各类型血液透析机透析液混合系统的研究

2014-02-05张姚昕张飞鸿应滋栋

中国医学装备 2014年12期

张姚昕张飞鸿应滋栋

各类型血液透析机透析液混合系统的研究

张姚昕①张飞鸿②应滋栋③*

目的：对各类型血液透析机器的透析液混合系统进行分析，探讨对于各类型血透机的不同维护保养方法，保障透析液中的离子浓度准确、有效。方法：对各类型血液透析机器的透析液混合系统的原理进行论述及分析，并针对不同类型透析液混合系统采用不同的维护保养方法。结果：采用正确维护保养方法后，在患者透析时能够保证透析液离子浓度的稳定和准确。结论：确保透析时透析液配比符合标准，方能使透析质量得到保证，真正做到为患者透析过程中的安全负责。

血液透析机；透析液混合系统；透析液；电导度；维护保养

张姚昕,男,(1987- ),本科学历，工程师。上海交通大学附属新华医院血透室，从事血液净化临床工程技术工作。

[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)是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一[1]。HD是通过将体内血液引流至体外，在一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液含与机体浓度水平相似的电解质溶液(透析液)在一根根空心纤维内外，通过弥散、对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分。

我国开展血液透析治疗40余年，随着医保制度不断完善，治疗规模和患者数量增长迅速[2]。近年来，国家在加大对尿毒症患者的医疗投入的同时，更加重视HD治疗的安全监管及持续改进医疗质量的工作。各类HD机透析液混合系统的工作原理不同，其潜在的安全隐患和风险也不相同[3]。本研究以上海交通大学附属新华医院、上海交通大学附属第六人民医院和上海市东医院3家医院所使用的血液透析机为研究对象，分析HD机在使用过程中因电解质溶液浓度异常所产生的风险，制定解决风险的措施，从而降低其使用的风险，保障患者的安全。

1 透析液混合系统

目前，各大医院所用透析液多为碳酸盐透析液，当制备的碳酸盐透析液pH值接近8.0时，溶液中的钙和镁会发生沉淀，降低其溶解浓度[4]。为了解决此问题，碳酸盐透析液采用了2种浓缩液，即酸性浓缩液(A液)和碱性浓缩液(B液)。A液中有少量醋酸根离子，其作用是调节混合透析液的pH值达到7.1～7.3，加入钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子和葡萄糖(可选)。B液中含有钠离子、氯离子和碳酸氢根离子(见表1)。电导度是透析液中离子的总和，当电导度与预设值偏离3%～5%时会发生报警。

表1 标准透析液成分

HD机按照浓缩液配方，以一定的比例吸入A、B浓缩液，在机器内部与除气加热后的反渗水混合成透析液[5](见表2)。然后通过电导度传感器来监测，一旦监测值超出设定值正常范围，异常的透析液会通过旁路阀直接被排放。因此，透析液离子浓度比例的准确与否在临床中具有重要意义，通过监测电导度监测透析液离子总的浓度水平[6](如图1所示)。

表2 各种浓缩液的混合比例

图1 血液透析机工作原理图

浓缩液由泵均匀不断地吸入与反渗水混合，电导度传感器持续监测稀释完毕的透析液离子浓度[7]。不同的厂家在配比系统中都有各自的特点和方式，一般分为两大类，各个厂家机器的透析液配比系统见表3。

表3 各品牌透析液混合系统分类

2 各类血液透析机电导度配比系统原理及维护

2.1 固定比例控制系统机型及维护

费森尤斯、东丽HD机配液均为固定比例配比系统，浓缩液吸入量根据浓缩液配方调整。浓缩液泵只需按照设定的数值吸入相应的浓缩液量，因此这种配液方式对透析浓缩液的浓度准确性、依赖性很强，浓缩液浓度误差会被复制到配制出来的透析液上。对于开环的固定容量控制的机型而言，需要调整确认浓缩液泵的吸入量是否准确。

