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书名:血液净化与临床护理
定价:36.0
ISBN:9787030459398
作者:李运梅,赵立民,莫国华
版次:1
出版时间:2015-10
内容提要:
本书分9章,详细阐述了血液净化概论、血液净化血管通路及护理、血液净化抗凝技术及护理、常用血液净化操作流程及护理、血液净化运行中的护理、血液透析质量管理、特殊患者的血液透析及护理、血液透析相关紧急情况的应急处理、腹膜透析及护理等。
目录:
目录
**章 血液净化概论1
**节 血液净化原理1
第二节 透析设备4
第二章 血液净化血管通路及护理10
**节 动静脉穿刺建立临时血管通路的方法及护理10
第二节 中心静脉留置导管通路及护理11
第三节 **性血管通路自体动静脉内瘘的建立及护理12
第四节 **性血管通路人工移植血管内瘘的建立及护理15
第三章 血液净化抗凝技术及护理19
**节 常规肝素抗凝技术及护理19
第二节 小剂量肝素和局部肝素抗凝技术及护理21
第三节 低分子肝素抗凝技术及护理22
第四节 无抗凝药物透析技术及护理23
第五节 其他抗凝技术及护理24
第四章 常用血液净化操作流程及护理27
**节 血液透析27
第二节 血液滤过及透析滤过31
第三节 连续性肾脏替代治疗34
第四节 血浆置换37
第五节 血液灌流40
第六节 其他的血液净化技术42
第五章 血液净化运行中的护理46
**节 透析前护理46
第二节 透析中的护理48
第三节 透析后的护理56
第六章 血液透析质量管理70
**节 血液净化中心的设立及人员管理70
第二节 透析治疗质量监控71
第三节 透析患者的管理79
第七章 特殊患者的血液透析技术及护理83
**节 小儿血液透析技术及护理83
第二节 老年患者的血液透析技术及护理87
第三节 糖尿病肾病血液透析技术及护理92
第八章 血液透析相关紧急情况的应急处理96
**节 透析材料突发事件的应急处理96
第二节 血液透析中发生紧急情况的处理97
第九章 腹膜透析及护理111
**节 腹膜透析的基本结构111
第二节 腹膜透析原理112
第三节 腹膜透析的适应证和禁忌证115
第四节 腹膜透析的护理116
第五节 腹膜透析患者的居家指导120
附录 常见食物成分表123
在线试读:
**章 血液净化概论
血液净化技术是利用天然或人工半透膜,通过体外循环技术清除血液内代谢产物、内源性抗体、过量的药物或毒物等,以维持体液、电解质或酸碱平衡的一种治疗技术。近年来随着工程技术的进步,血液净化技术日趋成为现代医学不可缺少的一种治疗手段,尤其是连续性血液净化技术的成熟和发展,使其应用领域远远超出肾脏疾病,成为危重症医学中重要的脏器支持和救治措施。
血液净化发展简史:1854年,苏格兰化学家Thoma Graham首次提出了“透析”(dialysis)的概念,“dia-”具有通向双面的意思,“-lysis”即分离的意思。他**次提出晶体物质通过半透膜弥散并开创了渗透学说,被称为现代透析之父。1913年,美国约翰·霍普金斯医学院的John Abel及其同事用火棉胶制成管状透析器,并命名为人工肾脏(artificial kidney)。抗凝治疗中使用了水蛭素,对兔子进行了2小时的血液透析,从而开创了血液透析事业。1926年德国的GeorgHaa首次对一位年轻的尿毒症患者进行了血液透析,虽然没有取得治疗效果,但为今后透析研究的发展打下了良好的基础。20世纪30年代后期,荷兰著名学者Willem Kolff研制完成了**台转鼓式人工肾,具有划时代的意义。1944年,荷兰的Kolff首次成功地将透析应用于肾衰患者的抢救治疗。1960年美国学者Scribner和Sinbner发明了用于反复透析的血管通路,提出了动静脉外分流,用两根聚四氟乙烯管分别插入桡动脉和头静脉,这是血液透析史上的突破性进展。1962年,Cimino和Brescia用手术方法建立了更为**的血管通路——动静脉内瘘,这是透析史上重要的里程碑。此后,透析技术逐步完善,从20世纪80年代开始,血液净化相关设备逐步向电子化、智能化进展,透析膜相容性的改进,透析液的不断完善,抗凝技术等方面研究的进展,从而血液净化技术进入一个持续快速发展的时期,广泛地应用于肾脏病领域,并在医学各领域均发挥着重要作用。
**节 血液净化原理
将患者的血液引出身体外并通过一种净化装置去除其中某些致病物质,净化血液,达到治疗疾病的目的,这个过程即为血液净化。其目的是清除血液中的有害物质。现代血液净化疗法主要包括:血液透析(hemodialysis,HD)、血液滤过(hemofiltration,HF)、血液透析滤过(hemodiafiltration,HDF)、血液灌流(hemoperfusion,HP)、血浆置换(plasma exchange,PE)、免疫吸附(immunoabsorption,IA)、连续性血液净化(CRRT)。不同的净化模式其对溶质清除的原理不同,主要有:弥散(diffusion)、对流(convection)、吸附(adsorption)和渗透(osmosis)。不同物质被清除的方式也不同,小分子物质弥散效果好,中分子物质则以对流及吸附效果好。临床上应根据不同的临床需要,甚至在病情的不同阶段,选择恰当的治疗模式。
