血液凈化技術(shù)的概述PPT課件.ppt

血液凈化技術(shù)的概述 目錄 血液凈化發(fā)展史 血液凈化是指把患者血液引出體外凈化去除某些致病物質(zhì) 達到治療目的過程的統(tǒng)稱 血液凈化源于血液透析 近30多年發(fā)展出一系列治療方法 血液透析濾過 連續(xù)性腎替代治療 血液灌流 血漿置換 免疫吸附 血脂分離和腹膜透析 血液凈化技術(shù)發(fā)展史 1943 3 1944 7荷蘭Groningen大學的年輕醫(yī)生WilliamKolff制造了第一臺人工轉(zhuǎn)鼓式人工腎 1945 9Kolff治療1例急性膽囊炎伴急性腎功能衰竭的昏迷患者 透析1周后 開始利尿 好轉(zhuǎn)出院 此為首例由人工腎救活的急性腎衰竭患者 血液凈化技術(shù)發(fā)展史 第二次世界大戰(zhàn)期間 MurrayandDelmoreandJhomas成功研制第一臺蟠管 coil 人工腎 于1946年應(yīng)用于臨床 1947年MacNeil 1948年Skeggs先后報道了平流型透析器1955年Kolff制成雙蟠管型人工腎 透析面積為1 8m2 尿素清除率140ml min 具明顯超濾效果 血液凈化技術(shù)發(fā)展史 1960年挪威人Kiil制成Kiil平板型透析器 1967年Lipps將醋酸纖維拉成直徑200um的空心纖維 將8000 10000根纖維裝在一個硬殼里 為空心纖維透析器 Hollowfiber 現(xiàn)在 已有200多種類型 血液凈化技術(shù)發(fā)展史 血管通路尤其是永久性通路是血液透析能否用于治療慢性腎衰的關(guān)鍵 1960年美國Quinton Dillard創(chuàng)建了動靜脈分流 使慢性透析成為現(xiàn)實 1966年Brescia創(chuàng)建了動靜脈內(nèi)瘺 成為另一個里程碑 透析人群流行病學 一 透析患者的發(fā)病率 透析人群流行病學 二 透析患者的住院率及死亡率血液透析患者的死亡率上升 中國腎臟病學會也統(tǒng)計以心腦血管并發(fā)癥為第一住院死亡原因 血液透析患者易發(fā)并發(fā)癥 腎臟主要功能 1 排泄功能 2 調(diào)節(jié)體液平衡 3 調(diào)節(jié)電解質(zhì)平衡 4 調(diào)節(jié)酸堿平衡 5 分泌活性物質(zhì) 血液透析基本原理 血液透析基本原理 一 溶質(zhì)的轉(zhuǎn)運機制 一 彌散1 定義 溶質(zhì)依濃度梯度從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動的過稱 血液透析基本原理 影響彌散清除的因素 血液透析基本原理 二 對流1 定義 通過透析膜兩側(cè)的壓力梯度使血中毒素隨著水的跨膜移動而移動 此現(xiàn)象為對流 血液透析基本原理 跨膜壓計算公式P總 PBi PBo 2 PDi PDo 2PBi 血液入口處壓力 PBo 血液出口處壓力 PDi 透析液入口處壓力 PDo 透析液出口處壓力 跨膜壓 透析液流出泵可以在透析液流出側(cè)產(chǎn)生負壓 為跨膜壓 簡稱TMP 血液透析基本原理 影響對流清除的因素 血液透析基本原理 三 吸附通過正 負電荷相互作用或范德華力和透析膜親水性的原理 將可被吸附的物質(zhì)如 2 微球蛋白 補體 IGg抗體 內(nèi)毒素等吸附 血液透析方法 血液透析使用透析機分別驅(qū)動血液及透析液通過透析器來完成透析和超濾 血液和透析液被分隔在半透膜兩側(cè) 血液中的小分子代謝廢物通過彌散進入透析液被排除 透析液和血液在透析膜兩側(cè)逆向流動 保持二者高流速可增加溶質(zhì)彌散 血液透析的方法 