(1)费森尤斯4008系列HD机基本原理及维护。反渗水通过减压阀减压后进入水箱中，经过热交换预热后进入水箱，加热器对反渗水进行加热，温度传感器控制加热器的工作状态。水箱中的浮动开关控制进水电磁阀的开闭，保证水箱内正常的水位。加热除气后的反渗水进入A、B液混合点。配比合格的透析液通过电磁阀进入透析器。平衡腔每转换一次，A、B液泵各自相应地工作一次，由于每个平衡腔周期中A、B液量与反渗水等于平衡腔的容积，因此只要能精确的控制A、B泵的吸液量即可控制透析液的配比[8]。A、B液泵为步进电机驱动的精确容积活塞泵，其每次的吸入量由步进电机的步数决定，通过改变A泵、B泵步进电机的步数，可使得A、B液和反渗水按照任意一种配比进行混合。

费森尤斯HD机的维护应注意A、B浓缩液吸杆前的滤网，长时间使用滤网可能发生脱落或者变形等，如果不及时处理，杂质进入到A、B液泵后会造成泵的卡死和堵塞。因此，应定期更换滤网以免影响治疗。同时，应关注整个机器的电导度有无整体偏移，如有发生应结合电导度表对电导度重新定标，以免电导度不准确造成患者不适。费森尤斯系统平衡腔容量为30 ml，平衡腔电磁阀开闭约为16次/min，平衡腔膜片损坏导致电磁阀关闭不严会造成电导度报警。电导度上限报警可能与流量泵、除气泵有关，应从各个方面检查问题的根源。

(2)东丽TR系列HD机基本原理及维护。东丽TR系列的透析液混合系统是固定比例配比原理。根据透析液的配方，在固定时间内分别将固定量的A、B浓缩液及反渗水吸入到平衡腔内混合配制成合格的透析液。反渗水通过进水减压阀使出水侧压力控制在0.02 MPa。根据浓缩液的配方，A、B浓缩液的吸入量为固定值，浓缩液泵的单个行程吐出量也为固定值，通过监测记录浓缩液泵的转速可计算出浓缩液的吸入时间。与其他机型不同，东丽TR系列通过控制3个电磁阀的开闭状态，由一个浓缩液泵分别吸入A、B浓缩液和反渗水，与通过供水流量开关的反渗水混合进入平衡腔。通过平衡腔后的电导度传感器对透析液的浓度进行监测，3个温度传感器分别对透析液温度进行控制、显示和补偿(如图2所示)。

图2 东丽TR系列透析液混合系统工作原理图

该机型的日常维护和保养应注意浓缩液滤网及浓缩液泵泵头的清洁。定期观察压力释放阀、浓缩液电磁阀以及反渗水转换阀是否有漏液情况，需要定期更换电磁阀膜片。定期检查计数器上方水路是否有漏液情况，防止液体滴入计数器部件内部引起浓缩液吸入的误差。透析液流量为500 ml/min，配液时的平衡腔填充时间为37～40 s。平衡腔膜片破损会造成浓度偏差，可通过比较单个平衡腔电磁阀切换时间的控制值和监测值，差值应＜2 s。如浓缩液泵吸液量下降，可通过测量10次吸液量后取平均值计算：平均值=(设定值－测量十次平均值)÷设定值，进行吸液量的补偿后用电导度表确认。如发现管路内有含铁氧化物沉淀，需在定标前进行除铁作业，并需定期对温度、电导度显示值的偏移进行校正。

2.2 反馈补偿系统机型

贝朗、日机装和金宝均为反馈补偿的配液系统，该系统要求电导度传感器精准。电导度传感器是反馈信号的根本，而透析液结晶的干扰会导致电导度传感器的测量值发生偏差。在治疗中血透机自动按照一定比例将水、A液及B液混合形成符合治疗要求的透析液。反渗水进入血透机后通过减压、加热、除气与A、B浓缩液进行混合。对于反馈控制的机型，发生实际浓度与设定浓度不符时需确认电导度计的准确性。为了排除干扰应在酸洗消毒后，甚至是除铁以后进行校正[10]。