一、血液透析的原理
血液透析(hemodialysis,HD)主要是依靠半透膜的作用,利用弥散、超滤(ultrafiltration,UF)的原理清除血液中有害物质和过多水分,从而达到治疗的目的。血液透析是*常用的肾脏替代治疗方法之一,也可用于治疗药物或毒物中毒等。
(一)弥散
1. 弥散 指溶液中的分子以弥散的方式通过半透膜的过程。半透膜是一种具有微孔的膜,能够允许直径比其微孔小的溶质分子通过,而直径大于膜孔的物质挡于膜的一侧。血液透析中溶质转运的基础是弥散作用。半透膜上含有小孔使得较小的或所有的溶质都可以通过弥散的方式移动。弥散是各种物资的分子或颗粒都呈无规律的热运动。根据膜平衡原理,半透膜两侧液体各自所含溶质浓度的梯度差及其所形成的不同渗透浓度,可使尿毒症患者血液中的水及小分子物质如电解质、尿素、肌酐等含氮的废物从浓度高的一侧通过半透膜向浓度低的一侧透析液中移动(弥散作用),而透析液中的碱基、钙离子等向血液中弥散。同时利用超滤压和渗透压两种压力清除水分。
影响弥散清除的因素有:溶质的浓度梯度、溶质相对的分子质量、透析膜的物理特性、血流量和透析液流量等。
(1)溶质的浓度梯度:弥散是分子的随机运动。尿毒症患者血液中的尿素、肌酐、胍类、尿酸、钾离子等很高,而在透析液中不含上述溶质,因而在透析膜的两侧形成了浓度梯度,溶质顺着由膜两边浓度差形成的电化学梯度而运动,上述溶质通过半透膜向透析液侧弥散。溶质的清除与该溶质在血液侧与透析液侧的浓度梯度差成正比。
(2)溶质的相对分子质量的影响:每一种溶质因为分子体积和分子量的不同而各自具有不同的溶质转运量,溶质的分子量越大,其通过半透膜的转运速率越低。转运速率与分子量成负相关。如分子量为100道尔顿的溶质的弥散率是分子量为200道尔顿的弥散率2倍。高速率运动的分子与膜壁碰撞频率高,其通过半透膜的转运速率越高。大分子物质运动较慢,与膜壁的碰撞频率低,通过半透膜孔的速率也慢,故清除率低。另外溶质的分子量与其大小密切相关。若溶质分子的体积接近或超过膜孔大小,溶质仅能部分或完全不能通过半透膜。小分子物资,如尿素、肌酐可很容易地通过半透膜,而较大的分子,如?2-微球蛋白或白蛋白弥散很慢或没有弥散,体积更大的大分子更是被小孔阻挡。
(3)透析膜的物理特性:弥散清除量与膜的阻力成反比。膜的阻力是溶质弥散速度的决定因素,取决于透析膜的面积、厚度、结构、弥散系数、膜孔径大小和膜所带的电荷等。如果透析膜很厚、膜孔数量少、膜孔径小,膜对溶质跨膜转运的阻力就很高;而减少膜厚度可增加溶质的弥散率。而膜的结构对各种分子量的溶质均有明显的影响,如纤维素膜的孔道弯曲,彼此间有交通支、阻力大,分子量相同的小分子物质弥散量也较合成膜低;合成膜壁薄,孔道直,无交通支,阻力小。透析膜的表面积越大,对小分子物质弥散清除率越高。膜的亲水性与疏水性可将蛋白质吸附于膜上,从而影响溶质的转运。
(4)血液和透析液的流量:血液流速影响溶质的清除效率。当血流量增加时,单位时间内有更多的溶质与膜接触,溶质的清除增加。当血液流速<200ml/min时,其尿素清除率与血流量呈线形关系;当血液流速>300ml/min时,两者线形关系消失,逐渐达至平台。一般而言,血液流量的设定应为自身体重的4倍较妥,透析液流速为血液流速的2倍,*有利于溶质的清除。
此外,透析液温度、血液黏稠度等均能影响弥散清除量。
(二)渗透与超滤
1. 渗透 渗透是指依靠膜两侧的渗透压差,使水分从渗透压低的一侧向渗透压高的一侧做跨膜运动。血液透析主要通过水压梯度超滤脱水,而渗透脱水作用很小。
2. 超滤 超滤是血液透析清除体内过多水分的主要途径。即水在压力差的作用下做跨膜运动,这一压力称为跨膜压(transmembrane pressure,TMP)。跨膜压为超滤的动力,超滤水量与跨膜压成正比。现代的血液透析机均采用容量控制系统进行超滤,不需要根据脱水去计算TMP,但需了解TMP对水超滤的作用。
二、血液滤过及透析滤过的基本原理
(一)血液滤过
血液滤过(hemofiltration,HF)是模仿正常人肾小球滤过和肾小管重吸收原理,以对流方式清除尿毒症毒素和过多的水分。对流即通过透析膜两侧的压力梯度,液体从压力高的一侧通过半透膜向压力低的一侧移动,液体中的溶质也随之通过半透膜,这种方法即为对流。血液滤过是通过这种方式清除毒物的。对流具有溶质跨膜移动较弥散快,对中、大分子溶质清除较好,不受溶质浓度梯度差的影响。影响对流的因素有:膜的物理性质、消毒剂、血液成分、液体动力学、温度等。