高效血液透析指尿素清除率高于210ml min 同時透析器的尿素KoA即 尿素轉(zhuǎn)運系數(shù) 溶質(zhì)轉(zhuǎn)運系數(shù) 透析器面積 高于600ml min 高效血液透析需要膜面積大 KoA高 透析液流速高 而且只能使用碳酸氫鹽透析液 高效血液透析還需要好的血管通路提供高血流速 只有當血流速大于200ml min時 將透析液流速提高至500ml min以上才可能增加溶質(zhì)清除率 高通量血液透析 高通量血液透析指水通過透析膜的速率 常常意味著使用高通透性膜 如 2 微球蛋白清除率大于20ml min 高通量血液透析需要透析機具有超濾容量控制模式以避免可能出現(xiàn)的嚴重容量失衡 因透析膜孔徑較大 中分子和大分子的清除率也較高 可以使合成透析膜或纖維素透析膜 為避免超濾液由透析液室回滲到血液室 需要使用超純的 無致熱源的碳酸氫鹽透析液 血液濾過 血液濾過僅僅通過對流的方式來清除溶質(zhì) 即水和溶質(zhì)一起順壓力梯度被濾出 由于大量溶液被濾出 需補充大量置換液 大于40l 次 血液濾過比血液透析能更好的清除大分子溶質(zhì)如 2 微球蛋白 糖基化終產(chǎn)物等 提高小分子物質(zhì)的清除率 穩(wěn)定心血管系統(tǒng) 改善炎癥反應(yīng) 血液透析濾過 血液透析濾過由血液透析和血液濾過組成 同時通過對流和彌散兩種方式清除溶質(zhì) 置換被直接輸入患者體內(nèi) 置換液必須超純 內(nèi)毒素的污染要降至最小 血液透析濾過需要高通透性 大面積半透膜 高血流速以及對置換量的精確控制 透析器 透析器是整個透析裝置的核心功能部分 也成人工腎 在臨床上使用過的透析器主要有三類 一 平板型透析器早期使用Kill型大平板型人工腎 后多采用多層小平板型透析器 多層平板透析器由外殼 支撐片和透析膜組成 血液在膜中間流動 透析液流經(jīng)膜與支撐片之間的空間 此類透析器尿素清除率可達100 150ml min 透析器 優(yōu)點 1 膜內(nèi)部血流阻力小2 破膜率比蟠管型低3 溶液清除率和超濾能力比蟠管型高4 透析器內(nèi)殘留血量小缺點 與空心纖維透析器相比 壓力耐受性差 預(yù)充量多 破膜率高 清除率和超濾量低 透析器 二 蟠管型透析器臨床應(yīng)用最多的是封閉式的蟠管型透析器由外殼 內(nèi)襯網(wǎng)片及透析膜三部分構(gòu)成透析膜為扁管型 寬15 20cm 長4 6m 用尼龍或聚乙烯塑料網(wǎng)片做成夾具 將透析袋加于網(wǎng)片之間 卷成桶裝 血液在透析膜之間流動 透析液在膜外流動進行透析 尿素清除率為110 150ml min 像口袋狀的透析膜與合成樹脂網(wǎng)一起卷成圓桶狀 血液從口袋一端進入 另一端流出 透析器 優(yōu)點 1 價格低廉2 血液阻力小缺點 1 預(yù)充量多 體外循環(huán)血量多2 容易破膜 漏血 3 只能用正壓型透析機 需用血泵 4 殘余血量小5 與空心纖維透析器相比 清除率低 透析器 三 空心纖維型透析器目前臨床應(yīng)用最多 透析效果最好 由聚碳酸酯材料鑄造成型的外殼與空心纖維透析膜構(gòu)成 臨床上更常用中空纖維透析器 其預(yù)充量較少 復(fù)用方便 但容易出現(xiàn)輕微的凝血 并可能滯留氧化乙烯等消毒劑 透析器 一個理想透析器應(yīng)具備以下條件 小分子和中分子毒素清除率高 足夠的超濾蛋白質(zhì)和氨基酸丟失較少 材料無毒性組織相容性好血液容量小安全可靠可復(fù)用費用低 透析器 技術(shù)說明 預(yù)充量一般為40 150ml 不包括血液管路 約為150ml 膜面積一般為0 5 2 2m2 超濾系數(shù)Kuf一般為2 