張姚昕 張飛鴻 應(yīng)滋棟

各類型血液透析機透析液混合系統(tǒng)的研究

張姚昕①張飛鴻②應(yīng)滋棟③*

目的：對各類型血液透析機器的透析液混合系統(tǒng)進行分析，探討對于各類型血透機的不同維護保養(yǎng)方法，保障透析液中的離子濃度準確、有效。方法：對各類型血液透析機器的透析液混合系統(tǒng)的原理進行論述及分析，并針對不同類型透析液混合系統(tǒng)采用不同的維護保養(yǎng)方法。結(jié)果：采用正確維護保養(yǎng)方法后，在患者透析時能夠保證透析液離子濃度的穩(wěn)定和準確。結(jié)論：確保透析時透析液配比符合標準，方能使透析質(zhì)量得到保證，真正做到為患者透析過程中的安全負責。

血液透析機；透析液混合系統(tǒng)；透析液；電導(dǎo)度；維護保養(yǎng)

張姚昕,男,(1987- ),本科學(xué)歷，工程師。上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院血透室，從事血液凈化臨床工程技術(shù)工作。

[First-author’s address]Department of Nephrology Hemodialysis Room, Xin Hua Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200092, China.

血液透析(hemodialysis，HD)是急慢性腎功能衰竭患者腎臟替代治療方式之一[1]。HD是通過將體內(nèi)血液引流至體外，在一個由無數(shù)根空心纖維組成的透析器中，血液含與機體濃度水平相似的電解質(zhì)溶液(透析液)在一根根空心纖維內(nèi)外，通過彌散、對流進行物質(zhì)交換，清除體內(nèi)的代謝廢物、維持電解質(zhì)和酸堿平衡；同時清除體內(nèi)過多的水分。

我國開展血液透析治療40余年，隨著醫(yī)保制度不斷完善，治療規(guī)模和患者數(shù)量增長迅速[2]。近年來，國家在加大對尿毒癥患者的醫(yī)療投入的同時，更加重視HD治療的安全監(jiān)管及持續(xù)改進醫(yī)療質(zhì)量的工作。各類HD機透析液混合系統(tǒng)的工作原理不同，其潛在的安全隱患和風(fēng)險也不相同[3]。本研究以上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院、上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院和上海市東醫(yī)院3家醫(yī)院所使用的血液透析機為研究對象，分析HD機在使用過程中因電解質(zhì)溶液濃度異常所產(chǎn)生的風(fēng)險，制定解決風(fēng)險的措施，從而降低其使用的風(fēng)險，保障患者的安全。

1 透析液混合系統(tǒng)

目前，各大醫(yī)院所用透析液多為碳酸鹽透析液，當制備的碳酸鹽透析液pH值接近8.0時，溶液中的鈣和鎂會發(fā)生沉淀，降低其溶解濃度[4]。為了解決此問題，碳酸鹽透析液采用了2種濃縮液，即酸性濃縮液(A液)和堿性濃縮液(B液)。A液中有少量醋酸根離子，其作用是調(diào)節(jié)混合透析液的pH值達到7.1～7.3，加入鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、氯離子和葡萄糖(可選)。B液中含有鈉離子、氯離子和碳酸氫根離子(見表1)。電導(dǎo)度是透析液中離子的總和，當電導(dǎo)度與預(yù)設(shè)值偏離3%～5%時會發(fā)生報警。

表1 標準透析液成分

HD機按照濃縮液配方，以一定的比例吸入A、B濃縮液，在機器內(nèi)部與除氣加熱后的反滲水混合成透析液[5](見表2)。然后通過電導(dǎo)度傳感器來監(jiān)測，一旦監(jiān)測值超出設(shè)定值正常范圍，異常的透析液會通過旁路閥直接被排放。因此，透析液離子濃度比例的準確與否在臨床中具有重要意義，通過監(jiān)測電導(dǎo)度監(jiān)測透析液離子總的濃度水平[6](如圖1所示)。

表2 各種濃縮液的混合比例

圖1 血液透析機工作原理圖

濃縮液由泵均勻不斷地吸入與反滲水混合，電導(dǎo)度傳感器持續(xù)監(jiān)測稀釋完畢的透析液離子濃度[7]。不同的廠家在配比系統(tǒng)中都有各自的特點和方式，一般分為兩大類，各個廠家機器的透析液配比系統(tǒng)見表3。