在对流的过程中,透析膜起着筛网的作用,随着膜两侧压力差的增高,大、中分子物质的对流清除率显著提高。不同种类的膜、不同溶质的筛选系数不同。对流清除量与筛选系数呈正比。半透膜的结构、溶质分子和蛋白质含量也是其筛选系数的影响因素。血浆蛋白浓度、血细胞比容以及血液黏滞度影响超滤率。HF具有对中分子物质的清除率高、对血流动力影响小等优点。
(二)血液透析滤过
血液透析滤过(hemodiafiltration,HDF)的溶质转运是通过弥散清除小分子物质,又通过对流清除中分子物质两种方式。HDF的总清除率不是弥散与对流的简单相加,而是相互影响。
三、血液灌流的基本原理
血液灌流(hemoperfusion,HP)是把患者的血液引出体外,让溶解于血中的毒性物质被吸附到灌流器中的活性炭上,从而除去血液中内源性和外源性毒物,达到清除血液中有毒物质的效果,为临床抢救药物、毒物中毒开辟了新的途径。*常用的吸附材料是活性炭和树脂。
1. 活性炭 是一种广谱吸附剂,能吸附多种化合物,对肌酐、尿酸和巴比妥类药物具有良好的吸附性能。具有吸附速度快,吸附容量高的特点。但活性炭与血液直接接触会引起红细胞、白细胞和血小板的破坏,同时易脱落炭微粒引起微血管血栓的危险,故其临床应用受到了限制。20世纪70年代初,张明瑞率先用白蛋白火棉胶包裹活性炭制成的微胶囊做HP,防止了炭微粒的脱落,而包裹后的活性炭吸附性能并无明显改变,此后才使活性炭血液灌流在临床上广泛应用。
2. 树脂 树脂是具有网状立体结构的高分子聚合物。临床上应用较多的是吸附树脂。吸附树脂分为极性吸附树脂和非极性吸附树脂。非极性吸附树脂易于吸附脂溶性物质,而极性吸附树脂容易吸附极性大且溶于水的物质。根据需要,通过改善合成技术条件,制备出不同孔径尺寸和不同表面积的吸附树脂。
四、血浆置换的基本原理
血浆置换(plasma exchange,PE)是一种用来清除血液中大分子物质的血液净化疗法。其基本原理是通过血浆分离装置,利用体外循环的方法将血浆分离并滤出,去除致病血浆或选择性地去除血浆中的某些致病因子,然后将血液的有形成分、净化后血浆及所需补充的置换液输回体内。
血浆置换包括单重血浆置换、双重血浆置换。单重血浆置换是通过血浆分离器分离并丢弃体内含有高浓度致病因子的血浆,同时补充同等体积的新鲜冰冻血浆或新鲜冰冻血浆加少量白蛋白溶液。双重血浆置换是使经血浆分离器分离出来的血浆再通过膜孔径更小的血浆滤过器,将患者血浆中分子量大于白蛋白致病因子除去,如免疫球蛋白、免疫复合物、脂蛋白等。将含有大量白蛋白的血浆加上补充液(白蛋白或电解质溶液)输回人体的治疗方法。
第二节 透 析 设 备
一、血液透析机
血液透析机实现肾脏功能替代,是通过把体外循环路径与患者的循环系统相连来完成的。血液透析机分为血液监护警报系统和透析液供给系统两部分。血液监护警报系统包括血泵、肝素泵、动静脉压监测和空气监测等;透析液供给系统包括温度控制系统、配液系统、除气系统、电导率监测系统、超滤监测和漏血监测等部分组成。其工作原理是:透析用浓缩液和透析用水经过透析液供给系统配制成合格的透析液,通过血液透析器,与血液监护警报系统引出的病人血液进行溶质弥散、渗透和超滤作用;作用后的病人血液通过血液监护警报系统返回病人体内,同时透析用后的液体作为废液由透析液供给系统排出。
二、水 处 理
水处理系统包括加压泵、前级过滤器、砂滤器、活性炭过滤器、树脂软化器、二级过滤器、反渗机和输水管路。
1. 加压泵 原水在到达反渗机之前,水压会有一定程度的下降,为了保证反渗机的进水压力和进水量,使其能够正常的工作,需要在水处理系统的进水处安装加压泵以保证进水压力达到系统工作压力。
2. 前级过滤器、砂滤器 砂过滤器内含有数层固定的致密砂粒,自来水首先通过砂过滤器,可以阻挡原水中的不溶性和悬浮颗粒,其中的中、大分子悬浮颗粒被清除,保护下游的活性炭过滤器、树脂软化器、二级过滤器、反渗机等设备。
3. 活性炭过滤器 活性炭的微孔结构可吸附水中的可溶性有机物、活性氯和氯胺、致热源、色素等。活性炭罐每周定时反向冲洗一次,过期应及时更换。
4. 树脂软化器 树脂软化器主要包括控制器、交换树脂和盐箱组成。当硬水流过交换树脂表面时,水中的钙、镁离子被树脂大量吸附,达到清除水中高浓度的钙、镁离子等二价阳离子的目的,从而使水得以软化。树脂软化器的容量选择要结合原水水质和产水量的要求,保证治疗当中的持续软化。当树脂吸附钙、镁离子至饱和后,应采用过饱和含钠离子盐水冲洗树脂,使树脂再生。再生盐桶中要有充足的再生盐,*好在盐水中可见固体盐,在饱和盐水的前提下保证树脂软化器的再生效果。控制器自动控制软化和再生过程。交换树脂须每次用后或至少每周再生一次,每年更换一次。
