各類型血液透析機透析液混合系統的研究

張姚昕 張飛鴻 應滋棟

各類型血液透析機透析液混合系統的研究

張姚昕①張飛鴻②應滋棟③*

目的：對各類型血液透析機器的透析液混合系統進行分析，探討對于各類型血透機的不同維護保養方法，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的原理進行論述及分析，并針對不同類型透析液混合系統采用不同的維護保養方法。結果：采用正確維護保養方法后，在患者透析時能夠保證透析液離子濃度的穩定和準確。結論：確保透析時透析液配比符合標準，方能使透析質量得到保證，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；透析液；電導度；維護保養

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

[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是通過將體內血液引流至體外，在一個由無數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溶液(透析液)在一根根空心纖維內外，通過彌散、對流進行物質交換，清除體內的代謝廢物、維持電解質和酸堿平衡；同時清除體內過多的水分。

我國開展血液透析治療40余年，隨著醫保制度不斷完善，治療規模和患者數量增長迅速[2]。近年來，國家在加大對尿毒癥患者的醫療投入的同時，更加重視HD治療的安全監管及持續改進醫療質量的工作。各類HD機透析液混合系統的工作原理不同，其潛在的安全隱患和風險也不相同[3]。本研究以上海交通大學附屬新華醫院、上海交通大學附屬第六人民醫院和上海市東醫院3家醫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溶液濃度異常所產生的風險，制定解決風險的措施，從而降低其使用的風險，保障患者的安全。

1 透析液混合系統

目前，各大醫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，其作用是調節混合透析液的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)。電導度是透析液中離子的總和，當電導度與預設值偏離3%～5%時會發生報警。

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)。然后通過電導度傳感器來監測，一旦監測值超出設定值正常范圍，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，通過監測電導度監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，電導度傳感器持續監測稀釋完畢的透析液離子濃度[7]。不同的廠家在配比系統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見表3。

表3 各品牌透析液混合系統分類

2 各類血液透析機電導度配比系統原理及維護

2.1 固定比例控制系統機型及維護

費森尤斯、東麗HD機配液均為固定比例配比系統，濃縮液吸入量根據濃縮液配方調整。濃縮液泵只需按照設定的數值吸入相應的濃縮液量，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制到配制出來的透析液上。對于開環的固定容量控制的機型而言，需要調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，經過熱交換預熱后進入水箱，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。水箱中的浮動開關控制進水電磁閥的開閉，保證水箱內正常的水位。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。平衡腔每轉換一次，A、B液泵各自相應地工作一次，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液泵為步進電機驅動的精確容積活塞泵，其每次的吸入量由步進電機的步數決定，通過改變A泵、B泵步進電機的步數，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機的維護應注意A、B濃縮液吸桿前的濾網，長時間使用濾網可能發生脫落或者變形等，如果不及時處理，雜質進入到A、B液泵后會造成泵的卡死和堵塞。因此，應定期更換濾網以免影響治療。同時，應關注整個機器的電導度有無整體偏移，如有發生應結合電導度表對電導度重新定標，以免電導度不準確造成患者不適。費森尤斯系統平衡腔容量為30 ml，平衡腔電磁閥開閉約為16次/min，平衡腔膜片損壞導致電磁閥關閉不嚴會造成電導度報警。電導度上限報警可能與流量泵、除氣泵有關，應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是固定比例配比原理。根據透析液的配方，在固定時間內分別將固定量的A、B濃縮液及反滲水吸入到平衡腔內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壓力控制在0.02 MPa。根據濃縮液的配方，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，通過監測記錄濃縮液泵的轉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，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的反滲水混合進入平衡腔。通過平衡腔后的電導度傳感器對透析液的濃度進行監測，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工作原理圖

該機型的日常維護和保養應注意濃縮液濾網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。定期檢查計數器上方水路是否有漏液情況，防止液體滴入計數器部件內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測值，差值應＜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=(設定值－測量十次平均值)÷設定值，進行吸液量的補償后用電導度表確認。如發現管路內有含鐵氧化物沉淀，需在定標前進行除鐵作業，并需定期對溫度、電導度顯示值的偏移進行校正。

