血液透析的原理和应用

再循环概念和再循环对透析的影响
概念 血管通路的再循环是指经透析器净化后的血液 从经透析动脉端再次旁路被抽吸进入体内循环， 造成部分血液无效透析 透析期间的再循环减少了有效透析血流量，严 重影响透析充分性，进而对患者产生不良影响

So, a good vascular access which provides enough blood flow is important
to hemodialysis.

弥散是溶质转运的过程，不涉及溶液（水）的转运。
Semi-permeable Membrane 半透膜 弥散是溶质从高浓度一侧向低浓度 一侧运动的过程。是半透膜两侧溶

Hemodialysis

透析器（滤膜）
Blood In

血液入口
Dialysate Out

Counter Flow

反 向 液 流Biblioteka Baidu

透析液出口

Dialysate In

透析液入口
Blood Out
Concentration Gradient - Flow Geometry 浓度梯度 – HD液流动力学

血液出口

Source:The National Kidney Fundation-KDOQI Guidelines, Vasculuar Access. Clinical Practice Guidelines and Clinical Practice Recommendations 2006 Updates. Catheters and Port Catheter Systems (CPG 2.4)

为了进行血液透析，必须有一条血管路径连接血管和透析机，完成血液的透 析循环回路。内瘘为永久性通路，血管导管为临时通路。

动静脉内瘘 －－永久性血管通路
(preferred for chronic hemodialysis)

移植血管内瘘－－永久性血管通路

血透导管－－临时性血管通路
长/短期导管（颈内/股/锁骨下静脉插管）

短期导管
In jugular vein

颈内静脉
In subclavian vein

锁骨下静脉

长期导管
“cuffs” 涤纶套

透析管
短期管(ST)
<7 days

长期管(LT)
7 days以上

Polyurethane, no cuff

Silicone or Carbothane™, with cuff

后吸附效率迅速降低并影响弥散和对流转运。

membrane膜

评价透析充分性的参数
Kt/V (尿素清除指数）
URR (尿素减少率）
• K为透析器尿素清除率（ml/min), t为每次透析时 间（min），V为尿素分布体积（L，一般为体重 ×60％）。 • Kt/V越大透析越充分，一般要求1.2以上。

• 透析前后尿素浓度差占透析前尿素浓度百分比。 • 推荐URR保持在65％以上，此水平以上患者有 更长的寿命和更低的住院率。

Membrane 膜 Dialysate 透析液

在血液侧施加压力（使跨膜压为正），可 防止反超。

吸附与灌注
血液与吸附剂直接接触，溶质被吸附 剂吸附的过程称为血液灌注。

吸
附

血液灌注中溶质分子被对流、弥散 至吸附剂表面而被吸附。

常应用于急性毒物、药物中毒、 ICU严重炎症状态及其他情况。

吸附作用示意图

人工肾三大工作原理

弥散 对流 吸附 （diffusion） （convection） （absorption）

弥散与透析
溶质无外力作用下，通过热运动
的方式从浓度高的一侧向低浓度运 动，最后达到平衡。

弥 散

跨膜弥散过程称作透析，血液透析 就是基于弥散机理发展起来的。此 作用对小分子毒素清除高，中、大 分子毒素清除低 毒素弥散的阻力来自血液侧、透析 膜和透析液侧。最主要是血液侧阻 力，通过增加血流速率可用减少血 液侧阻力，提高透析效率。
血液透析工作原理和血管通路

ICU 宋娟丽

Contents

肾脏功能的解剖结构基础

血液透析的工作原理

血管通路的类型和特点

肾脏的解剖与生理
肾脏的主要功能是肾单位（Nephron)完成的。每个肾脏大约有1百万个肾单位。过多的水分 和毒素在血液流经肾单位的过程中，从血液中滤出、收集到肾小管、集合管内，最后汇集到 输尿管排出体外。

The Renal nurse will have an influence what catheter is used
Source: Stephen Ash. Seminars in Dialysis – 2008. Advances in Tunneled Central Venous Catheter for Dialysis: Design & Performance. Covidien | 15 June 2017 | Confidential
血液透析模拟肾脏功能，通过弥散、对流及吸 附等物理机理，清除体内过多的水分和毒素， 调节病人电解质和酸碱平衡。

保证透析充分性的关键是具有能提供充足、稳 定的血流量的血管通路，血管通路是透析患者 的生命线。

Contents

肾脏功能的解剖基础

血液透析的工作原理

血管通路的类型和特点

血液透析的血管通路
Access for Hemodialysis

动静脉内瘘（AV Fistula Access）

Venous line

Arterial line
Fistula

• 动静脉吻合，以获得更大 内径的血管，从而获得更 大血流和易于穿刺。 • 内瘘需要约8周才能成熟，

Vein

Arter y Vein Radial artery

过早穿刺会导致瘘失败。 • 瘘成熟期使用血管导管过 渡。

其他参数

• 蛋白质分解率（nPCRn)，<0.8g/Kg/d 提示营养 不良，透析不充分。应用Kt/V结合nPCRn 判断 更准确。 • TTACUREA 平均时间尿素浓度，<0.5 g/L为透析 充分。

怎样提高透析充分性？
1. 如Kt/V低于1.2,肾科医生应考 虑方法改善透析 2. Kt/V 能够通过增加K值（尿素 清除率）或增加t值（透析时间） 来改善

•Movement of the solvent (water) from the side of low concentration to the side of higher concentration

对流（Ultrafiltration）是溶液携带溶质转运的过程。
Semi-permeable Membrane 半透膜

血流量范围： 250 － 400ml / min

血流量范围： 300 － 500ml / min

透析血管导管插管部位示意图
上腔静脉
1. 颈内静脉 External Jugular Vein Brachlocephalic Vein 3. 锁骨下静脉 Cephalic Vein Axillary Vein Brachial Vein

