液均由统一机 器配制稀释以供多台透析机使用， 现应用于临床的多人用透析液中央自动供给装置增加了监 测及反馈系统，占用空间小，冲洗较简便。单机透析输送系统，每个透析机分别配制各自 的透机液，其优点是对具体的病人，可调节透析液的组成。 4 超滤系统超滤不仅是血液透析机的基本功能，也是患者衡量透析质量最直观和最敏感 的因素，超滤控制系统通过在透析液一侧增加负压，增加跨膜压除去患者体内多余的水分。 5 漏血监测装置漏血监测装置是由光源和光敏电阻构成，用来检测来自透析器的废液中 有无可能的血液渗漏，血液混入后从光的透过量及反射量的变化发现血液的漏出，从而触发 漏血报警， 系统停止血泵运转。 标准的漏血报警敏感度为 2000：l， 即在 1L 透析液中有 0.5mL 以上血液混入时即发出警报。跨膜压高于 67Kpa 可引起透析器破膜，破膜后由于未灭菌的透 析液与血液接触，可能危及生命。 除上述装置以外，透析液系统还包括许多阀门和压力调节器、冲洗和消毒液吸口等，共 3 同运作以建立冲洗和消毒回路，实现透析器旁路，进行自检和校准。 1.1.1.2 体外血流循环系统 体外血流循环系统包括血泵、肝素泵、压力监测系统、动静脉壶、气泡探测器等。 1 血泵血泵装置是通过两轮或三轮滚轴挤压血液管路并滚动驱赶血液向前运动，将患者的 血液引向透析器，用泵的转动次数和泵管口径的大小表示其血流量来进行工作的。现代血液 透析机所使用的泵速一般在 350mL min 以下。附属的保护外套开放检测器，当保护外套 开放时使泵停止，防止操作人员的手和血液管路卷入，滚动轴压得过紧会破坏血细胞，产生 溶血， 过松会造成血液返流， 降低实际血流量。 由于血流量的测定是由血泵的转速来计算的 ， 因此应定期对血泵进行校正，确保安全。校正的方法主要有两种方式，一是测定单位时间内 血泵泵出的液体量。二是观察一个小气泡通过一段已知长度所用的时间，再根据管道内径计 算流量。 调节血流量旋钮可控制血流量大小，普通血液透析血流量约 200mL min，血液滤过 250300mL min，高流量透析 300mLmin500mLmin。 2 肝素泵肝素泵是以操作者要求的速率连续向血液管路中注入肝素等抗凝物质时使用的 装置， 当注入通路被切断， 或注入结束而透析装置还继续工作时将由超负荷检测器发出警报 。 肝素泵持续推注便于精细调节，避免肝素的血液波动。 3 空气收集室空气收集室在体外循环的血液管路上设有动脉壶和静脉壶，用以捕捉从 上游进入血路的空气，测量血路内的压力。动脉壶作为各种输液接口，静脉壶常作为空气控 测部位。壶内置有阻止血凝块的滤过器，用于防止血凝块逆流和其他碎屑进入病人体内。 4 压力监测系统血路系統压力监测分为动、静脉压力监测器，主要用于处理血液环路内 的断裂及梗阻。通常通过一滤网与动、静脉壶相连，经标准压力传感器来采集血路压力。压 力计可在其压力值变动时发出警报，并可设定发出警报的上,下限指示值。动脉压监测器大 多位于血泵前，起监护动脉血流的作用，动脉压一般为 278kPa 负压，反映透析针的阻 力、内瘘提供的血流情况，若负压未检测出来，可引起溶血及空气进入血路。静脉压测量计 借助静脉壶监测器血液侧的出口压，测定静脉回流的阻力。静脉压一般为 6.727kPa正压， 反映透析针、管路及瘘对血流的阻力。当血路内的压力超过所规定的限制时，机器将报警并 自动关闭血泵。 5 空气气泡控测器采用空气气泡探测器来检测血路中的空气和防止空气泵入病人体内， 是透析机的一种安全特性。一般置于静脉血路，一旦测得气泡，即自动夹闭管路，切断血泵 。 管路接合不紧密、负压引起血中气体释放、系统中静脉输液不慎、空气回血不慎均可引起空 4 气进人透析系统。上述各部件组成了透析机的水路和血路，他们在计算机系统的控制和监测 下联合运转、协调工作，从而保证了血液透析体外循环的稳定。 