2.2 反饋補償系統機型

貝朗、日機裝和金寶均為反饋補償的配液系統，該系統要求電導度傳感器精準。電導度傳感器是反饋信號的根本，而透析液結晶的干擾會導致電導度傳感器的測量值發生偏差。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，發生實際濃度與設定濃度不符時需確認電導度計的準確性。為了排除干擾應在酸洗消毒后，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。濃縮液混合的主要部件由碳酸氫鈉濃縮泵、濃縮液泵、電導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熱。水箱內的液位傳感器控制進水電磁閥的開、閉狀態。在不使用干粉的情況下，B液泵吸入B液，通過單向閥穩定B液的吸入量，B液電導度傳感器控制B液泵的轉速達到B液電導度設定值。A液泵吸入A液，單向閥穩定A液流量，透析液電導度傳感器控制A液泵的轉速，另一個電導度傳感器是獨立的監測單元，用來監測透析液電導度值。溫度傳感器TSBIC和TSD分別測量B液和透析液的溫度，對電導度進行補償。溫度傳感器TSD-S是用來監測透析液溫度，傳感器ENDLF-S和TSD-S都只能監測濃縮液配比后的數據，不能控制A、B液泵的轉速，合格的透析液通過平衡系統進入透析器，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工作原理圖

在對貝朗Dialog+系列濃縮液混合系統的維護保養中要注意兩個濃縮液陶瓷泵BICP和KP的磨損程度，如泵體發現有漏液要及時更換。如發生總電導度的控制值和監測值差值＞±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度表對總電導度進行定標。由于電導度和溫度是在透析液進平衡系統前監測，因此在發生透析液濃度相關報警時則不需要考慮平衡系統對濃度的影響。

(2)日機裝DBB系列HD機基本原理及維護保養。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測降壓后的壓力。通過熱交換器對反滲水進行預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則監視加熱后的液體溫度。加熱后的反滲水通過節流器產生的負壓進入脫氣泵將反滲水內容存的空氣分離；產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，為了得到穩定的電導度，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，以確保電導率的穩定，如果自動補償后電導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工作原理圖

對于日機裝DBB系列HD機的維護應做到：①注意A、B濃縮液泵前的濾網有無堵塞，定期做好檢查和更換工作；②對于暫時的電導度差異可以通過補償值進行調整；③注意除氣室浮子堵住排氣口對透析液溫度的監測造成影響；④注意背壓閥的壓力值是否偏差，避免影響透析液混合結果。對于不使用化學熱消毒的HD機，應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。金寶AK系列HD機的反滲水經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。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視。“相對泵速”的參數用“%”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-設定值，UF cell通道1的流量和預設濃度得出的。如果實際泵速超出了預設值會觸發報警，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。金寶系統的濃度偏差會影響到超濾系統的精確性。在出現濃度相關報警時不僅要考慮混合系統的問題，對于電導度傳感器在平衡腔之后的機型而言，應注意平衡系統可能對濃度的影響。對于超濾系統為流量計類型的HD機，濃度的偏差會對超濾產生很大的影響。

3 結語

通過對各類型HD機的透析液混合系統的原理進行詳細的論述及分析，并根據各型HD機的工作原理特點，采取不同的維護保養方法能夠有效地確保其透析液混合系統的精準性[9-11]。臨床醫學工程人員是醫學工程和臨床醫學的紐帶，是現代化醫院正常運轉的保障，應該對醫療服務需求變化作出迅速反應，充分發揮各方維保資源的優勢，根據實際情況，按照裝備故障的嚴重程度和臨床急需程度，合理安排設備的維修方式[12-13]。將血液透析機的風險管理貫穿其全壽命周期中，降低使用過程中的風險、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上海交通大學附屬新華醫院血透室 上海 200092

②上海交通大學附屬第六人民醫院血透室 上海 200233

③上海市東醫院血透室 上海 200433

*通訊作者：bnhkobe@gmail.com