表3 各品牌透析液混合系統(tǒng)分類

2 各類血液透析機電導(dǎo)度配比系統(tǒng)原理及維護

2.1 固定比例控制系統(tǒng)機型及維護

費森尤斯、東麗HD機配液均為固定比例配比系統(tǒng)，濃縮液吸入量根據(jù)濃縮液配方調(diào)整。濃縮液泵只需按照設(shè)定的數(shù)值吸入相應(yīng)的濃縮液量，因此這種配液方式對透析濃縮液的濃度準確性、依賴性很強，濃縮液濃度誤差會被復(fù)制到配制出來的透析液上。對于開環(huán)的固定容量控制的機型而言，需要調(diào)整確認濃縮液泵的吸入量是否準確。

(1)費森尤斯4008系列HD機基本原理及維護。反滲水通過減壓閥減壓后進入水箱中，經(jīng)過熱交換預(yù)熱后進入水箱，加熱器對反滲水進行加熱，溫度傳感器控制加熱器的工作狀態(tài)。水箱中的浮動開關(guān)控制進水電磁閥的開閉，保證水箱內(nèi)正常的水位。加熱除氣后的反滲水進入A、B液混合點。配比合格的透析液通過電磁閥進入透析器。平衡腔每轉(zhuǎn)換一次，A、B液泵各自相應(yīng)地工作一次，由于每個平衡腔周期中A、B液量與反滲水等于平衡腔的容積，因此只要能精確的控制A、B泵的吸液量即可控制透析液的配比[8]。A、B液泵為步進電機驅(qū)動的精確容積活塞泵，其每次的吸入量由步進電機的步數(shù)決定，通過改變A泵、B泵步進電機的步數(shù)，可使得A、B液和反滲水按照任意一種配比進行混合。

費森尤斯HD機的維護應(yīng)注意A、B濃縮液吸桿前的濾網(wǎng)，長時間使用濾網(wǎng)可能發(fā)生脫落或者變形等，如果不及時處理，雜質(zhì)進入到A、B液泵后會造成泵的卡死和堵塞。因此，應(yīng)定期更換濾網(wǎng)以免影響治療。同時，應(yīng)關(guān)注整個機器的電導(dǎo)度有無整體偏移，如有發(fā)生應(yīng)結(jié)合電導(dǎo)度表對電導(dǎo)度重新定標，以免電導(dǎo)度不準確造成患者不適。費森尤斯系統(tǒng)平衡腔容量為30 ml，平衡腔電磁閥開閉約為16次/min，平衡腔膜片損壞導(dǎo)致電磁閥關(guān)閉不嚴會造成電導(dǎo)度報警。電導(dǎo)度上限報警可能與流量泵、除氣泵有關(guān)，應(yīng)從各個方面檢查問題的根源。

(2)東麗TR系列HD機基本原理及維護。東麗TR系列的透析液混合系統(tǒng)是固定比例配比原理。根據(jù)透析液的配方，在固定時間內(nèi)分別將固定量的A、B濃縮液及反滲水吸入到平衡腔內(nèi)混合配制成合格的透析液。反滲水通過進水減壓閥使出水側(cè)壓力控制在0.02 MPa。根據(jù)濃縮液的配方，A、B濃縮液的吸入量為固定值，濃縮液泵的單個行程吐出量也為固定值，通過監(jiān)測記錄濃縮液泵的轉(zhuǎn)速可計算出濃縮液的吸入時間。與其他機型不同，東麗TR系列通過控制3個電磁閥的開閉狀態(tài)，由一個濃縮液泵分別吸入A、B濃縮液和反滲水，與通過供水流量開關(guān)的反滲水混合進入平衡腔。通過平衡腔后的電導(dǎo)度傳感器對透析液的濃度進行監(jiān)測，3個溫度傳感器分別對透析液溫度進行控制、顯示和補償(如圖2所示)。

圖2 東麗TR系列透析液混合系統(tǒng)工作原理圖

該機型的日常維護和保養(yǎng)應(yīng)注意濃縮液濾網(wǎng)及濃縮液泵泵頭的清潔。定期觀察壓力釋放閥、濃縮液電磁閥以及反滲水轉(zhuǎn)換閥是否有漏液情況，需要定期更換電磁閥膜片。定期檢查計數(shù)器上方水路是否有漏液情況，防止液體滴入計數(shù)器部件內(nèi)部引起濃縮液吸入的誤差。透析液流量為500 ml/min，配液時的平衡腔填充時間為37～40 s。平衡腔膜片破損會造成濃度偏差，可通過比較單個平衡腔電磁閥切換時間的控制值和監(jiān)測值，差值應(yīng)＜2 s。如濃縮液泵吸液量下降，可通過測量10次吸液量后取平均值計算：平均值=(設(shè)定值－測量十次平均值)÷設(shè)定值，進行吸液量的補償后用電導(dǎo)度表確認。如發(fā)現(xiàn)管路內(nèi)有含鐵氧化物沉淀，需在定標前進行除鐵作業(yè)，并需定期對溫度、電導(dǎo)度顯示值的偏移進行校正。