5. 反渗器 反渗装置是水处理系统的核心部位,由反渗膜和加压泵组成。根据逆渗透原理设计而成。反渗膜可以阻挡分子量大于300道尔顿的溶解性无机物、有机物、细菌、内毒素病毒和颗粒,可以排斥90%~95%的双价离子和95%~99%的单价离子。加压泵将纯水压过反渗膜,反渗膜应保持湿润,每周清洗并消毒一次,可根据需要每1~2年更新一次。
三、透 析 液
透析液的基本成分与人体内环境成分相似,主要有钠、钾、钙、和镁四种阳离子,氯和碱基两种阴离子,部分透析液含有葡萄糖。透析液成分:钠,135~145mmol/L;钾,0~4mmol/L;钙,1.25~1.75mmol/L;镁,0.5~0.75mmol/L;氯,100~112mmol/L;醋酸根,2~4mmol/L;碳酸氢根,30~40mmol/L;葡萄糖,5.5~11mmol/L;pH,7.1~7.3mmol/L;渗透压[mOsm/(H2O?·?kg)],285~295mmol/L。
1. 钠 是人体细胞外液的主要阳离子,透析液钠离子浓度决定了透析患者血清钠浓度及渗透压。若透析液的钠含量低于血浆钠浓度,由于膜内外钠浓度的差异,有利于体内血浆中钠向透析液转移。低钠透析时有口渴减轻、控制体重增加的优点。但是透析液钠过低,细胞外液钠弥散清除后,使血浆晶体渗透压快速下降,细胞外低渗导致细胞外液向细胞内转移,细胞水肿、细胞外液进一步减少,发生一系列神经肌肉及血流动力学不稳定,低血压、肌肉痉挛、头痛、恶心、呕吐、乏力及眩晕并发症,故不宜将透析液钠降得太低。提高透析液钠浓度可维持血流动力学稳定,还可改善患者透析时耐受性,头痛、痉挛、恶心、呕吐的发生减少。但高钠透析不利于钠的弥散清除,有使患者口渴加重及透析间期体重增长过多的缺点。为此透析中心有时可利用现有透析机的可调钠装置,适当使用钠梯度透析达到体内钠平衡又使患者易于耐受。即开始钠浓度>145mmol/L,透析过程中逐渐下降至等张水平,透析结束时透析液中钠浓度为135~140mmol/L,可减少尿素清除引起的渗透压差,避免产生透析低血压和失衡综合征,又可预防透析期间的口渴、饮水过多、高血压、心衰等。所以目前倾向,透析液钠浓度宜根据病人实际情况而定,在整个透析过程中的不同时间,调整钠浓度以适合病人的需要。
2. 钾 钾是细胞内液中主要的阳离子。肾功能衰竭患者常因种种原因可存在着高钾血症或钾清除障碍。高钾血症是肾功能衰竭的危险并发症,可导致心脏传导阻滞,直接危及生命。
因此往往需要透析液的钾浓度低于血钾,目前国内大多数透析单位所用透析液钾浓度为0~4mmol/L,一般为2mmol/L。但应根据具体病情调节钾浓度,维持体内钾平衡。若有明显严重的高血钾更应降低透析液钾浓度;相反少数病员血钾持续偏低,原则上也应提高透析液钾浓度,因此透析液中理想的钾浓度应根据患者饮食中增入钾的多少,透析的频率、时间,透析前测得血钾水平决定。维持性血透患者的血钾水平,应定期检测,对于有异常者,及时给予纠正。
3. 钙 钙离子对神经-肌肉的兴奋传导具有生物学活性,体内缺钙会引起手足抽搐、骨营养不良。透析液钙浓度对维持透析患者钙的动态平衡,避免因钙代谢紊乱而致骨病、迁移性钙化、心血管并发症都十分重要。慢性肾衰接受透析的患者体内钙呈负平衡,低血钙又易促发继发性甲旁亢,因此为了纠正低钙血症,血透早期一般采用相对高的钙浓度如1.65~1.75mmol/L的透析液。20世纪80年代,由于广泛使用碳酸钙来对抗高血磷,又普遍使用活性维生素D来抑制PTH治疗继发性甲旁亢,此时若仍采用相对高钙的透析液,必然导致高血钙及Ca×P乘积过高,而引起迁移性钙化,中小动脉的钙化,不仅导致肢体供血不足坏死,而且引起冠心病与心肌梗死,因此在这种情况下必须用相对低钙的透析液(如1.25mmol/L)。因此透析液钙的浓度应结合血钙浓度、甲状旁腺素(PTH)水平、活性维生素D应用等情况而决定。血钙高,血磷高,Ca×P高,服用碳酸钙等含钙的磷结合剂或应用大剂量活性维生素D冲击时,应使用相对低的钙浓度(如1.25mmol/L左右)。血钙、血磷偏低,Ca×P不高,不服用含钙的磷结合剂,PTH轻度增高,不用大剂量活性维生素D时,可使用正常或相对高的钙浓度(1.50~1.75mmol/L),并应根据血钙水平加以调整。
4. 镁 是一种细胞内离子,主要存在于骨组织中。正常血镁浓度为0.8~1.2mmol/L,镁的浓度与细胞、骨代谢及神经生理有关。正常情况下镁主要从肾脏排泄,肾功能衰竭时肾排出减少,血镁升高。高镁血症是肾性骨病和软组织钙化的原因之一,当血镁超过3mmol/L时可引起神经系统症状,如深腱反射消失。因此较常用的透析液镁浓度稍低于正常(0.5~0.75mmol/L)。透析液镁的重要性,在临床透析中的研究较少,其作用尚待进一步评估。
5. 氯 氯离子是透析液中主要的阴离子之一,透析液氯浓度与细胞外液浓度相似,为100~105mmol/L。调整钠浓度时,氯的浓度也随之变化,由于氯离子过高不利于纠正代谢性酸中毒,并引起透析后暂时性高氯性酸中毒。因此,为避免此并发症,宜适当限制透析