(1)贝朗dialog+系列HD机基本原理及维护保养。浓缩液混合的主要部件由碳酸氢钠浓缩泵、浓缩液泵、电导度传感器和流量泵组成。陶瓷泵完成输送透析液的工作，反渗水通过减压阀减压后进入热交换进行预热。水箱内的液位传感器控制进水电磁阀的开、闭状态。在不使用干粉的情况下，B液泵吸入B液，通过单向阀稳定B液的吸入量，B液电导度传感器控制B液泵的转速达到B液电导度设定值。A液泵吸入A液，单向阀稳定A液流量，透析液电导度传感器控制A液泵的转速，另一个电导度传感器是独立的监测单元，用来监测透析液电导度值。温度传感器TSBIC和TSD分别测量B液和透析液的温度，对电导度进行补偿。温度传感器TSD-S是用来监测透析液温度，传感器ENDLF-S和TSD-S都只能监测浓缩液配比后的数据，不能控制A、B液泵的转速，合格的透析液通过平衡系统进入透析器，其基本工作原理如图3所示。

图3 贝朗Dialog+系列透析液混合系统工作原理图

在对贝朗Dialog+系列浓缩液混合系统的维护保养中要注意两个浓缩液陶瓷泵BICP和KP的磨损程度，如泵体发现有漏液要及时更换。如发生总电导度的控制值和监测值差值＞±0.4 mS/cm，则需要先对温度进行测量，确保温度正常后借助电导度表对总电导度进行定标。由于电导度和温度是在透析液进平衡系统前监测，因此在发生透析液浓度相关报警时则不需要考虑平衡系统对浓度的影响。

(2)日机装DBB系列HD机基本原理及维护保养。反渗水进入进水口，利用减压阀将供水压降至工作压力，供水压压力传感器监测降压后的压力。通过热交换器对反渗水进行预热后的反渗水进入加热器，热敏电阻TH1，TH3控制加热器的占空比，热敏电阻TH2，TH4则监视加热后的液体温度。加热后的反渗水通过节流器产生的负压进入脱气泵将反渗水内容存的空气分离；产生的空气从气泡分离室顶部的被直接排向排液管路。B液泵吸入B液，通过背压阀稳定B液泵的排液量。B液在混合室与加热除气后的反渗水混合。A液泵吸入A液，通过背压阀来稳定A液泵的排液量。A液在混合室与B液、反渗水进行混合配成透析液。正确配比后的透析液被送入透析器参与透析。日机装电导度的补偿有自动补偿和手动补偿两种。由于每日所用浓缩液浓度与定标液有偏差，为了得到稳定的电导度，机器会对泵速进行±3%的补偿，开启补偿功能后治疗过程中机器每3 min进行1次补偿，以确保电导率的稳定，如果自动补偿后电导度仍无法达到目标值可进行手动补偿(如图4所示)。

图4 日机装DBB系列透析液混合系统工作原理图

对于日机装DBB系列HD机的维护应做到：①注意A、B浓缩液泵前的滤网有无堵塞，定期做好检查和更换工作；②对于暂时的电导度差异可以通过补偿值进行调整；③注意除气室浮子堵住排气口对透析液温度的监测造成影响；④注意背压阀的压力值是否偏差，避免影响透析液混合结果。对于不使用化学热消毒的HD机，应注意铁离子对浓度电极的影响。

(3)金宝AK9X系列HD机基本原理及维护保养。金宝AK系列HD机的反渗水经第一个减压阀减压至600 mm Hg后进行热交换→分别通过进水压传感器、第二个减压阀和进水电磁阀→通过加热器，加热器出口与温度传感器控制加热器的工作状态。加热后反渗水一路通过A液泵进入混合腔A与A液混合，另一路反渗水通过三通电磁阀进入干粉筒与干粉混合后被B液泵吸入，在混合腔B中与被稀释的A液混合(如图5所示)。

