血液透析装置的背景、基本结构及工作原理

血液透析装置的背景、基本结构及工作原理

2.1 血液透析装置历史发展

血液透析已经有近一个世纪的历史了，但是由于我国发展较晚，国内在50年代才开始逐步引入临床试用，到了60-70年代正式起步。80年代后我国的血液透析进入了一个发展高潮时期，透析人数也逐渐增多。到了90年代，我国的血液透析单位的年增加率超过40%，透析人数的年增加率将近20%，使得血液透析装置的数目也在不断增加。目前，全世界正在面临这透析人群迅速增长的趋势，透析人群由2000年的426000人在10年内增加到2010年的2000000人，预计在2020年将会增加至400万人。到目前，尿毒症患者的存活时间可长达30年，在全世界范围内约有超过100万尿毒症患者在接受血液透析治疗。国内肾脏病情势也不容乐观，慢性肾脏病的总患病率为9.3%，也就是说每10个成人就有一人患病，而其中1%可能会发展成为尿毒症。

肾脏代替治疗是临床医学关于肾衰竭治疗的一朵奇葩，给肾脏功能衰竭的患者的治疗带来了光明和力量。它不仅挽救了患者的生命，而且还持续显著的提高患者的生活质量。[10]

2.2 血液透析装置的基本结构

2.2.1 体外血液循环通路

循环通路是指患者血液体外循环的动力由血泵提供，患者血液从动脉引出，经动脉管路流至透析器，再经过透析器透析完成后回流至患者静脉的整个闭合回路。如图2.1为血液透析体外循环回路。完成整个回路所需要的设备包含：血泵、肝素泵、动（静）脉压力监测系统、空气探测器、静脉夹、漏血检测器。

图2.1 血液透析体外循环回路

（1）血泵：由于在血液透析时，管道和透析器的内部均存在阻力，故需要采用血泵驱动血液的流动，它是决定血流量的主要因素,现在透析器多选用蠕动泵。

（2）肝素泵：肝素是使血液迅速达到抗凝作用的首选药物，为防止血液在透析器等体外管道中凝集，因此需要持续不断地注入肝素，所以使用肝素泵是必要的。肝素泵和血泵一样，常采用蠕动泵。肝素静脉注射5min可产生全身抗凝作用，其半衰期为4小时，可在4～6 小时排尽。

（3）动静脉压力检测系统：一般在透析机上会有静脉压表，用来显示患者血液在经透析器透析后回流至静脉时的压强。而动脉压的测量则是透析机上的动脉压检测口通过和动脉管路连接进行实时监测。若是在血泵前测量，动脉压为负值，反应血浆的流速和动脉的血流量；若是在血泵后测量，动脉压为正值，主要反应透析器内血流阻力。

（4）“四合一”组件——威高

1）空气探测器：防止气泡返回患者体内。威高采用业界独创带有血液判别器的气泡检测器，具有双重气泡检测功能，最高精度可达0.0003mL。可以减少空气栓塞的发生，从而最大程度保障患者安全。

2）血液判别器：判别当前管路中血液的浓度。在引血上机时，当血液浓度达到一定程度时，机器自动提高安全等级，气泡检测器自动打开，并且不能关闭。

血液浓度达到一定程度时，血泵自动停止，避免意外失血情况。这样能最大

程度保证患者安全。

3）管路判别器：用于检测管路是否安装到组件中。如果管路没安装到组件中，机器会进行提醒，并且治疗不能进行。可以最大程度保证患者安全。

4）静脉夹：当检测到返回患者静脉的血液中有气泡或发生其他影响治疗安全的报警时，静脉夹自动弹出将管路夹死，使气泡不能进入人体。气泡检测器和静脉夹在同一个组件中，管路安装方便，同时不会发生检测到气泡，但管路没有安装在静脉夹的情况。可以最大程度保证患者安全

2.2.2 透析液回路

透析液通路是指浓缩的透析A液、B液与反渗水按一定的比例通过透析液配比装置配比形成合格的透析液。透析液通过透析器与患者血液形成弥散、对流和超滤等过程后，进入平衡腔，然后流经透析器再回到平衡腔并将透析废液排出。透析液通路是血液透析过程的重要通路之一，图2.2是血液透析透析液回路，主要包括以下各个单元：

（1）透析液制备：透析用水的纯度要求极高。如果透析用水中含有有害物质，通过透析液进入患者的血液中，长期积累会导致患者慢性中毒。所以要用反渗水作为透析用水。反渗水的制备包含前期对杂质的过滤（机械滤过、除铁除锰、水软化装置、活性炭滤过、去离子纯水装置）和反渗装置的处理。制备好的反渗水通过减压、加热、脱气、浓缩A液和B液的混合得到透析液。

（2）透析液过滤器：用于过滤透析液中的杂质和毒素，使得进入透析器的透析液更纯净。

（3）透析器：是血液和透析液进行物质交换的场所。通过透析器可以清除毒素和体内潴留过多的水分，同时补充体内所需的营养物质，维持内环境的水、电解质和酸碱平衡。

（4）超滤控制系统：超滤是指在透析过程中，液体在透析膜两边的压力差

图 2.2血液透析透析液回

的作用下通过透析膜运动的过程，是移除患者体内多余水分的重要手段。其中的核心部件为平衡腔，它精确控制透析液流量，保证精准的清除人体内毒素，并由超滤泵配合，精确控制超滤系数，提高超滤的准确性，保证人体内脱水治疗效果。

（5）漏血检测报警系统：是重要的安全监护装置。透析过程中，透析器的破膜率通常约为3%-5%。如果破膜能够及时发现并处理，可以减少血液的流失，减少患者危病几率。如果破裂较为严重且未能及时发现并处理，不仅会使大量血液流失，而且会使细菌进入人体导致感染。

2.2.3 透析液供给装置

现在的透析液供给通常是依赖于预先配置好的浓缩A液、B液和水处理装置，将其由机器按照一定的比例混合，即可用于透析[7]。进入透析器的透析液是反渗水通过处理后，与浓缩液混合、过滤后形成的。图2.3是透析液形成示意图.

图2.3透析液形成示意图

（1）反渗水的制备：在一次透析过程中，需要跟患者血液进行物质交换的透析液流量大约为120L，城市的自来水中含有各种微量元素，其中包含了大量重金属元素，同时还含有一些消毒剂、细菌和内毒素，与血液接触将会导致这些物质进入人体。因此自来水需依次经过过滤、除铁、软化、活性炭吸附、反渗透等一系列的处理变成为反渗水才可以作为浓缩透析液的稀释用水（RO水）。故需用专门的水处理系统制备透析用的反渗水。图2.4即为反渗水的制备过程示意图。

（2）透析液的配比装置：常见的配比装置有：比例泵、计量泵和硅油泵。