定价:36.0
ISBN:9787030459398
作者:李运梅,赵立民,莫国华
版次:1
出版时间:2015-10
内容提要:
本书分9章,详细阐述了血液净化概论、血液净化血管通路及护理、血液净化抗凝技术及护理、常用血液净化操作流程及护理、血液净化运行中的护理、血液透析质量管理、特殊患者的血液透析及护理、血液透析相关紧急情况的应急处理、腹膜透析及护理等。
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**章 血液净化概论1
**节 血液净化原理1
第二节 透析设备4
第二章 血液净化血管通路及护理10
**节 动静脉穿刺建立临时血管通路的方法及护理10
第二节 中心静脉留置导管通路及护理11
第三节 **性血管通路自体动静脉内瘘的建立及护理12
第四节 **性血管通路人工移植血管内瘘的建立及护理15
第三章 血液净化抗凝技术及护理19
**节 常规肝素抗凝技术及护理19
第二节 小剂量肝素和局部肝素抗凝技术及护理21
第三节 低分子肝素抗凝技术及护理22
第四节 无抗凝药物透析技术及护理23
第五节 其他抗凝技术及护理24
第四章 常用血液净化操作流程及护理27
**节 血液透析27
第二节 血液滤过及透析滤过31
第三节 连续性肾脏替代治疗34
第四节 血浆置换37
第五节 血液灌流40
第六节 其他的血液净化技术42
第五章 血液净化运行中的护理46
**节 透析前护理46
第二节 透析中的护理48
第三节 透析后的护理56
第六章 血液透析质量管理70
**节 血液净化中心的设立及人员管理70
第二节 透析治疗质量监控71
第三节 透析患者的管理79
第七章 特殊患者的血液透析技术及护理83
**节 小儿血液透析技术及护理83
第二节 老年患者的血液透析技术及护理87
第三节 糖尿病肾病血液透析技术及护理92
第八章 血液透析相关紧急情况的应急处理96
**节 透析材料突发事件的应急处理96
第二节 血液透析中发生紧急情况的处理97
第九章 腹膜透析及护理111
**节 腹膜透析的基本结构111
第二节 腹膜透析原理112
第三节 腹膜透析的适应证和禁忌证115
第四节 腹膜透析的护理116
第五节 腹膜透析患者的居家指导120
附录 常见食物成分表123
在线试读:
**章 血液净化概论
血液净化技术是利用天然或人工半透膜,通过体外循环技术清除血液内代谢产物、内源性抗体、过量的药物或毒物等,以维持体液、电解质或酸碱平衡的一种治疗技术。近年来随着工程技术的进步,血液净化技术日趋成为现代医学不可缺少的一种治疗手段,尤其是连续性血液净化技术的成熟和发展,使其应用领域远远超出肾脏疾病,成为危重症医学中重要的脏器支持和救治措施。
血液净化发展简史:1854年,苏格兰化学家Thoma Graham首次提出了“透析”(dialysis)的概念,“dia-”具有通向双面的意思,“-lysis”即分离的意思。他**次提出晶体物质通过半透膜弥散并开创了渗透学说,被称为现代透析之父。1913年,美国约翰·霍普金斯医学院的John Abel及其同事用火棉胶制成管状透析器,并命名为人工肾脏(artificial kidney)。抗凝治疗中使用了水蛭素,对兔子进行了2小时的血液透析,从而开创了血液透析事业。1926年德国的GeorgHaa首次对一位年轻的尿毒症患者进行了血液透析,虽然没有取得治疗效果,但为今后透析研究的发展打下了良好的基础。20世纪30年代后期,荷兰著名学者Willem Kolff研制完成了**台转鼓式人工肾,具有划时代的意义。1944年,荷兰的Kolff首次成功地将透析应用于肾衰患者的抢救治疗。1960年美国学者Scribner和Sinbner发明了用于反复透析的血管通路,提出了动静脉外分流,用两根聚四氟乙烯管分别插入桡动脉和头静脉,这是血液透析史上的突破性进展。1962年,Cimino和Brescia用手术方法建立了更为**的血管通路——动静脉内瘘,这是透析史上重要的里程碑。此后,透析技术逐步完善,从20世纪80年代开始,血液净化相关设备逐步向电子化、智能化进展,透析膜相容性的改进,透析液的不断完善,抗凝技术等方面研究的进展,从而血液净化技术进入一个持续快速发展的时期,广泛地应用于肾脏病领域,并在医学各领域均发挥着重要作用。
**节 血液净化原理
将患者的血液引出身体外并通过一种净化装置去除其中某些致病物质,净化血液,达到治疗疾病的目的,这个过程即为血液净化。其目的是清除血液中的有害物质。现代血液净化疗法主要包括:血液透析(hemodialysis,HD)、血液滤过(hemofiltration,HF)、血液透析滤过(hemodiafiltration,HDF)、血液灌流(hemoperfusion,HP)、血浆置换(plasma exchange,PE)、免疫吸附(immunoabsorption,IA)、连续性血液净化(CRRT)。不同的净化模式其对溶质清除的原理不同,主要有:弥散(diffusion)、对流(convection)、吸附(adsorption)和渗透(osmosis)。不同物质被清除的方式也不同,小分子物质弥散效果好,中分子物质则以对流及吸附效果好。临床上应根据不同的临床需要,甚至在病情的不同阶段,选择恰当的治疗模式。