3. 为了增加t值，将延长透析的 时间。增加痛苦，增加危险性， 增加成本

4. 如保持透析时间t 不变，另一 个提高Kt/V中Kt值的方法是增加 K值，后者主要依赖增加一定时 间通过透析器的血流（血流速度） 获得

良好的透析血管通路，保证稳 定、充足的血流速度，是提高 透析充分性的关键！

Summary

BLOOD IN

• 净化后的血液回输入体内 • 血透导管静脉端（Blue）＝肾静脉

透析液和透析液管路＝尿液和输尿管

血液透析治疗方式
• 一般每次持续4小时. • 间隔一天透析一次. • 透析器（滤器）: 8000-12000根空心纤维组合成的罐（25CM）. • 透析液：在透析器内，隔着透析膜与血液反向对流 • 渗透作用促使血液内毒素进入透析液.

Look at the direction of the needles – why this way? Its important!

移植血管内瘘（AV Graft Access）
• 动静脉通过移植血管连接， 形成内瘘。

• 移植血管应该在使用前3－6

周植入。
• 过渡期使用血管导管进行透 析。

透析导管（Catheter Access）

当水通过膜运动时，溶质在膜 两侧浓度相等的情况也也随着 水做跨膜运动。
Dialysate 透析液 Blood血液
• Also called ‘solute drag’

也称为“溶质拖曳”
• 水和中分子毒素：主要靠对 流清除

Blood 血液

Salt 盐

Toxin 毒素

Water 水

•Movement of solvent across a semi-permeable membrane in response to a pressure

Dialysate 透析液

Blood血液

质分子随机运动的结果。

在单位时间内被完全清除溶质及毒
素的血液容量被称为“清除率”

Blood血

Salt盐

Toxin毒素

弥散作用是各种溶质跨膜转运，血细胞和大分子物质不能跨膜转运

1

Blood血液

Membrane膜

2
1 - Red blood cell红细胞 2 – Bacteria细菌 Sodium钠 Potassium钾 Chloride氯 Bicarbonate碳酸盐 Urea尿素 Creatinine肌酐

透析膜两侧的物质转运

Blood with waste products and excess fluid

Directional flow

Dialysate

Directional flow

透析膜（半透膜）

血细胞

毒素

水分子

电解质（ Na, Cl, K, Ca, Mg, Phos ）
Hemodialysis

Dialysate透析液

钙盐

Beta 2-m 微球蛋白 (SolutéPM>5000) （溶剂分子量〉5000）

Uric acid尿酸

对流与滤过
外力作用下（如压力差），溶液 （包括水和溶质）向低水压侧转运 的过程。

对
流

跨膜对流转运的过程称作滤过。对 流的转运速度比弥散快得多。

对流的作用力包括静水压和渗透压， 是体内过多水分和中分子毒素的清 除主要清除方式。 。
• 分短期和长期导管，有两腔或三腔。
•插管部位推荐为颈内静脉，其他部位包括股静脉和锁骨下静脉。 •短期导管 (Polyurethane材料) 插入后即可使用，建议留置时间不超过7天。 • 长期导管 (一般为 Silicone or Carbothane™) 插入后即可使用，推荐用于预 计留置期超过7天的患者。

differences applied across the membrane

Blood血液

通过渗透梯度进行的超滤：透析液中有渗 透活性的溶质浓度提高将导致水分从血浆 向透析液移动。

Membrane膜

Dialysate 透析液

Blood 血液

通过静水压力梯度的超滤。可以是从血浆到 透析液的水和溶质的通路或反向的通路（反 向的通路被称为反超）。

肾动脉：携带 废物的血液进 入肾脏

肾静脉：滤 过后的血液 流出肾脏

输尿管： 废物（尿 液）通过 输尿管流 到膀胱

每个肾单位由一个肾小体（肾小球＋肾小囊）和肾小管组成

肾脏的解剖和生理
肾小球
• 由微小的血管和毛细血 管构成

• 与收集尿液的微小的管
道（肾小管）相互缠绕 •复杂的化学交换就在肾 小球进行 • 废物和多余的水分离开 血液并进入泌尿系统。 肾小球

Inferior Vena Cava

2股静脉

插管部位示意图
右颈内静脉 右锁骨下静脉

右股静脉

血液导管易发生的问题
• 血栓形成 • 感染 • 堵管 • 流量不足 • 纤维蛋白鞘形成 • 打结（扭曲） • 血液再循环

理想透析导管的要求
• 适中的血流压力下有高血流量 • 无阻塞 • 对血管损伤最小 • 能够阻止因纤维蛋白鞘形成而阻塞导管 • 能够防止感染 • 能够避免凝血
Hydrophobic domains 疏水基

Ionic interactions Protein 蛋白 离子作用

Polar interactions 极性作用

Electric Charges 电荷 Blood血液

人工膜可吸附某些血中的成份（细胞但主要是 蛋白），这些成份在体外血液循环中与膜相接 触时发生吸附。吸附主要发生于治疗的初期之

Contents

肾脏功能的解剖基础

血液透析的工作原理

血管通路的类型和特点

血液透析－人工肾概念
人工肾作为治疗终末期肾病的一种方法，基本概念就是替代严重受 损的上述肾脏功能（不完全，内分泌功能无法替代）。 •血液引出体外 •血透导管动脉端(Red)=肾动脉

BLOOD OUT

DIALYSIS

• 人工肾（血液透析器等）清除毒素、超滤过多水分 • 人工肾＝肾小球