血液透析体外循环管路的长度及容积比较

马颖慧，王栋栋，刘静,3

1. 首都医科大学附属北京佑安医院 血液净化中心，北京 100069； 2. 民航总医院 透析中心，北京 100123；3. 首都医科大学 肾病学系，北京 100069

引言

血液透析体外循环管路（下称：体外循环管路）在血液透析治疗中承担血液通路的功能。患者的血液通过体外循环管路与透析器相连，在血液透析机的驱动和监测下，到达透析器内完成脱水和物质交换后回输到患者体内。目前，对体外循环管路的研究多从功能扩展的角度出发，通过结构创新或增加组件等方式，适应临床上血液灌流、无肝素治疗等多种治疗方式及感染控制的要求，达到简化操作步骤、降低凝血风险、避免患者血液浪费及降低感染风险等目的[1-3]。

体外循环管路的产品结构和生产工艺并不复杂，市场上同类产品较多。血液透析机虽然生产门槛较高，但也有十余个国产或进口品牌可供临床使用，每个品牌的透析机又细分为多种不同的型号。有些透析机厂家生产了与相应型号设备配套的专用型体外循环管路（下称：专用管路）。但早年间由于管路复用及患者治疗机位不固定等因素，一套体外循环管路可能需要配合不同型号的透析机使用，专用管路不能满足临床需求，而通用型体外循环管路（下称：通用管路）能够同时适用于多种品牌、型号的透析机，适合当时的临床需求。近年来，体外循环管路大都已不再复用，许多透析室的患者也已固定治疗机位，但由于目前缺少对体外循环管路与透析机适配性方面的要求，除了具有特殊功能组件的机型必须使用专用管路外，临床上仍在大量使用通用管路，这些管路大都遗留了管路长度与透析机不匹配的问题，对临床操作和患者治疗都产生了一定的影响。本文以某型号血液透析机为例，比较原厂专用管路与非原厂通用管路在结构、长度及容积上的异同，初步探讨体外循环管路和血液透析机的适配性问题。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

选取3种不同品牌型号的体外循环管路A、B和C为研究对象。其中，管路C为透析机C的专用管路，当透析机C启用某一功能时，仅专用管路C可用于治疗，否则专用管路C和通用管路A、B均可使用。

1.2 管路长度的测量

使用长200 cm、精度0.1 cm的软尺直接测量管路各段的长度。为减少测量误差，进行3次测量取平均值。

1.3 管路容积的测量

使用容量100 mL、精度2 mL的注射器，从动/静脉端向管路内部注入反渗水，其中动/静脉壶均充注20 mL，记录实际注入量即为该管路容积，进行3次测量取平均值。除测量管路的容积外，使用包装标识上的泵管直径等数据和本研究测量获得的长度和容积数据，计算包括泵管在内的各分段管路的容积。

1.4 指标

测量指标包括：① 体外循环管路的结构；② 血液透析机C的体外循环组件安装固定位置；③ 不同管路的长度及容积比较。

2 结果

2.1 体外循环管路的结构

体外循环管路分为动脉段（A）和静脉段（V）两部分，本研究选取的2种通用管路的主管路（血液流经的主要部分）均可按顺序分为如下6段：① 动脉端-泵管；② 泵管；③ 泵管-动脉壶；④ 动脉壶-透析器；⑤ 透析器-静脉壶；⑥ 静脉壶-静脉端。其中，①～④为动脉段，⑤和⑥为静脉段，如图1中A1和V所示。专用管路C的主管路结构与通用管路相同，但动脉端-泵管段管径目测较其余各管路明显偏细，如图1中A2所示，且外配有一根专用“Y”形管，用于自动引血、回血等功能。

图1 体外循环管路主管路的结构

2.2 透析机C的体外循环组件的安装和固定位置

体外循环管路中的泵管需要安装在血液透析机的血泵内；动、静脉压力传感器连接管需要连接到血液透析机的压力监测接头上；动、静脉壶也需要进行固定以防止其倾倒。透析机Z的血泵在面板左侧，动、静脉壶的固定位置在面板右侧，动脉壶近血泵，静脉壶近透析器如图2所示。

图2 透析机C体外循环组件的位置示意图

2.3 通用管路与专用管路的长度

3种管路各分段的长度，见图3。结果显示，与专用管路C相比，通用管路A和B在泵管-动脉壶段的长度过长，分别是管路C的4.8倍和5.2倍；泵管段的长度偏长，分别是管路C的1.4倍和1.3倍。管路B的动脉壶到透析器段长度较短，是专用管路C的75%。其余各段通用管路的长度与专用管路长度差异较小，在15%以内。

图3 体外循环管路各分段的长度

2.4 通用管路与专用管路的容积

3种体外循环管路的容积，见表1。除管路B的实测容积与标称预充量数值差异较大外，其余管路的实测值与标称值基本相符。通用管路的动脉段容积比专用管路多出近30 mL，其中泵管的容量多约4～5 mL；动脉端-泵管段的容量多约10 mL；泵管-动脉壶段的容积多约10 mL，见图4。通用管路与专用管路的静脉段容积差异不大。

