在線血容量監測在血液透析患者數據信息系統的應用

趙麗萍 張飛鴻* 周 怡

在線血容量監測在血液透析患者數據信息系統的應用

趙麗萍①張飛鴻①*周 怡①

目的：依據血容量監測的相關原理及監測方法，將血液透析患者在線血容量監測數據進行信息化管理。方法：將在線血容量監測儀所記載的血液透析患者的治療參數通過相關技術形式對監測數據進行下載研究分析。結果：血容量監測可以直觀了解患者透析過程中血容量的變化，有助于避免透析中低血壓的發生，并可評價患者干體重。在充分獲取數據的同時，有效利用血容量監測系統(BVMS)，對相關治療數據進行下載、輸出及編輯，實現了信息化管理。結論：通過掌握血容量變化(ΔBV)與血壓關聯性的畫面構成，在一定程度上可以推測血壓下降的原因； 通過將監測數據相結合可有助于干體重的管理，有利血液透析患者數據信息的管理，并可根據患者臨床表現結合血容量監測來確定合適的超濾量，調整干體重，制定適合的治療方案。

血液透析；血容量監測；信息化管理；干體重

[First-author’s address]Department of Nephrology Hemodialysis Room, the 6thPeople’s Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200233, China.

隨著血液透析技術的不斷改進，尿毒癥患者的生存率已得到了明顯的延長，但在血液透析治療中以癥狀性低血壓及難治性高血壓為主的透析相關并發癥的發生率卻無明顯減少，嚴重影響著透析效果及患者的長期生存率，是目前國內外腎臟病學者廣泛關注的課題[1-2]。影響血液透析患者血壓的因素較多且較復雜，但其中一個最主要的原因是血容量(blood volume，BV)控制不當[3-4]。有研究表明，血容量監測(blood volume monitoring，BVM)是一種在血液透析治療中足夠精確的測量血容量變化率(ΔBV%)的方法[5-6]。在血液透析治療過程中監測ΔBV%對評估干體重十分有益。而如何將大量與其監測相關的數據信息進行分析管理是研究面臨的難題之一。

本研究在借鑒國外經驗的基礎上，依據相關技術形式及對其功能監測數據進行下載研究分析，為患者建立相對應的數據信息庫，改變過去數據錄入單一的紙質化的形式，減少了數據錄入的復雜度，使其更易掌握，同時極大降低了工作量，一定意義上也確保了大量數據的真實性，不僅為血液透析患者減少透析相關并發癥提供幫助，更為優化血液透析患者的管理提供一個技術平臺。

1 血容量監測儀的相關原理及監測方法

1.1 相關原理依據

對循環BV的評估，臨床上常規采用Hct(即血紅細胞占全血細胞總體積的百分比)來衡量。目前，我國醫療機構使用較多的有德國Fresenius公司研究生產的4008系列血液透析機，其選配血容量監測系統(blood volume monitoring system，BVMS)；5008系列血液透析機(標配BVMS)；日本Nikkiso公司研究生產的DBB-27血液透析機(選配BVMS)。德國Fresenius血透機的BVMS由一個自動反饋調控的閉合環路構成。

在臨床治療中的監測指標有適時相對血容量、適時超率速度和適時超率量，被反饋調控的指標是超率速度。超率速度的適時目標數值由環路中的計算裝置自動根據適時血容量和超率量的數據計算得出。血容量的變化自動由光學方法測定，通過測定體外血流管路中血紅蛋白對等波長紅外線的吸收率的變化，依據超聲學的原理而推測血紅蛋白濃度的變化，進而得出紅細胞壓積、相對血容量的變化。Nikkiso公司研究生產的血液透析機的BVM儀器主要利用近紅外線光反射測量原理，在治療過程中對血液管路中的血液進行非接觸式的監測，通過其反射光的強度變化來監測ΔBV。

本研究累計完成200例血透患者的在線BVM，研究使用的是Nikkiso公司研究生產DBB-27血液透析機的BVM儀器。在治療中該儀器反射光的強度隨著血液的濃縮和稀釋而相應的變化，正是利用這一性質通過連續地測定反射光強度自測定開始時起的變化，不間斷地監視ΔBV。測量血紅細胞壓積(Hematocrit，Hct)的方法有多種，常用的有血球儀計數法、血氣分析儀法和微量離心法。其中儀器法容易受抗凝、混勻、溫度及取樣時間等因素影響，環境因素導致的誤差較大；微量離心法是最為穩定和精準的，是世界衛生組織(WHO)推薦的常規方法。因此，為了驗證血容量監測儀的精度，最佳的對比方法為同一患者在同一時間段內的血容量監測儀顯示ΔBV和通過微量離心法測量和計算而得到的ΔBV的對照。

