血液透析的原理和应用

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
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
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
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
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
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。 。
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
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
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
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
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
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
Байду номын сангаас
过早穿刺会导致瘘失败。 • 瘘成熟期使用血管导管过 渡。
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）。
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
•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
• 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。
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
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
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。
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
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）
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。
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）
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)
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
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.
Hemodialysis
透析器（滤膜）
Blood In
血液入口
Dialysate Out
Counter Flow
反 向 液 流
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
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
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。