一、血液透析的原理
血液透析(hemodialysis,HD)主要是依靠半透膜的作用,利用弥散、超滤(ultrafiltration,UF)的原理清除血液中有害物质和过多水分,从而达到治疗的目的。血液透析是*常用的肾脏替代治疗方法之一,也可用于治疗药物或毒物中毒等。
(一)弥散
1. 弥散 指溶液中的分子以弥散的方式通过半透膜的过程。半透膜是一种具有微孔的膜,能够允许直径比其微孔小的溶质分子通过,而直径大于膜孔的物质挡于膜的一侧。血液透析中溶质转运的基础是弥散作用。半透膜上含有小孔使得较小的或所有的溶质都可以通过弥散的方式移动。弥散是各种物资的分子或颗粒都呈无规律的热运动。根据膜平衡原理,半透膜两侧液体各自所含溶质浓度的梯度差及其所形成的不同渗透浓度,可使尿毒症患者血液中的水及小分子物质如电解质、尿素、肌酐等含氮的废物从浓度高的一侧通过半透膜向浓度低的一侧透析液中移动(弥散作用),而透析液中的碱基、钙离子等向血液中弥散。同时利用超滤压和渗透压两种压力清除水分。
影响弥散清除的因素有:溶质的浓度梯度、溶质相对的分子质量、透析膜的物理特性、血流量和透析液流量等。
(1)溶质的浓度梯度:弥散是分子的随机运动。尿毒症患者血液中的尿素、肌酐、胍类、尿酸、钾离子等很高,而在透析液中不含上述溶质,因而在透析膜的两侧形成了浓度梯度,溶质顺着由膜两边浓度差形成的电化学梯度而运动,上述溶质通过半透膜向透析液侧弥散。溶质的清除与该溶质在血液侧与透析液侧的浓度梯度差成正比。
(2)溶质的相对分子质量的影响:每一种溶质因为分子体积和分子量的不同而各自具有不同的溶质转运量,溶质的分子量越大,其通过半透膜的转运速率越低。转运速率与分子量成负相关。如分子量为100道尔顿的溶质的弥散率是分子量为200道尔顿的弥散率2倍。高速率运动的分子与膜壁碰撞频率高,其通过半透膜的转运速率越高。大分子物质运动较慢,与膜壁的碰撞频率低,通过半透膜孔的速率也慢,故清除率低。另外溶质的分子量与其大小密切相关。若溶质分子的体积接近或超过膜孔大小,溶质仅能部分或完全不能通过半透膜。小分子物资,如尿素、肌酐可很容易地通过半透膜,而较大的分子,如?2-微球蛋白或白蛋白弥散很慢或没有弥散,体积更大的大分子更是被小孔阻挡。
(3)透析膜的物理特性:弥散清除量与膜的阻力成反比。膜的阻力是溶质弥散速度的决定因素,取决于透析膜的面积、厚度、结构、弥散系数、膜孔径大小和膜所带的电荷等。如果透析膜很厚、膜孔数量少、膜孔径小,膜对溶质跨膜转运的阻力就很高;而减少膜厚度可增加溶质的弥散率。而膜的结构对各种分子量的溶质均有明显的影响,如纤维素膜的孔道弯曲,彼此间有交通支、阻力大,分子量相同的小分子物质弥散量也较合成膜低;合成膜壁薄,孔道直,无交通支,阻力小。透析膜的表面积越大,对小分子物质弥散清除率越高。膜的亲水性与疏水性可将蛋白质吸附于膜上,从而影响溶质的转运。
(4)血液和透析液的流量:血液流速影响溶质的清除效率。当血流量增加时,单位时间内有更多的溶质与膜接触,溶质的清除增加。当血液流速<200ml/min时,其尿素清除率与血流量呈线形关系;当血液流速>300ml/min时,两者线形关系消失,逐渐达至平台。一般而言,血液流量的设定应为自身体重的4倍较妥,透析液流速为血液流速的2倍,*有利于溶质的清除。
此外,透析液温度、血液黏稠度等均能影响弥散清除量。
(二)渗透与超滤
1. 渗透 渗透是指依靠膜两侧的渗透压差,使水分从渗透压低的一侧向渗透压高的一侧做跨膜运动。血液透析主要通过水压梯度超滤脱水,而渗透脱水作用很小。
2. 超滤 超滤是血液透析清除体内过多水分的主要途径。即水在压力差的作用下做跨膜运动,这一压力称为跨膜压(transmembrane pressure,TMP)。跨膜压为超滤的动力,超滤水量与跨膜压成正比。现代的血液透析机均采用容量控制系统进行超滤,不需要根据脱水去计算TMP,但需了解TMP对水超滤的作用。
二、血液滤过及透析滤过的基本原理
(一)血液滤过
血液滤过(hemofiltration,HF)是模仿正常人肾小球滤过和肾小管重吸收原理,以对流方式清除尿毒症毒素和过多的水分。对流即通过透析膜两侧的压力梯度,液体从压力高的一侧通过半透膜向压力低的一侧移动,液体中的溶质也随之通过半透膜,这种方法即为对流。血液滤过是通过这种方式清除毒物的。对流具有溶质跨膜移动较弥散快,对中、大分子溶质清除较好,不受溶质浓度梯度差的影响。影响对流的因素有:膜的物理性质、消毒剂、血液成分、液体动力学、温度等。