在透析時間tx時間點時，從Hct值推導出ΔBV的計算公式1。

式中t0為計算ΔBV所使用的開始時間；Hct(t0)為在(t0)時間點的采血Hct值；Hct(tx)為在透析時間tx時采血Hct值。

由于血液中的血球不會因為透析的進行而減少，患者血液中的血球(總體積)不會發生變化。Hct是血液中血球體積所占的百分比。因此，血液中的循環血液總量用BV(L)表示公式2。

式中左邊：在t0時間點血球總體積，右邊：在tx時間點血球總體積用公式3表示。

將公式(2)變形為公式4。

將公式(4)代入公式(3)即得到公式5。

1.2 測定方法及原理

(1)血容量監測儀的測定方法是對于在進行血液透析治療中的患者，以非接觸的方式連續地監測以開始測定時點為基準點位的循環血液量變化率ΔBV%的儀器。

血細胞總量＝循環血量×Hct

血液透析時脫水不會引起血細胞總量的變化，基于此通過連續性的測定血液濃稠稀薄等可連續獲得ΔBV。

(2)血容量監測儀原理。向有血液流動的血液管路照射近紅外光，通過測定反射光的強度可連續的、非接觸的監測ΔBV。以ΔBV%開始監測時的點為基準的相對值進行監測，如果循環血液量比開始測定時點減少就以負百分數顯示該減少率，如果增加則以正百分數顯示該增加率。血容量監測儀采取近紅外線反射方式進行監測，從指定的血液回路動脈側滴液腔下部的軟管外面進行監測，從測定模塊內的發光部往血液回路中流動的血液照射近紅外線，通過其反射光的光強度變化來監測ΔBV。通過其適用Hct值范圍內，受光部接受的反射光強度是隨著血液的濃縮、稀釋而變化。通過連續地測定受光強度自測定整個血透治療過程的血容量變化。在治療中，影響測定結果的血液管路系統物理性能不變，受光部所接受的反射、散射光的強度變化反映了血容量的變化。此外，因采用其吸光特性幾乎不受紅血球中的血紅蛋白氧飽和度影響的特定波長的光線，排除了血氧飽和度對測定結果的影響。

1.3 血容量監測儀的使用特點

血容量監測儀的使用形態如圖1所示，將BV計模塊連接至透析裝置上，安裝在透析器支架的滴壺支架下部，將動脈壺出口部的血液管路安裝至測定模塊部位，由血液管路表面進行監測。BV不需要比色儀等特殊耗材，從血液管路表面即可直接進行監測，并在血透機顯示屏上實時顯示患者從血透治療開始至結束的過程中血壓及脈搏變化情況，ΔBV及ΔBV%的整個變化過程(如圖所示2)。

圖1 血容量監測儀裝置圖

圖2 血容量監測儀顯示畫面

2 血容量監測儀數據信息系統設計

2.1 數據下載

(1)數據下載通過血透機外圍設備的通信端口(RS232）、個人電腦(帶RS-232C D-sub9孔式連接器)以及用于連接RS232與電腦的電纜來實現完成。將數據下載到電腦后通過使用應用軟件Hyper Terminal(Hilgraeve產品)完成。在Hyper Terminal中，用于連接透析裝置與電腦的端口的屬性設定為“位/s(9600)，數據位(8)，奇偶檢驗(無)，結束位(1)，流程控制(硬件)”；并在HyperTerminal的屬性→設定→ASCII的設定下，使用“接收ASCII數據”中的“對輸入數據加以換行符”生效。通過此軟件并以csv形式下載數據并用Microsoft Excel直接讀進→下載后進行數據編輯。所下載的數據項目被記錄在第一行單元格。

(2)用電纜將電腦連接至裝置的外圍設備端口→啟動電腦→啟動電腦應用軟件HyperTerminal→點擊“傳送(T)”→點擊下拉菜單中的“文本捕捉(C)”→輸入用來保存數據的文件夾及文件的名稱(.csv)→點擊“開始”。在透析裝置上觸摸“BV計數據輸出”鍵→顯示“BV計數據輸出”屆面。BV計數據輸出鍵的位置顯示在BV計屆面上或按鍵屆面的體外循環系按鍵組中。系統結束時在電腦應用軟件HyperTerminal上點擊“通信C”打開窗口→點擊“切斷D”→終止HyperTerminal運行，從裝置上拆下電纜。

2.2 數據分析

從被下載的數據上來講，包括選配規格，主要有以下內容：時刻、治療時間、ΔBV、脫水速度、脫水累計值、血流量、透析液電導度、最高和(或)最低血壓及脈搏。但是需要注意，所下載數值的位數是在裝置內部處理時的起始位數，并可以將單次治療所記錄的全部數據由Microsoft Excel轉變為圖標的形式保存，更利于臨床治療的觀察和分析(如圖3所示)。