图5 金宝AK9X系列透析液混合系统工作原理图

金宝AK系列HD机一个重要的特性是对浓缩液泵速的监视。“相对泵速”的参数用“%”表示，指与理论值相比偏差的泵速。理论泵速值是通过计算Na+/ HCO3-设定值，UF cell通道1的流量和预设浓度得出的。如果实际泵速超出了预设值会触发报警，透析液直接进入旁路。

金宝系列的HD机需定期做好A、B液滤网的检查和清洗。由于B液吸杆同时也负责吸消毒液，因此要密切注意B液吸杆的堵塞磨损情况，如发生损坏腐蚀等要及时更换以免漏气。定期检查A、B液泵，定期清理以免造成泵堵塞。金宝系统的浓度偏差会影响到超滤系统的精确性。在出现浓度相关报警时不仅要考虑混合系统的问题，对于电导度传感器在平衡腔之后的机型而言，应注意平衡系统可能对浓度的影响。对于超滤系统为流量计类型的HD机，浓度的偏差会对超滤产生很大的影响。

3 结语

通过对各类型HD机的透析液混合系统的原理进行详细的论述及分析，并根据各型HD机的工作原理特点，采取不同的维护保养方法能够有效地确保其透析液混合系统的精准性[9-11]。临床医学工程人员是医学工程和临床医学的纽带，是现代化医院正常运转的保障，应该对医疗服务需求变化作出迅速反应，充分发挥各方维保资源的优势，根据实际情况，按照装备故障的严重程度和临床急需程度，合理安排设备的维修方式[12-13]。将血液透析机的风险管理贯穿其全寿命周期中，降低使用过程中的风险、保障患者的安全、延长血液透析机使用寿命、提高血液透析机的安全与有效性。

[1]葛斌.人体机能替代装置[M].北京:科学技术出版社,2007:6-31.

[2]杨文春,刘京京,张彤.专家:肾病是沉默的杀手[N/ OL].生命时报,(2007-03-19)[2014-02-25].http:// health.sohu.com/20070319/n248777563.shtmli.

[3]张飞鸿,宓现强,王聪.故障树分析法在血液透析机水路系统风险分析中的应用[J].中国医学装备, 2012,9(3):13-16．

[4]Daugirdas John T,Blake Peter G,Ing Todd S.Handbook of dialysis[M].4th Edition. Philadephia PA:Wolters Kluwer Lippincott Williams&Wilkins,2006:85-86.

[5]Association for the advancement of medical instrumentation.AAMI Recommended Practice,Concentrates for hemodialysis and related therapies(ANSI/AAMI/ISO 13958:2009)[S].Arlington,VA,American National Standard,2009.

[6]Pittard J.Hemodialysis nursing training manual[M].7th ed.Santa Monica,CA:Hemodialysis Inc,2003.

[7]Allen R.Nissenson,Richard N.Fine.Manual of Clinical Dialysis Therapy[M].4th ed.Los Angeles,CA:Saunders Elsevier,2009:161.

[8]高爽,李洋,周焕志,等.费森尤斯4008B血液透析机水路系统结构域功能介绍分析[J].中国医疗设备, 2009,24(1):40-41.

[9]帅万钧,杨冬.血液净化设备质量控制检测技术[M].北京:中国质检出版社,2011.

[10]刘学军.血液透析使用技术手册.[M].北京:中国协和医科大学出版社,2006.

[11]李斌,郑蕴欣,何德华,等.医院临床工程师在医疗设备安全保障体系中的定位与作用[J].中国医疗器械杂志,2012,36(2):99-101.

[12]Ookalkar AD.Quality improvement in haemodialysis process using FMEA[J].Internation Journal Quality Reliability Management,2009, 26(8):817-830．

[13]李斌.当前医疗设备维修服务环境SWOT分析与战略思考[J].中国医疗设备,2008,23(2):58-60

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

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.12.011