5 85ml h mmHg Kuf小于4ml h mmHg 屬于中通透性 大于8ml h mmHg 為高通透性 高通透性膜需要采用容量控制方式以確保透析安全 尿素KoA一般為200 1200 小于300屬于低效透析器 大于600屬于高效透析器 透析器 技術(shù)說明 透析器可以使用 射線 環(huán)氧乙烷或蒸汽滅菌 蒸汽和射線消毒對患者危害小 在連接患者前應(yīng)用 2 0L鹽水預(yù)充透析器 以避免透析器中的 碎片 指可以進入身體的固體物質(zhì)或可溶解復(fù)合物 釋放進入人體 同時清除透析器生產(chǎn)過程中其它潛在的污染物和消毒劑 透析器 近代科技及透析技術(shù)的發(fā)展使透析器性能有了很大提高 一些特殊類型的透析器也在投入臨床應(yīng)用 1 用于小兒透析面積 0 5m2 UFR 2ml H 0 133KPa 的嬰幼兒透析器 2 用于出血傾向患者乙烯聚乙烯醇 EVAL 透析器有防凝作用的半透膜 可少用肝素 也可選擇用肝素包被的血仿膜的透析器 透析器 3 高效透析器透析膜具有大面積 能大量清除尿素 高效透析器的膜孔徑可大可小 大的孔徑清除中分子物質(zhì)多 小的孔徑不能清除中分子物質(zhì) 4 高通量透析器對于高通量的定義還未統(tǒng)一 一般認為Kuf 20ml h mmHg 尿素清除率 100mL L 而NIHHEMO研究小組對高通量透析器的定義為Kuf 14ml h mmHg 2 微球蛋白 20ml min 透析器 5 超通量透析器如FreseniusF800S 為聚砜膜 相對于高通量透析器具有更高的對流和內(nèi)濾過的能力 6 透析濾過用透析器兼有透析器和濾過器的特點 采用高通透性透析膜 截留分子量大于普通透析器 透析器的主要技術(shù)性能 一 清除率透析器的清除率分別以小分子物質(zhì) 分子量 300Da 物質(zhì) 尿素 60Da 肌酐 113Da 為代表 應(yīng)能達到130 190ml min 中分子 分子量300 5000Da 以維生素B12 1360Da 為代表 應(yīng)能達到20 50ml min 高通量應(yīng)達到50 100ml min 大分子蛋白 分子量8 103 25 103 以 2 微球蛋白 分子量1 18 103 為代表 清除率與膜材料 厚度 孔徑 面積等相關(guān) 透析器的主要技術(shù)性能 二 超濾系數(shù) Kuf 定義 每毫米汞柱跨膜壓 TMP 每小時超濾的毫升數(shù) 代表透析器對水分的廓清效率 低通量透析器Kuf為4 2 8 0mL h mmHg 高通量透析器為20 55mL h mmHg 超濾率與透析膜材料 厚度 面積 工藝水平相關(guān) 通常耐受壓力為500mmHg 隨著膜對水的通透性的增加 所需的跨膜壓隨之降低 透析器的主要技術(shù)性能 三 血區(qū)預(yù)充量空心纖維透析器的預(yù)充量一般為50 120ml 與透析面積成正比 跨膜壓增加時血區(qū)容積基本不變 當復(fù)用透析器的部分纖維絲堵住時 實際預(yù)充量會減少 四 耐受壓力新透析器耐受壓力標準不低于66 7KPa 五 殘留血量透析結(jié)束時殘留在透析器中的血液量應(yīng)不超過1ml 透析器的主要技術(shù)性能 六 生物相容性定義 指僅引起輕微的生化反應(yīng)和生物反應(yīng) 既往專指生物膜對白細胞和補體系統(tǒng)的活化作用 使用生物相容性較好的聚砜膜透析器的患者 CPR顯著降低 這種差別在分別使用兩種透析膜透析數(shù)小時之后最為明顯 臨床判斷生物相容性的指標是檢查透析15min后白細胞 血小板計數(shù) 血氧分壓 補體C3a C5a水平 透析器的主要技術(shù)性能 