透析机结构及原理

血液透析机结构

血液透析机是是比较复杂的高精度血液净化设备，主要由体外血液循环系统、透析液通路、电路控制与监测、人机交互装置组成。血液透析机工作时：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，与血液循环系统引出的病人血液进行溶质弥散、渗透和超滤等作用清除血液中的尿毒；作用后的病人血液通过血液监护警报系统返回病人体内，同时透析后的液体作为透析废液由透析液通路系统排出；不断循环往复，从而达到治疗的目的，完成整个透析过程。

一、体外血液循环系统

体外血液循环系统部分主要包括血液血泵、肝素泵、动静脉压监测和空气监测及静脉管夹等。

（1）血泵

血液透析时，血泵用来克服体外血液循环管路和透析器的阻力，推动血液循环以维持血液透析治疗的顺利进行。

由于血液在人体内循环是脉动形式，从而血泵多采用蠕动泵，通过滚轴顶部压迫血液循环管路，再通过泵头的转动推动血液蠕动前进。

血液透析机上没有血液流量检测装置，血液流量是通过检测血泵转速间接计算出来，血泵转速通过光耦传感器检测。病人的血流情况与各种毒素的清除有关，因此血泵滚轴顶部与凹槽间距设定一定要精确。血泵停转时，泵头可以压紧血液管路而不产生血液泄露，但也不能压得过紧，否则，会使滚轴顶部与管道间摩擦阻力过大使马达超负荷运行而减少使用寿命。管路也有可能因为压得过紧而破裂，发生事故。同时管道压得过紧也会导致红细胞破裂而发生溶血，危害病人健康。当然血液管路也不可压得太松，压得太松则血泵转动时会有血液回流，造成血液流量测量不准，从而造成毒素清除量不准，影响治疗效果。

（2）肝素泵

由于病人的血液在体外循环，很容易发生凝血现象，因此必须向病人体内注入肝素防止发生凝血。肝素泵相当于临床上应用的微量注射泵，用以持续向病人血液中注射肝素。肝素泵通常采用电动机推动注射器式，肝素泵的流量和起止时间由电脑控制。

（3）动静脉压监测

动脉压监测用来监测透析器内血栓、凝固和压力的变化。当血流不足时，动脉压就会降低；当透析器内有凝血和血栓形成时，动脉压就会升高；静脉压监测用来监测管路血液回流的压力。当透析器凝血或血栓形成、血

流不足以及静脉血回流针头脱落时，静脉压就会下降；如果血路回流管扭曲堵塞或回流针头发生堵塞时，静脉压就会升高。以上情况发生时，机器会自动报警。

动静脉压监测采用压力传感器检测，替代了用原来压力计指针显示，实现了数字化显示。动静脉压监测系统直接反映了血液循环通路的畅通情况。

（4）空气监测及静脉管夹

血液管道连接不紧、穿刺针头松动、管路由细微的破损等情况会造成空气进入血液管道，同时血泵转动造成的负压也可能会使血液中溶解的气体从血液中分离出来。另外采用中空纤维透析器时，膜内的微小气泡不易排净。当气泡进入人体后，会形成空气栓塞，导致病人死亡，因此必须有空气监测及静脉管夹装置，以防气泡进入人体。

空气监测一般用超声波探测的原理，气泡通过装有空气监测装置的血液回路时，可检测出气泡，此时检测系统会驱动静脉管夹将血液静脉管路夹死，避免空气进入人体。同时，血泵会停止转动，透析液从旁路流走，机器发出警报。此时，应快护理人员应快速排出气泡，否则血液回路中的血液因停止流动而发生凝血。当气泡排出后，开动血泵，恢复血液透析。

二、透析液通路

透析液通路包括温度控制系统、配液系统、除气系统、电导度监测系统、超滤监测和漏血监测等部分组成。

（1）温度控制系统

透析液温度关系到透析液电导度的测量精准度和病人体温，温度控制系统包括加热和温度检测两部分，温度检测可以控制加热装置加热情况来调节温度。温度检测在正常透析时，一般将符合治疗标准的反渗透水加热至36-40℃，与浓缩液混合后由温度传感器检测温度，进而控制加温使得透析液温度与设定的温度符合，一般透析液温度控制在37℃左右，根据病人情况可适当调节。当温度大于机器限制值（一般43℃）时，机器报警，进入旁路保护状态，并切断加热器电源停止加热。具有热消毒的机器，在进行热消毒时加热温度可以达到95℃左右。

热交换器是利用透析废液的温度给给进入透析机的RO水预热，从而节约能源，缩短加热器加热时间。

（2）配液系统

将Ａ、Ｂ浓缩液以一定比例与RO水混合，配制离子浓度合格的透析液。

A、B浓缩液混合比例由机器预先设定。目前很多机器都采用陶瓷泵进行配比，通过调整A液泵、B液泵转速快慢来达到配制透析液的精确性。陶瓷比例泵的活塞及外套由精密陶瓷制作，使用步进电机驱动，耐磨且排量精准可调，可准确的控制混合比例。

（3）除气系统

在温度和负压的作用下，在水和浓缩液中存在一定的空气，配制透析液过程中由于碳酸盐的存在也会有气体的生成，这些气泡在在通过透析器膜外侧时，会附着在膜表面，减少血液和透析液交换面积，降低废物清除率和水的超滤率，影响透析液效率；同时气泡会影响电导度和超滤控制系统测量，因而必须除去透析液中的空气。除气时利用负压和加热原理，一般除气压设为-550mmHg左右，在负压和加热作用下，气体从水中分解形成气泡上浮并从顶端排走，出去气体的水从底端的出口流入下一级水路。

（4）电导度监测系统

对于透析液自动配比的机器，透析液浓度监测及其重要。由于透析液成分定量分析较复杂和费时，最简单的方法就是监测透析液的电导度，通过电导度测量来反映透析液离子成分浓度。一般碳酸盐透析功能的血液透析机往往配置有2个电导度监测模块，首先检测B液的浓度，如果B液浓度达到要求再吸A液，然后检出的电导率就是透析液的实际电导率（有的机器是先检测A液的浓度，如果A液浓度达到要求再吸B液）。电导度监测模块监测到的电导度值传到CPU电路，与设定电导度相比较，进而控制浓缩液配制系统，使其配制出符合要求的透析液。通常测定透析液中液浓度范围为14.3ms/cm，B液浓度维持在3.0 ms/cm左右。

在A、B液与RO水混合形成透析液过程中，冷的A、B液会造成温度的降低。由于电导度对温度较敏感，因而在每个电导度测量传感器旁都有一个温度传感器，对电导度进行温度补偿，实现电导度的精准测量。

（4）超滤控制系统

超滤控制系统位于透析液进入透析器之前和出透析器之后的一段透析液通路上。超滤是利用跨膜压的压力来达到超滤、去除血液中水分的目的。超滤的精准性是衡量透析机性能优劣的重要指标。目前市场上血液透析机的超滤控制系统主要可分为流量传感器系统和平衡腔两类，美国Baxter公司使用的是前者，而其它大部分使用是后者。平衡腔系统采用的是容量控制方法，在透析过程中平衡腔可以保证透析液的进出平衡，而从流出透析的废液经超滤泵超滤掉病人体内多余的水分。

（6）漏血监测系统

血液透析过程中有时会发生透析器破膜现象，这时就会发生漏血，造成病人血液丢失，同时细菌也会进入人体导致感染，因此必须有漏血监测装置。