1.2 血液透析机水处理辅助装置1.2 血液透析机水处理辅助装置 水处理包括滤过（机械性、活性碳、除铁） 、软化、去离子和反渗透等方法。可根据水 源的水质进行选择应用中央水处理系统，一般其过程为：水源一加压泵一沉淀过滤装置一砂 滤器一软水器一除氯器一反渗机一储水箱一紫外线消毒一血透中心供水管路。 1.2.1 加压泵 加压泵是用来补偿自来水压力不足，保证水处理系统能正常工作，提高水压到外 4kg cm2-6kgcm2。 1.2.2 沉淀过滤装置 沉淀过滤装置又称除铁、除砂器。由活性炭、多层颗粒大小不一的矿物质、氧化剂构成 ， 其中含有过滤筛网，其孔径可达 5m，有的甚至小于 02m。自来水中的铁、镁、淤泥、 污物、悬浮物等大颗粒滞留在滤器内被去除，但它们将逐渐把整个滤器填得非常紧密，从而 使通过滤器的水压下降时需要反冲过滤器，以清洗过滤器内介质、恢复其最初原有的性能。 1.2.3 砂滤器 砂滤器又称砂滤罐， 它从上至下由粗颗粒的硬煤、 中等颗粒的砂、 细颗粒的石馏石组成 ， 目的是滤过可见的杂质及悬浮在水中的胶体物质， 25m100m 大小、 细菌和金属复合物 ， 使用寿命取决于进水的水质和反冲的频度和时间。砂滤器寿命为 2 周4 周，属消耗品，不 可再生。一般水处理系统的砂滤都为单罐，冲洗和反冲时需停止工作，一旦出现故障，除非 旁路，否则整个系统均停止工作；也可采用双罐并联方式同时工作，提高出水量，使维修和 保养不影响正常工作，冲洗时互用滤过的净水来延长使用寿命。 1.24 软水器 通常使用钠离子交换树脂组成阳离子和阴离子床，当水通过阳离子床时，钠离子与水中 的阳离子交换，从而清除水中的钙、镁、铁离子，释放出氢离子，使水的硬度降低，阳离子 树脂离子亲和顺序为：钙、镁、钾、氢，当水通过阴离子床时，水中的氯化物、氟化物、硫 酸盐、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢及其他阴离子被吸附，交换出碳酸氢根，阴离子树脂的离子 亲和顺序为： O3+,SO2、NO-2、HCO3、OH-、F-。当树脂吸附钙、镁饱和后，需经注入高浓度 的钠溶液后再生，使树脂重新挂上钠，恢复共置换钙镁的能力。树脂也有利于细菌的生长， 一般每天将软水器再生 1 次是比较安全可靠的，再生时进行反冲可减少细菌生长的可能性。 1.2.5 炭滤过装置 5 碳滤过装置主要用于吸附氯、氯离子、致热物质、色素物质、色素等装置难以去除的物 质。常用颗粒状的活性炭，并且具有多孔性（表面有孔径为 0 5 1.5nm的细孔） ，表面积 大、吸附能力强，不但能吸附氯、氯胺，而且还能吸附分子量在 60 一 300d 的物质，如有机 物、无机物、致热源、农药和工业溶剂等。活性炭无法通过冲洗再生，需定期更换。膜的多 孔性和亲和性有利于细菌生长，可导致阴性杆菌和内毒素增多。如果超过炭的吸附能力，氯 胺的含量在 0.25mg L 对，即可导致患者溶血和贫血。 1.2.6 反渗透装置 根据膜渗透原理，水分是从低浓度溶液经半透膜到高浓度溶液，若在高浓度溶液一侧加 压可使水分由浓度高的溶液经半透膜到浓度低的溶液。目前大多使用膜式反渗机，各种离子 无法通过反渗膜，利用高压透过来的水便成为高纯度的稀释水，能有效地排除水中溶解的无 机物质、有机物、细菌、致热源物质和颗粒，分子量大于 200d 的物质均不能通过该膜，反 渗透装置是水处理的关键部分， 常用的反渗膜为醋酸纤维素膜、 聚酞胺膜和聚矾纤维合成膜 ， 微孔直径接近 200nm。反渗水可去掉水中 95的溶质，基本达到透析用水标准。反渗过程中 水温十分重要，水温 25时，9095的溶质被清除。另外水的 PH 值也很重要。如果 pH 值超过 8 时，反渗膜易破坏，应经常保持湿润，每周清洗消毒一次,一般三年后性能降低 25 。 1.2.7 贮水