肝素泵在血液透析中的临床应用与故障处理

2018-01-30冯志义

中国医学装备 2018年2期

董斌朱宇吴丹冯志义

肝素是一类糖胺聚糖，由糖醛酸和葡萄糖胺以1→4键连接起来的重复二糖单位所组成的多糖链混合物，含10～30个二糖单位不等，分子量4000～20000 D，平均分子量12000 D[1]。自1937年肝素在临床上用作抗凝剂以来，肝素一直是一种主要的抗凝药物，除了抗凝活性及其相关的抗血栓生成活性外，目前发现肝素具有抑制平滑肌细胞增殖、抗炎症、抗肿瘤以及抗病毒等生物学功能。

为保证血液净化顺利进行和充分透析，要有流畅和良好的体外循环管路。肝素泵作为血液透析治疗中对肝素进行控制保护的主要部件，是任何通过体外循环进行血液净化治疗设备的基本配置。根据肝素的代谢速度，不断补充肝素剂量，对维持整个透析过程中的全身肝素化具有重要意义。

1 肝素泵的结构与工作原理

肝素泵由解锁按钮、注射器滑块(开合半螺母)、托架、固定杆、控制系统、步进电机、减速机构、丝杠和反馈保护装置等部件组成。操作肝素泵时，首先按压解锁按钮，开合半螺母张开使得丝杠与半螺母分离，注射器滑块锁定解除，自由移动至操作者需要的位置；将注射器针管装入托架中，利用固定杆将注射器固定，控制系统根据设定好的肝素泵速度加载电压，步进电机每接受一个脉冲信号，就按设定的方向转动一个固定的角度(步进角)，通过脉冲个数和脉冲频率即可控制电机的角位移和角速度[2]。然后将动力源传动到减速机构进行减速，使得输出速度得到进一步细化而传导至丝杠，丝杠通过与开合半螺母结构，精确将运动传导至注射器滑块，由半螺母将丝杠的旋转运动转变为直线运动。在托架和固定杆的支撑下精确传动，使注射器滑块能够自由移动，提供了稳定而精确的进给运动，推动注射器推杆向前移动[3]。反馈保护装置用于感知肝素泵是否动作，测算实际泵速与设定泵速误差等。输出速度精度通常在设定值±5%范围内，当出现故障时以声光报警等方式提醒操作者。

肝素泵的泵管入口在血泵后、透析器前，是整个血液管路中压力最大的一点。因为所有肝素泵均以推注为动力，如果肝素泵入口压力为负值，注射器活塞可能脱离滑块控制，导致过量进液。需注意由于肝素注射器会通过管路与体外循环管路相连接，通常容积＜1 ml，以保证肝素尽快进入血路中发挥作用。但肝素追加速度相对缓慢，设定范围通常在0～9.9 ml/h范围内。所以透析开始后肝素泵会耗费数分钟甚至更长的时间才能将肝素充满此段管路，再进入血液。

通常日本机型会在外部血液循环进入透析器之前一次性自动向血液中定量加注首剂肝素，让高浓度肝素液体在血液之前进入透析器，首剂剂量称为单步注入量。随着透析器生物相容性的改进和全身肝素化的要求，首剂肝素给入的方法和时机都发生了变化，可利用设备现有功能实现用肝素盐水对肝素管预充。先设定首剂剂量，以肝素管路为准可采用1 ml注射器推注生理盐水的方法得出管路容积。如肝素管路0.6 ml，即设为0.6 ml，在引血开始时，肝素泵自动快进推注0.6 ml，有效解决此问题。

2 肝素泵注射器

肝素泵通常可选用30 ml、20 ml和10 ml三种类型(螺口)注射器。且厂商会指定注射器型号。因为肝素泵通常采用转动光栅传感器，对直线位移进行测量，通过注射器滑块(即活塞)位移来实现肝素注入量。在相同位移距离下注射器型号不同时，肝素注入量会有较大差异。即使同型号注射器，也会由于品牌不同而存在活塞直径(即截面积)区别。国际标准化组织(ISO)7886-1：1993第一版为考虑注射器尺寸需求，修改了ISO7886：1984所列部分内容，该标准未规定注射器尺寸范围，并允许注射器刻度大于公称容量[4]。《一次性使用无菌注射器》只定义了公称容量、刻度容量、总刻度容量、最大可用容量和基准线，并未限定注射器尺寸[5]。因此，建议选用厂商推荐注射器品牌及型号以保证精度，若采用其他注射器需要考察其活塞直径是否与推荐注射器一致，确保其精度；如果活塞直径差距较大，则需要由厂商工程师或临床技师进行调校，以适应所选用注射器同样不会影响精度。