2.2 反饋補償系統(tǒng)機型

貝朗、日機裝和金寶均為反饋補償?shù)呐湟合到y(tǒng)，該系統(tǒng)要求電導(dǎo)度傳感器精準。電導(dǎo)度傳感器是反饋信號的根本，而透析液結(jié)晶的干擾會導(dǎo)致電導(dǎo)度傳感器的測量值發(fā)生偏差。在治療中血透機自動按照一定比例將水、A液及B液混合形成符合治療要求的透析液。反滲水進入血透機后通過減壓、加熱、除氣與A、B濃縮液進行混合。對于反饋控制的機型，發(fā)生實際濃度與設(shè)定濃度不符時需確認電導(dǎo)度計的準確性。為了排除干擾應(yīng)在酸洗消毒后，甚至是除鐵以后進行校正[10]。

(1)貝朗dialog+系列HD機基本原理及維護保養(yǎng)。濃縮液混合的主要部件由碳酸氫鈉濃縮泵、濃縮液泵、電導(dǎo)度傳感器和流量泵組成。陶瓷泵完成輸送透析液的工作，反滲水通過減壓閥減壓后進入熱交換進行預(yù)熱。水箱內(nèi)的液位傳感器控制進水電磁閥的開、閉狀態(tài)。在不使用干粉的情況下，B液泵吸入B液，通過單向閥穩(wěn)定B液的吸入量，B液電導(dǎo)度傳感器控制B液泵的轉(zhuǎn)速達到B液電導(dǎo)度設(shè)定值。A液泵吸入A液，單向閥穩(wěn)定A液流量，透析液電導(dǎo)度傳感器控制A液泵的轉(zhuǎn)速，另一個電導(dǎo)度傳感器是獨立的監(jiān)測單元，用來監(jiān)測透析液電導(dǎo)度值。溫度傳感器TSBIC和TSD分別測量B液和透析液的溫度，對電導(dǎo)度進行補償。溫度傳感器TSD-S是用來監(jiān)測透析液溫度，傳感器ENDLF-S和TSD-S都只能監(jiān)測濃縮液配比后的數(shù)據(jù)，不能控制A、B液泵的轉(zhuǎn)速，合格的透析液通過平衡系統(tǒng)進入透析器，其基本工作原理如圖3所示。

圖3 貝朗Dialog+系列透析液混合系統(tǒng)工作原理圖

在對貝朗Dialog+系列濃縮液混合系統(tǒng)的維護保養(yǎng)中要注意兩個濃縮液陶瓷泵BICP和KP的磨損程度，如泵體發(fā)現(xiàn)有漏液要及時更換。如發(fā)生總電導(dǎo)度的控制值和監(jiān)測值差值＞±0.4 mS/cm，則需要先對溫度進行測量，確保溫度正常后借助電導(dǎo)度表對總電導(dǎo)度進行定標。由于電導(dǎo)度和溫度是在透析液進平衡系統(tǒng)前監(jiān)測，因此在發(fā)生透析液濃度相關(guān)報警時則不需要考慮平衡系統(tǒng)對濃度的影響。

(2)日機裝DBB系列HD機基本原理及維護保養(yǎng)。反滲水進入進水口，利用減壓閥將供水壓降至工作壓力，供水壓壓力傳感器監(jiān)測降壓后的壓力。通過熱交換器對反滲水進行預(yù)熱后的反滲水進入加熱器，熱敏電阻TH1，TH3控制加熱器的占空比，熱敏電阻TH2，TH4則監(jiān)視加熱后的液體溫度。加熱后的反滲水通過節(jié)流器產(chǎn)生的負壓進入脫氣泵將反滲水內(nèi)容存的空氣分離；產(chǎn)生的空氣從氣泡分離室頂部的被直接排向排液管路。B液泵吸入B液，通過背壓閥穩(wěn)定B液泵的排液量。B液在混合室與加熱除氣后的反滲水混合。A液泵吸入A液，通過背壓閥來穩(wěn)定A液泵的排液量。A液在混合室與B液、反滲水進行混合配成透析液。正確配比后的透析液被送入透析器參與透析。日機裝電導(dǎo)度的補償有自動補償和手動補償兩種。由于每日所用濃縮液濃度與定標液有偏差，為了得到穩(wěn)定的電導(dǎo)度，機器會對泵速進行±3%的補償，開啟補償功能后治療過程中機器每3 min進行1次補償，以確保電導(dǎo)率的穩(wěn)定，如果自動補償后電導(dǎo)度仍無法達到目標值可進行手動補償(如圖4所示)。