七 血流阻力空心纖維透析器 膜內(nèi)阻力大于平板型 通常為 20mmHg壓力 如果阻力過大將會增加動脈壓 八 重復(fù)使用率透析器復(fù)用的優(yōu)點 改善生物相容性 減少首次使用綜合征和過敏反應(yīng) 減少浪費 透析器復(fù)用的缺點 可能影響中分子 大分子物質(zhì)清除率 透析器容量減少 超濾率下降 增加熱源反應(yīng)和感染并發(fā)癥 透析膜 透析膜材料分為纖維膜 改良纖維膜 合成材料三種 纖維素膜通透性低 并可能激活補體和白細胞 生物相容性較差 改良纖維素膜通透性有高有低 生物相容性可好 如三醋酸纖維素 可差 如醋酸纖維素 合成膜都有較好的生物相容性 其通透性有高有低 合成膜和改良纖維素膜對溶質(zhì)的清除率是相似的 但是合成膜對 2 微球蛋白的清除效果更好 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 一 體外循環(huán)通路1 血泵通常是蠕動裝置 調(diào)節(jié)血流速率200 600ml min之間 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 2 動 靜脈壺用以捕捉從上游進入血路的空氣 靜脈壺位于靜脈血路上 動脈壺位多位于血泵之前 為負壓 動靜脈壺通常有1 3個接頭 其作用 排除空氣 調(diào)節(jié)液面 壓力測定 動脈壺常作為輸液 輸血接口 靜脈壺作為空氣探測部位 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 3 動脈壓力監(jiān)測器檢測血管通路與血泵之間的壓力變化 低壓報警原因 血壓下降 穿刺針與血路之間的管路扭結(jié) 血液凝結(jié) 血管壁貼附于穿刺針上 高壓報警的原因 病人血壓升高 血管通路與血泵之間的管路破裂 輸注鹽水的管路未夾閉 血泵泵血部分斷裂 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 4 靜脈壓力監(jiān)測器低壓報警原因 靜脈管路破裂 血流量低高壓報警原因 靜脈管路纏結(jié) 血液凝結(jié) 靜脈通路失去功能 5 空氣探測器采用超聲波檢測法 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 6 自動管路夾能夠承受800mmHg的壓力 7 管路具有良好的生物相容性 無毒性的材料制成 血泵部分的管路由硅酮處理后防止血液凝結(jié) 8 肝素泵位于血泵和透析器之間 多采用注射泵或蠕動泵 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 二 透析液通路1 加熱 熱交換加熱裝置采用不銹鋼材料制成 透析液一般在33 39 之間 過熱的透析液 42 引起溶血 低溫可導致病人寒戰(zhàn)等不適 2 除氣裝置防止透析液中氣體過多 通過透析膜進入人體內(nèi)或者附著在透析膜表面 減少有效交換面積 引起超濾控制系統(tǒng)的測量誤差 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 3 透析液配比裝置將濃縮液以一定的比例與反滲水混合 獲得有適當離子濃度 溫度和電導率的透析液 目前透析機所采用的配比泵有三種 陶瓷泵 計量泵 硅油泵 碳酸氫鹽透析液配比系統(tǒng) 需要兩個濃縮液泵 分別為酸性濃縮液泵和碳酸氫鹽濃縮液泵 碳酸氫鹽應(yīng)臨時配制 否則配好的碳酸氫鹽會緩慢釋放CO2 利于細菌繁殖 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 