在对流的过程中,透析膜起着筛网的作用,随着膜两侧压力差的增高,大、中分子物质的对流清除率显著提高。不同种类的膜、不同溶质的筛选系数不同。对流清除量与筛选系数呈正比。半透膜的结构、溶质分子和蛋白质含量也是其筛选系数的影响因素。血浆蛋白浓度、血细胞比容以及血液黏滞度影响超滤率。HF具有对中分子物质的清除率高、对血流动力影响小等优点。
(二)血液透析滤过
血液透析滤过(hemodiafiltration,HDF)的溶质转运是通过弥散清除小分子物质,又通过对流清除中分子物质两种方式。HDF的总清除率不是弥散与对流的简单相加,而是相互影响。
三、血液灌流的基本原理
血液灌流(hemoperfusion,HP)是把患者的血液引出体外,让溶解于血中的毒性物质被吸附到灌流器中的活性炭上,从而除去血液中内源性和外源性毒物,达到清除血液中有毒物质的效果,为临床抢救药物、毒物中毒开辟了新的途径。*常用的吸附材料是活性炭和树脂。
1. 活性炭 是一种广谱吸附剂,能吸附多种化合物,对肌酐、尿酸和巴比妥类药物具有良好的吸附性能。具有吸附速度快,吸附容量高的特点。但活性炭与血液直接接触会引起红细胞、白细胞和血小板的破坏,同时易脱落炭微粒引起微血管血栓的危险,故其临床应用受到了限制。20世纪70年代初,张明瑞率先用白蛋白火棉胶包裹活性炭制成的微胶囊做HP,防止了炭微粒的脱落,而包裹后的活性炭吸附性能并无明显改变,此后才使活性炭血液灌流在临床上广泛应用。
2. 树脂 树脂是具有网状立体结构的高分子聚合物。临床上应用较多的是吸附树脂。吸附树脂分为极性吸附树脂和非极性吸附树脂。非极性吸附树脂易于吸附脂溶性物质,而极性吸附树脂容易吸附极性大且溶于水的物质。根据需要,通过改善合成技术条件,制备出不同孔径尺寸和不同表面积的吸附树脂。
四、血浆置换的基本原理
血浆置换(plasma exchange,PE)是一种用来清除血液中大分子物质的血液净化疗法。其基本原理是通过血浆分离装置,利用体外循环的方法将血浆分离并滤出,去除致病血浆或选择性地去除血浆中的某些致病因子,然后将血液的有形成分、净化后血浆及所需补充的置换液输回体内。
血浆置换包括单重血浆置换、双重血浆置换。单重血浆置换是通过血浆分离器分离并丢弃体内含有高浓度致病因子的血浆,同时补充同等体积的新鲜冰冻血浆或新鲜冰冻血浆加少量白蛋白溶液。双重血浆置换是使经血浆分离器分离出来的血浆再通过膜孔径更小的血浆滤过器,将患者血浆中分子量大于白蛋白致病因子除去,如免疫球蛋白、免疫复合物、脂蛋白等。将含有大量白蛋白的血浆加上补充液(白蛋白或电解质溶液)输回人体的治疗方法。
第二节 透 析 设 备
一、血液透析机
血液透析机实现肾脏功能替代,是通过把体外循环路径与患者的循环系统相连来完成的。血液透析机分为血液监护警报系统和透析液供给系统两部分。血液监护警报系统包括血泵、肝素泵、动静脉压监测和空气监测等;透析液供给系统包括温度控制系统、配液系统、除气系统、电导率监测系统、超滤监测和漏血监测等部分组成。其工作原理是:透析用浓缩液和透析用水经过透析液供给系统配制成合格的透析液,通过血液透析器,与血液监护警报系统引出的病人血液进行溶质弥散、渗透和超滤作用;作用后的病人血液通过血液监护警报系统返回病人体内,同时透析用后的液体作为废液由透析液供给系统排出。
二、水 处 理
水处理系统包括加压泵、前级过滤器、砂滤器、活性炭过滤器、树脂软化器、二级过滤器、反渗机和输水管路。
1. 加压泵 原水在到达反渗机之前,水压会有一定程度的下降,为了保证反渗机的进水压力和进水量,使其能够正常的工作,需要在水处理系统的进水处安装加压泵以保证进水压力达到系统工作压力。
2. 前级过滤器、砂滤器 砂过滤器内含有数层固定的致密砂粒,自来水首先通过砂过滤器,可以阻挡原水中的不溶性和悬浮颗粒,其中的中、大分子悬浮颗粒被清除,保护下游的活性炭过滤器、树脂软化器、二级过滤器、反渗机等设备。
3. 活性炭过滤器 活性炭的微孔结构可吸附水中的可溶性有机物、活性氯和氯胺、致热源、色素等。活性炭罐每周定时反向冲洗一次,过期应及时更换。
4. 树脂软化器 树脂软化器主要包括控制器、交换树脂和盐箱组成。当硬水流过交换树脂表面时,水中的钙、镁离子被树脂大量吸附,达到清除水中高浓度的钙、镁离子等二价阳离子的目的,从而使水得以软化。树脂软化器的容量选择要结合原水水质和产水量的要求,保证治疗当中的持续软化。当树脂吸附钙、镁离子至饱和后,应采用过饱和含钠离子盐水冲洗树脂,使树脂再生。再生盐桶中要有充足的再生盐,*好在盐水中可见固体盐,在饱和盐水的前提下保证树脂软化器的再生效果。控制器自动控制软化和再生过程。交换树脂须每次用后或至少每周再生一次,每年更换一次。