圖3 患者單次血透治療時血容量監測儀分析圖

臨床工作者需要結合血壓等其他數據來有效地運用ΔBV。通常ΔBV隨著透析時間的經過多有下降的傾向，考慮到每個患者ΔBV變化的不同，綜合各種因素，除了所列項目之外還有脫水速度、側支再循環以及被生理鹽水稀釋的血液的影響，也有因體位變換引起的測定前及測定中的體位、血液中的鈉離子及蛋白質濃度的影響，另外還有透析器生物相容性、使用造影劑等其他各種各樣的影響。尤其在調整透析患者干體重的過程中，綜合考慮這些因素后，在線血容量監測防止了透析中低血壓的發生，避免了干體重高估或被低估；同時可避免某些因素對血壓的影響，因此更具真實性。

3 討論

透析中低血壓是血液透析過程中主要并發癥之一，其發生率在10%～40%[7-9]。雖然透析中低血壓受心輸出量、血管張力、神經內分泌及心血管的副交感神經功能障礙等眾多因素影響，但主要原因還是透析過程中脫水導致的有效循環血量下降[10-11]。透析低血壓患者常有較為嚴重的尿毒癥心血管病變，且與發生較高的病死率相關[12-13]。在血液透析過程中進行在線無創性血容量監測，可以直觀了解透析過程中患者血容量的變化，有助于避免透析中低血壓的發生及評價患者干體重。通過易于掌握ΔBV與血壓關聯性的畫面構成，在一定程度上可以推測血壓下降的原因。通過與CTR檢查數據相結合可有助于干體重的管理，并且不增加患者檢驗的費用。在充分獲取數據的同時，有效利用數據管理系統，將專業軟件對治療數據下載、輸出及編輯，為監測血透患者的透析數據(血壓、脈搏及脫水速度等)進度表進行累積，不需要特殊消耗品真正實現無紙化。從被下載的大量數據上來講，所下載數值的位數是在裝置內部處理時原來的位數，通過編輯與治療的患者保持相對應；而且包含了大量的數據信息，內容包括時刻、治療時間、ΔBV、脫水速度、脫水累計值、血流量、透析液電導度以及最高和(或)最低血壓及脈搏等，同時所下載數值的位數是在裝置內部處理時的原來的位數，不需特殊消耗品、無維護成本，可積累每次的數據真正實現了信息化。同時以與其他透析數據(血壓、脈搏及脫水速度等)相同的時間進度表累積，可通過(各種各樣數據的持續累積)進行治療狀態的解析、治療方案的選擇真正的實現智能化。

綜上所述，雖然ΔBV與血壓下降關系緊密，但是也存在與血壓下降不直接相關的ΔBV變化的例子[14-15]。并且ΔBV終究只是顯示患者狀態的一種參數而已，在透析治療時還應參照其他的生命體征及檢查數據。在此背景下，以ΔBV為指數的脫水控制的作用開發，值得在今后研究治療時慎重探討。

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Design studies and discussions of online blood volume monitoring system in hemodialysis patient data information management

ZHAO Li–ping, ZHANG Fei-hong, ZHOU Yi// China Medical Equipment,2014,11(3):25-28.

Objective:According to the relevant principles of blood volume monitoring and monitoring methods, to apply online monitoring data information management in the blood volume monitoring for hemodialysis patients.Methods:through the relevant technical form and its function of monitoring data to study and analyze of treatment parameters of hemodialysis patients described in online blood volume monitor, to achieve data analyzed by using information management system.Results:the blood volume can be visually monitored during the hemodialysis to understand changes in the blood volume of hemodialysis patients, it helps to avoid the occurrence of hypotension and evaluation of patients with dry weights during the hemodialysis. The data can be downloaded, exported, and edited at the same the while fully access to treatment data by effective using of blood volume monitoring data management system (BVMS), in order to achieve data analyzed by using information management system.Conclusion:by understanding the correlation between ΔBV and blood pressure screen composition can help to speculate the reasons for drop in blood pressure; by combining the examination data can help to control dry weight management, by fully accessing to data can help to manage hemodialysis patient data information management system, and according to patients expression and display of blood volume monitoring to determine the appropriate amount of ultrafiltration, adjust dry weight and develop an appropriate treatment plan.

Hemodialysis; Blood volume monitor; Information management; Dry weight

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.03.009

1672-8270(2014)03-0025-04

R197.324

A

2013-07-10

①上海交通大學附屬第六人民醫院血液透析中心 上海 200233

*通訊作者：zhangfeihong28@126.com

趙麗萍,女,(1974- ),本科學歷，主管技師。上海交通大學附屬第六人民醫院血液透析中心，從事血液凈化技術工作。