4 電導率檢測元件通過電導率檢測 以檢測透析液離子的總濃度 透析液的電導度主要反映鈉離子濃度 5 旁路閥用途一是可以將溫度或電導率異常的透析液導向透析器下游不流經(jīng)透析器 用途二是在單純超濾時 旁路閥將透析液直接導至透析器下游 使透析器中彌散過程停止 6 超濾控制系統(tǒng)7 漏血監(jiān)測在規(guī)定的最大透析液流量下 每分鐘漏血 0 5ml時 發(fā)出警報 同時關(guān)泵 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 三 透析機脫水裝置可分為壓力控制型和容量控制型1 壓力控制型血透機通過調(diào)節(jié)跨膜壓進行脫水 機器通過負壓泵對透析器透析液側(cè)施加負壓 Po 而血側(cè)的靜脈壓為正值 Pv Pv與Po的差值即為TMP 血液透析機的基本結(jié)構(gòu) 容量控制型 平衡室型 血透機平衡室型機在透析器的出水口設(shè)有一個超濾泵 設(shè)定脫水量后 超濾泵工作 泵每次工作脫水量固定不變 因此由每小時泵的工作次數(shù)可計算出每小時的脫水量 四 微電腦控制檢測系統(tǒng)負責接收操作面板發(fā)出的指令 處理來自水路及血路上所有傳感信號 按照預(yù)先編制的程序進行 透析機的主要特征 透析機主要由血泵 透析液供給系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)組成 血泵 通常是蠕動裝置 調(diào)節(jié)血流速率在200 600ml min之間 氣泡壺 與遠端空氣檢測器聯(lián)合應(yīng)用 使返回患者體內(nèi)血液中存在血液的危險降至最小 肝素泵 由透析器自帶注射泵注射 透析液供給裝置 通常每臺透析機按一定比例混合純凈水 濃縮透析液 碳酸氫鹽而配置透析液 或單個機器集中配置 然后將配好的透析液分配到多個透析機 濃縮透析液通常是液體 可能含有醋酸 而碳酸鹽以液體或固體方式單獨保存 使用時由透析機臨時與濃縮透析液混合配制 透析機的主要特征 目前 碳酸鹽透析液的使用已經(jīng)很普遍 每臺透析機單獨制備透析液具有更好的靈活性 而集中配置則更經(jīng)濟 透析液必須被加溫到37 并除氣后方可使用 透析液泵可產(chǎn)生超濾所需的負壓 透析機 附加設(shè)施 超濾控制 目前 透析機常采用容量控制方式進行超濾 通過調(diào)節(jié)跨膜壓實現(xiàn)預(yù)定的超濾量 可精確到 0 5 大約25ml H 并可以在透析的不同時間分段設(shè)定 即在透析的全過程中 超濾率并非恒定不變 最大超濾速度約為4L H 鈉曲線 一些透析機可以改變濃縮液和水的比例來改變透析液中的鈉濃度 這可通過電腦設(shè)定或人工操作 置換液的制備 現(xiàn)在越來越多的透析機內(nèi)置2 3個超微濾器對標準純凈水進行再過濾 以保證純凈水無菌和無污染 并聯(lián)機在線制作置換液 透析機 附加設(shè)施 化學或熱消毒單針或雙針透析 幾乎所有的透析機讀可提供兩種選擇 單針透析的優(yōu)點是只用一根靜脈穿刺針 但是通常效率較低 通路再循環(huán)量大 Y 型連接通過一根穿刺針在不同時間使動脈血被泵入透析機 使靜脈血被泵回到患者體內(nèi) 因為血液的泵入和泵出是分時進行的 因此需要專門的管道和大的儲液器 而且通常需兩個血泵 透析機監(jiān)測裝置 血路監(jiān)測裝置 1 血流速度用血泵控制 其流速顯示實際上是用血泵轉(zhuǎn)速換算成的 2 空氣檢測器 安裝在靜脈回路 多為超聲裝置 配有氣泡閥 并和血管夾相連 一旦發(fā)現(xiàn)血液中存在氣泡 用血管夾夾閉 阻止血液回到患者體內(nèi) 