圖4 日機裝DBB系列透析液混合系統(tǒng)工作原理圖

對于日機裝DBB系列HD機的維護應(yīng)做到：①注意A、B濃縮液泵前的濾網(wǎng)有無堵塞，定期做好檢查和更換工作；②對于暫時的電導(dǎo)度差異可以通過補償值進行調(diào)整；③注意除氣室浮子堵住排氣口對透析液溫度的監(jiān)測造成影響；④注意背壓閥的壓力值是否偏差，避免影響透析液混合結(jié)果。對于不使用化學(xué)熱消毒的HD機，應(yīng)注意鐵離子對濃度電極的影響。

(3)金寶AK9X系列HD機基本原理及維護保養(yǎng)。金寶AK系列HD機的反滲水經(jīng)第一個減壓閥減壓至600 mm Hg后進行熱交換→分別通過進水壓傳感器、第二個減壓閥和進水電磁閥→通過加熱器，加熱器出口與溫度傳感器控制加熱器的工作狀態(tài)。加熱后反滲水一路通過A液泵進入混合腔A與A液混合，另一路反滲水通過三通電磁閥進入干粉筒與干粉混合后被B液泵吸入，在混合腔B中與被稀釋的A液混合(如圖5所示)。

圖5 金寶AK9X系列透析液混合系統(tǒng)工作原理圖

金寶AK系列HD機一個重要的特性是對濃縮液泵速的監(jiān)視。“相對泵速”的參數(shù)用“%”表示，指與理論值相比偏差的泵速。理論泵速值是通過計算Na+/ HCO3-設(shè)定值，UF cell通道1的流量和預(yù)設(shè)濃度得出的。如果實際泵速超出了預(yù)設(shè)值會觸發(fā)報警，透析液直接進入旁路。

金寶系列的HD機需定期做好A、B液濾網(wǎng)的檢查和清洗。由于B液吸桿同時也負責吸消毒液，因此要密切注意B液吸桿的堵塞磨損情況，如發(fā)生損壞腐蝕等要及時更換以免漏氣。定期檢查A、B液泵，定期清理以免造成泵堵塞。金寶系統(tǒng)的濃度偏差會影響到超濾系統(tǒng)的精確性。在出現(xiàn)濃度相關(guān)報警時不僅要考慮混合系統(tǒng)的問題，對于電導(dǎo)度傳感器在平衡腔之后的機型而言，應(yīng)注意平衡系統(tǒng)可能對濃度的影響。對于超濾系統(tǒng)為流量計類型的HD機，濃度的偏差會對超濾產(chǎn)生很大的影響。

3 結(jié)語

通過對各類型HD機的透析液混合系統(tǒng)的原理進行詳細的論述及分析，并根據(jù)各型HD機的工作原理特點，采取不同的維護保養(yǎng)方法能夠有效地確保其透析液混合系統(tǒng)的精準性[9-11]。臨床醫(yī)學(xué)工程人員是醫(yī)學(xué)工程和臨床醫(yī)學(xué)的紐帶，是現(xiàn)代化醫(yī)院正常運轉(zhuǎn)的保障，應(yīng)該對醫(yī)療服務(wù)需求變化作出迅速反應(yīng)，充分發(fā)揮各方維保資源的優(yōu)勢，根據(jù)實際情況，按照裝備故障的嚴重程度和臨床急需程度，合理安排設(shè)備的維修方式[12-13]。將血液透析機的風(fēng)險管理貫穿其全壽命周期中，降低使用過程中的風(fēng)險、保障患者的安全、延長血液透析機使用壽命、提高血液透析機的安全與有效性。

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Working principles and maintenance of different dialysate proportioning systems/

ZHANG Yao-xin, ZHANG Fei-hong, YING Zi-dong// China Medical Equipment,2014,11(12):32-36.

Objective:This paper analyzes different dialysate proportioning systems, when facing various types of system, we take different methods of maintenance to make the right proportion of dialysate.Methods:According to the different working principles, different dialysate proportioning systems need different ways to maintenance.Results:During the dialysis sessions, it makes proportioning of concentrations more stable.Conclusion:Maintenance can provide the safe operation of hemodialysis machines, and ensure high quality dialysis for patients.

Hemodialysis machine; Dialysate proportioning systems; Dialysate; Conductivity;Maintenance

1672-8270(2014)12-0032-05

R197.324

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.12.011

2014-02-12

①上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院血透室 上海 200092

②上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院血透室 上海 200233

③上海市東醫(yī)院血透室 上海 200433

*通訊作者：bnhkobe@gmail.com