表1 不同体外循环管路的容积（mL）

图4 体外循环管路各分段的容积

3 讨论

3.1 体外循环管路长度对操作者和患者的影响

2018年1 月开始实施的YY 0267-2016《血液透析及相关治疗 血液净化装置的体外循环血路》[4]从机械性能、管路顺应性、化学性能等方面对体外循环管路提出了要求及检测方法，但未对管路的长度、各部件间的间距等项目进行规范。考虑到不同血液透析机体外循环组件的位置差异，长度上确实难以统一。本研究所选取的4种体外循环管路各段长度大都存在或多或少的差异。

体外循环管路偏长或偏短都有可能对操作者造成一定的影响。管路偏短，安装时需要操作者特意调整耗材位置或者进行旋转方可安装到位，少有偏差，则可能在转弯处形成死角，造成管路内部狭窄甚至堵塞，影响治疗；如果管路过短，则根本无法使用。管路偏长对操作者来说除了安装时较为累赘外少有其他负面影响。因此护理人员更倾向使用长度足够甚至过长的管路。虽然使用“长管路”对操作者的负面影响较小，但过长的管路在安装时易产生交叉甚至打结，此种情况下进行上机操作时增加了连接患者血管通路所需的时间，存在一定的感染风险。此外，血流动力学方面的研究表明，体外循环管路的长度还会对患者实际血液流速产生影响[5]，而血液流速则关系到患者的治疗效果。

3.2 体外循环管路容积对患者的影响

体外循环管路的容积和透析器的血室容量决定了患者体外循环的血量，体外循环的血量越大，治疗起始阶段患者体内血容量的变化就越大。有研究表明，在血液透析开始阶段采取同时连接动静脉通路的方式上机，不降低患者体内血液容量，患者上机前后的血压波动减少[6]，亦能降低患者发生早期低血压的频次[7]。对体重较低的婴儿使用更小容量的CRRT管路，可以为患儿提供更加充分、有效、安全的治疗[8]。在心脏外科领域使用缩短长度或者更小内径的体外循环管路可以减少体外循环血量，从而减少术中用血量[9-10]。目前的血液透析临床治疗中追求使用更大膜面积的透析器以提升治疗效果，因此不可避免地增加了透析器的血室容量，导致体外循环总血量的增加，加大了治疗初期的由于血容量变化给患者带来的风险。

缩短体外循环管路的长度可以在一定程度上减少体外循环的血量，抵消因膜面积增大导致的体外循环血量的增长。但与长度相比，管路组件配置的改变带来的容积变化更加可观。本研究中专用管路C的动脉端-泵管段内径约为3.5 mm外，其他管路内径均在4.2～4.3 mm之间。专用管路C的动脉端-泵管段因使用了更细内径的管路，在保证管路长度、方便临床操作的情况下较其他管路减少容积约10 mL。然而，目前国内却较少应用细内径的管路，可能是生产厂家出于制造工艺和成本等方面的考虑，也可能是临床上尚未重视体外循环血量对患者的影响，未提出相关需求。与细内径相反，目前临床上使用的成人体外循环管路的泵管内径大都为8 mm，较一般管路内径更粗。本研究中专用管路C按照设备血泵大小配置泵管的长度，较通用管路长度减少约8～10 cm，对应容积减少约4～5 mL。

体外循环是非生理性循环，血液与体外循环管路内表面接触，会刺激机体发生炎性反应[11]。降低几十毫升体外循环的血量对于大多数成年人患者来讲可能不会产生太大影响，但体外循环血量的降低可以减少患者血液与体外循环管路内表面的接触，给患者带来其他获益。在大量使用体外循环技术的心脏外科领域的研究发现，给婴儿使用微小化体外循环管路既可以减少患儿术中用血量并提升术毕HCT水平[12]，又可以减少炎性反应，其原因可能是更少的体外循环管道表面积有助于减少患儿血液和PVC管道之间接触激活的程度[13]。体外循环管路作为第三类医疗设备[14]，我国对其生产有着严格的要求。虽然大多数体外循环管路能够符合YY0267中对微粒污染[15]、生物相容性等指标的要求，但与心脏外科领域的一次性接触不同，常规的血液透析患者每两天就要使用一次外循环管路。减少血液与体外循环管路的接触能否给高频率接触体外循环管路的血液透析患者带来临床获益，需要进一步的临床研究。

3.3 体外循环管路与血液透析机的适配性

体外循环管路需与血液透析机配合使用，管路作为“媒介”把患者的血液和透析器连接起来，但因其本身并不参与任何治疗，临床上对其关注和研究较少。除功能扩展的方向外[1-3]，少有耗材与设备适配性方面的研究。与体外循环管路和血液透析机类似，输液器和和输液泵有时也要配合使用。对输液器和输液泵的相关研究表明，某些耗材与设备组合使用时流速不稳定[16]，为保证临床使用上的精确，应选择与设备匹配的耗材使用[16-17]。目前，血液透析机厂商为了扩大市场多选择“开放耗材”——即不限定配合使用的耗材品牌。近年来，临床上确实存在因为耗材与设备匹配不佳导致设备损坏或者发生“误报警”的情况。本研究从长度入手，初步探讨了体外循环管路与血液透析机之间的适配问题。但由于仅选择了某一型号透析机的专用管路与通用管路进行长度和容积的比较，结果不足以代表通用管路在其他型号透析机上使用的情况。同时，血液透析机存在血泵、肝素泵、气泡监测、静脉夹等多个需要与体外循环管路匹配才能实现功能的位点，除长度外，还可以从患者安全、人员操作及治疗效果等方面进一步研究体外循环管路与血液透析机的适配性问题。