3 常见故障及处理

3.1 肝素注入停止

(1)故障现象。肝素注射器位于停止位置，即0 ml处或肝素泵推注前端卡有异物，导致肝素泵无法前进。

(2)故障处理。关闭肝素泵，必要时装入新注射器或取出异物。需注意肝素帽或注射器针头保护套等物品避免卡在肝素泵行进轨道中。

3.2 肝素夹子未打开

(1)故障现象。因操作疏忽导致肝素夹子未打开，但肝素泵仍按照设定速度推注，导致注射器内压力升高，滑块无法推进触发报警。

(2)故障处理。手动打开肝素管夹子，肝素注射器内压力瞬间释放，将此前持续推注但未进入体外循环管路的肝素瞬间全部注入至体外循环管路，导致血液中肝素浓度升高。应注意体外循环管路注入肝素速度，避免浓度进一步升高，造成二次人为失误。

4 肝素泵的日常维护与保养

肝素泵部件损坏几率较低，在长时间使用中可能由于操作疏忽使液体进入泵内部，在丝杠、螺母或注射器滑块之间产生锈蚀，导致移动不畅或不能自动锁定，此时只需少量润滑油润滑生锈部分即可解决[6]。为了使肝素泵能够精确良好的工作，日常的维护与保养也尤为重要。

(1)做好注射泵的清洁保养工作。除机壳与面板清洁外，应定期对注射器滑块(螺母)和丝杠部件用酒精擦洗，防止传动部分粘有药液导致注射器滑块移动不畅而引起的肝素推注不准确。

(2)经常检查注射器滑块和丝杠卡槽处有无异物、裂纹或断裂。如有异物应及时清理，防止出现肝素追加不足，且磨损丝杠齿轮现象，如有断裂现象应及时更换。

(3)定期检查注射泵操作按键的完好性，如有下凹应及时通知厂商修复。

(4)检查肝素泵功能时，可人为制造故障现象来观察肝素泵报警系统工作是否正常[7]。

5 肝素泵的校准

肝素是一种抗凝剂，需匀速注入循环血液中。如果注射速度过快，会引起患者自身凝血机制遭到抑制，造成出血或渗血；速度过慢则会引起患者体外循环管路及透析器凝血。因此应时常对肝素泵进行校准，保证其准确无误。在标准范围内，将肝素泵的流量调至最大待其稳定后，用定时计量法进行30 min流量测量，其误差应符合肝素泵注入流量±0.2 ml/h或读数的±5%，二者取绝对值大者。根据血液透析、血液透析滤过和血液滤过设备的安全专用要求，当被检装置处于稳定状态后，将肝素泵管与输液泵质量检测仪连接，启动肝素泵，选取1 ml/h、5 ml/h以及10 ml/h三个测试点，读取输液泵质量检测仪示值进行计算(检测规程与输液泵类似)[8-9]。

透析机厂商说明书通常会注明肝素泵仅用于注入肝素溶液，切勿将肝素泵用于注入任何其他化学品。如需注入其他溶液需使用专用设备，如微量注射泵。微量注射泵的进量速度以每小时毫升数计算，最大为99.9 ml/h，最小为0.1 ml/h。

肝素因出血风险使其临床应用受到限制，随着技术发展，一些新的制剂不断研发，尤其是低分子肝素(low molecular weight heparin，LMWH)。LMWH由普通肝素经酶解或化学降解方法制得的分子量较小的肝素片断，其分子量为4000～6000 D，LMWH比较肝素具有皮下注射吸收好、半衰期长、生物利用度高、不良反应少等优势，尤其在心血管疾病中的应用越来普遍[10-11]。