5. 反渗器 反渗装置是水处理系统的核心部位,由反渗膜和加压泵组成。根据逆渗透原理设计而成。反渗膜可以阻挡分子量大于300道尔顿的溶解性无机物、有机物、细菌、内毒素病毒和颗粒,可以排斥90%~95%的双价离子和95%~99%的单价离子。加压泵将纯水压过反渗膜,反渗膜应保持湿润,每周清洗并消毒一次,可根据需要每1~2年更新一次。
三、透 析 液
透析液的基本成分与人体内环境成分相似,主要有钠、钾、钙、和镁四种阳离子,氯和碱基两种阴离子,部分透析液含有葡萄糖。透析液成分:钠,135~145mmol/L;钾,0~4mmol/L;钙,1.25~1.75mmol/L;镁,0.5~0.75mmol/L;氯,100~112mmol/L;醋酸根,2~4mmol/L;碳酸氢根,30~40mmol/L;葡萄糖,5.5~11mmol/L;pH,7.1~7.3mmol/L;渗透压[mOsm/(H2O?·?kg)],285~295mmol/L。
1. 钠 是人体细胞外液的主要阳离子,透析液钠离子浓度决定了透析患者血清钠浓度及渗透压。若透析液的钠含量低于血浆钠浓度,由于膜内外钠浓度的差异,有利于体内血浆中钠向透析液转移。低钠透析时有口渴减轻、控制体重增加的优点。但是透析液钠过低,细胞外液钠弥散清除后,使血浆晶体渗透压快速下降,细胞外低渗导致细胞外液向细胞内转移,细胞水肿、细胞外液进一步减少,发生一系列神经肌肉及血流动力学不稳定,低血压、肌肉痉挛、头痛、恶心、呕吐、乏力及眩晕并发症,故不宜将透析液钠降得太低。提高透析液钠浓度可维持血流动力学稳定,还可改善患者透析时耐受性,头痛、痉挛、恶心、呕吐的发生减少。但高钠透析不利于钠的弥散清除,有使患者口渴加重及透析间期体重增长过多的缺点。为此透析中心有时可利用现有透析机的可调钠装置,适当使用钠梯度透析达到体内钠平衡又使患者易于耐受。即开始钠浓度>145mmol/L,透析过程中逐渐下降至等张水平,透析结束时透析液中钠浓度为135~140mmol/L,可减少尿素清除引起的渗透压差,避免产生透析低血压和失衡综合征,又可预防透析期间的口渴、饮水过多、高血压、心衰等。所以目前倾向,透析液钠浓度宜根据病人实际情况而定,在整个透析过程中的不同时间,调整钠浓度以适合病人的需要。
2. 钾 钾是细胞内液中主要的阳离子。肾功能衰竭患者常因种种原因可存在着高钾血症或钾清除障碍。高钾血症是肾功能衰竭的危险并发症,可导致心脏传导阻滞,直接危及生命。
因此往往需要透析液的钾浓度低于血钾,目前国内大多数透析单位所用透析液钾浓度为0~4mmol/L,一般为2mmol/L。但应根据具体病情调节钾浓度,维持体内钾平衡。若有明显严重的高血钾更应降低透析液钾浓度;相反少数病员血钾持续偏低,原则上也应提高透析液钾浓度,因此透析液中理想的钾浓度应根据患者饮食中增入钾的多少,透析的频率、时间,透析前测得血钾水平决定。维持性血透患者的血钾水平,应定期检测,对于有异常者,及时给予纠正。
3. 钙 钙离子对神经-肌肉的兴奋传导具有生物学活性,体内缺钙会引起手足抽搐、骨营养不良。透析液钙浓度对维持透析患者钙的动态平衡,避免因钙代谢紊乱而致骨病、迁移性钙化、心血管并发症都十分重要。慢性肾衰接受透析的患者体内钙呈负平衡,低血钙又易促发继发性甲旁亢,因此为了纠正低钙血症,血透早期一般采用相对高的钙浓度如1.65~1.75mmol/L的透析液。20世纪80年代,由于广泛使用碳酸钙来对抗高血磷,又普遍使用活性维生素D来抑制PTH治疗继发性甲旁亢,此时若仍采用相对高钙的透析液,必然导致高血钙及Ca×P乘积过高,而引起迁移性钙化,中小动脉的钙化,不仅导致肢体供血不足坏死,而且引起冠心病与心肌梗死,因此在这种情况下必须用相对低钙的透析液(如1.25mmol/L)。因此透析液钙的浓度应结合血钙浓度、甲状旁腺素(PTH)水平、活性维生素D应用等情况而决定。血钙高,血磷高,Ca×P高,服用碳酸钙等含钙的磷结合剂或应用大剂量活性维生素D冲击时,应使用相对低的钙浓度(如1.25mmol/L左右)。血钙、血磷偏低,Ca×P不高,不服用含钙的磷结合剂,PTH轻度增高,不用大剂量活性维生素D时,可使用正常或相对高的钙浓度(1.50~1.75mmol/L),并应根据血钙水平加以调整。
4. 镁 是一种细胞内离子,主要存在于骨组织中。正常血镁浓度为0.8~1.2mmol/L,镁的浓度与细胞、骨代谢及神经生理有关。正常情况下镁主要从肾脏排泄,肾功能衰竭时肾排出减少,血镁升高。高镁血症是肾性骨病和软组织钙化的原因之一,当血镁超过3mmol/L时可引起神经系统症状,如深腱反射消失。因此较常用的透析液镁浓度稍低于正常(0.5~0.75mmol/L)。透析液镁的重要性,在临床透析中的研究较少,其作用尚待进一步评估。
5. 氯 氯离子是透析液中主要的阴离子之一,透析液氯浓度与细胞外液浓度相似,为100~105mmol/L。调整钠浓度时,氯的浓度也随之变化,由于氯离子过高不利于纠正代谢性酸中毒,并引起透析后暂时性高氯性酸中毒。因此,为避免此并发症,宜适当限制透析