3 壓力檢測器 安裝在血泵 動脈 前和透析器后 靜脈 動脈壓檢測器檢測并記錄患者體內(nèi)泵出血液的壓力 當回流阻力增大時 檢測器顯示壓力過高 反之則反 這兩種檢測器都連有報警裝置 當超過設(shè)定值時 能夠及時報警并停止血泵 透析液監(jiān)控 漏血 可以發(fā)現(xiàn)透析膜破裂 通常采用紅外線或光感檢測 靈敏度小于0 5ml min血液 溫度 連續(xù)檢測以保證透析液溫度 透析液高溫可能引起溶血 低溫引起體溫降低 一旦監(jiān)控器報警 透析液通過旁路作為廢液流出透析機 溫度檢測還可用于降低患者的體溫 通常降低0 5 1 以減少低血壓的發(fā)生及改善超濾 透析液監(jiān)控 電導度 透析液的電導度檢測用于檢測水和濃縮液的配制比例 通過改變透析液電導度 調(diào)整透析液中鈉的濃度 實現(xiàn)鈉曲線透析 一旦電導度過低或過高 監(jiān)控器自動報警 透析液通過旁路作為廢液流出透析機 跨膜壓 通過檢測透析液流出管的壓力來計算跨膜壓 在線Kt V 通過對透析液流出管內(nèi)的尿素濃度的檢測 不僅可以計算每次透析的劑量 還可以通過檢測透析液中離子透析度來替尿素清除率 在線Kt V檢測提供了尿素清除的實時檢測 透析機 患者監(jiān)控 血壓 部分透析機具有自動檢測動脈壓裝置血容量監(jiān)控 通過光學或超聲傳感器檢測動脈血流中的紅細胞壓積 Hct 或蛋白濃度來進行監(jiān)控 此方法可準確測出相對血容量 RBV 變化 并且自動調(diào)整超濾率 血容量的下降通常引起血壓降低 因此 當發(fā)現(xiàn)RBV降低時并及時干預(yù) 如降低超濾速度 增加透析液的鈉濃度 或輸入正?；蚋邼B鹽溶液 可防止血壓下降 液體平衡監(jiān)測 血容量監(jiān)測能夠分析短時快速超濾對患者血容量的影響 從而明確患者體內(nèi)血容量狀態(tài) 根據(jù)患者血管的再充盈速度能夠測出血管外液體量 透析機 患者監(jiān)控 通路再循環(huán) 通過降低或升高透析液溫度 熱稀釋法 2 5 幾分鐘后測量動脈血液的溫度變化 屬無創(chuàng)檢測 通路血流評估 通過Hct檢測時注入鹽溶液的方法來測量 或通過短期超濾引起的Hct變化來測量 Kt V值 通過尿素清除率或透析液電導度變化在線測量 透析液 透析液一般由濃縮透析液和碳酸氫鹽緩沖液制備 醋酸鹽透析液容易生產(chǎn)和儲存 醋酸鹽透析液層被廣泛使用 現(xiàn)在 碳酸氫鹽透析液基本取代醋酸鹽透析液 碳酸氫鹽透析液更符合生理 能更好的控制酸中毒 且透析中引起的并發(fā)癥和副作用少 在透析液中的碳酸或乳酸 他們可以結(jié)合鎂 鈣溶液與碳酸氫鹽溶液混合后生成的碳酸鈣或碳酸鎂 降低透析液PH值至7 0 7 4 從而保證各種鹽類的可溶解性 透析液成分簡介 鈉 臨床上曾使用低鈉透析液以降低高血壓 但隨之引起了一些其他并發(fā)癥 如痙攣 失衡綜合征 低血壓 甚至由于引發(fā)腎素 血管緊張素分泌引起高血壓發(fā)生 提高透析液鈉濃度可以減少肌肉痙攣 惡心 嘔吐和低血壓發(fā)生 然而 長期使用高鈉透析液 由于鹽超負荷可引起高鈉血癥 加重口渴和高血壓 鈉曲線透析 是指在透析過程中的不同時間使用不同濃度鈉離子以減少低血壓的發(fā)生 一般于透析起始階段使用高鈉透析液 之后逐步降低 在尿素彌散速度最高的時期 透析早期 初始高鈉可保持血滲透壓 這樣可保持血漿從組織間隙中得到水分的再充盈 透析液鈉濃度應(yīng)逐步下降一些對照研究發(fā)現(xiàn) 鈉曲線透析有利于控制透析中的癥狀 尤其是減少痙攣和改善血管穩(wěn)定性 如透析期間透析液鈉濃度沒有充分下降或騎士濃度過高 就有鈉潴留的危險 引起口渴加重 容