臨床血液透析透析、血濾、超濾原理

臨床血液透析透析、血濾、超濾原理一、透析原理血液透析（HD）的物理原理為彌散，如墨汁在水中的擴(kuò)散，靠的是濃度梯度。擅長(zhǎng)清除小分子物質(zhì)。血液濾過（HF）的物理原理為對(duì)流，如心臟推著血液擴(kuò)散，靠的是壓力梯度。擅長(zhǎng)清除中大分子物質(zhì)。血液透析濾過（HDF）則兼具兩者優(yōu)勢(shì)。一般腎衰患者的維持性透析選用HD和HDF，而ICU病人常用的CRRT以HF為主。再?gòu)?fù)習(xí)下透析相關(guān)常見分子的分子量?；镜耐肝霏h(huán)路：清除率透析的主要目的是清除毒素，用清除率（K）來(lái)衡量。比如尿素清除率為200ml/min，就是說每分鐘有200ml血液中的尿素被凈化了。衡量透析充分性的Kt/V里的K就是這個(gè)清除率。清除率主要受4個(gè)參數(shù)的影響：分子大小、血流量、透析液流量以及透析器性能。分子量越小越容易被清除，這很好理解，同樣情況下，尿素的清除率要比肌酐清除率高。血流量（200～600ml/min，一般設(shè)在350ml/min以上）：對(duì)清除率影響顯著，但不是線性的，一般來(lái)講，倍增血流量?jī)H能提高20～50%的尿素清除率，大分子還沒有那么多。透析液流量（一般設(shè)為500ml/min)：影響不如血流量，從500ml/min升到800ml/min提升尿素清除率不到10%。透析器性能：我們常用KoA來(lái)衡量透析器清除尿素的性能，KoA是透析器在最好情況下達(dá)到的尿素清除率，一般>700ml/min的稱為高效透析器。因此如果有人吹牛說用一個(gè)KoA為300ml/min的透析器做出了500ml/min的尿素清除效果，你千萬(wàn)要把他列為騙子。另外，還有衡量透析器分子截留能力的篩系數(shù)（SC）、通透性的超濾系數(shù)（KUf）。需要注意的是，現(xiàn)代透析同樣關(guān)注對(duì)中大分子的清除，目前高通量透析的定義即為β2-微球蛋白清除率大于20ml/min。再談清除率不知大家有沒有想過，為什么不直接用清除尿素的量來(lái)衡量清除率，而要用一個(gè)非常古怪的K呢？其實(shí)這個(gè)K，包括衡量透析充分性的Kt/V都是借用了代謝動(dòng)力學(xué)的概念，就像我們會(huì)關(guān)心藥物的半衰期T，但不關(guān)心有多少量的藥物被清除一樣。事實(shí)上，我們的eGFR也是一種特殊的K。接下來(lái)我們來(lái)探討一個(gè)很有意思的問題，如何在Kt/V和eGFR間建立一種關(guān)系？NKF指南推薦每次血透的Kt/V至少為1.2，那這大致相當(dāng)于多少eGFR呢？假設(shè)某小哥體重為75kg，單次透析Kt/V=1.2V=尿素分布容積=0.55（體液百分比）*75kg=41.25L=41,250mlK=1.2(V)/t=1.2(41,250ml)/t=49,500ml/t小哥一周透析三次，3*49,500ml/t=148,500ml/t一周有多少分鐘呢，t=10,080min/week因此，這種透析強(qiáng)度類似于提供了148,500ml/10,080min=14.7ml/min的eGFR。當(dāng)然，Kt/V和尿素下降率（URR）還有更為明確的數(shù)量關(guān)系，這里就不多說啦。二、血濾原理一.血液濾過概述本節(jié)我們繼續(xù)學(xué)習(xí)血濾原理。援引上文內(nèi)容，血液濾過（HF）的物理原理為對(duì)流，如心臟推著血液擴(kuò)散，靠的是壓力梯度。擅長(zhǎng)清除中大分子物質(zhì)。先來(lái)看一下腎單元是如何工作的：1、腎小球內(nèi)的血液在跨膜壓作用下通過濾過膜變成原尿；2、腎小管重吸收原尿（及分泌一些物質(zhì)）回輸血液。再來(lái)看下血濾是如何運(yùn)作的：我們可以清楚的看到，血液被跨膜壓壓成廢液類似腎小球的功能，而置換液回輸類似腎小管的功能，不是很像腎單元嗎？二.進(jìn)一步理解血濾中產(chǎn)生廢液的成分是怎樣的呢？我們把血濾器放大后仔細(xì)觀察下：濾過膜對(duì)小分子沒什么阻攔，水和廢物一起排出，廢液里小分子的濃度和流經(jīng)濾器的血液里幾乎一模一樣！篩系數(shù)（SC），血濾器對(duì)某個(gè)分子的SC等于廢液中的濃度/血里的濃度，SC=0說明完全不能透過，SC=1說明可以自由通過。下面是低通和高通透析膜對(duì)不同分子量物質(zhì)的SC。對(duì)于高通量透析器來(lái)說，對(duì)于小分子毒素幾乎是通透的（SC≈1），對(duì)于分子量為數(shù)K～數(shù)W的毒素通透性明顯下降，而幾乎不能透過白蛋白或更大分子量的物質(zhì)（SC≈0）。再來(lái)看高通量透析，為什么它有對(duì)水通透性高（>20ml/mmHg/h）和對(duì)β2微球蛋白通透性高（清除率>20mL/min）兩個(gè)定義？其實(shí)本質(zhì)上它們描述的就是透析膜上的孔徑較大（當(dāng)然現(xiàn)代高通膜有很多其它特殊的性質(zhì)），因此在單位壓力下可以有較多的水通過，并且裹挾著溶質(zhì)一起濾過（即對(duì)流）。三.理解治療劑量在血濾中這種關(guān)系就要直接的多（因?yàn)橹苯幽M腎單元嘛），就是每分鐘有多少原汁原味的臟血被濾過變成了廢液（前置或在濾器前補(bǔ)液時(shí)會(huì)有血液稀釋），是不是和腎小球?yàn)V過率的定義很像呢？這也就是我們臨床處方的CRRT治療劑量（定義可能略有爭(zhēng)議）。因此，我們?cè)诮o一個(gè)50kg的人處方35ml/h/kg的CRRT時(shí)（假設(shè)血液未被稀釋，不超濾），其每小時(shí)的廢液量為50kg??35ml/h/kg=1750ml，那么相當(dāng)于提供了1750ml/60min=29.2ml/min的腎小球?yàn)V過率。四.HD、HDF、HF我們?cè)倩剡^頭來(lái)理解HD、HDF和HF的區(qū)別和聯(lián)系。HD說是通過彌散清除毒素，但大家想過沒有，超濾得有跨膜壓引起的對(duì)流（如果純是彌散的話，透析液的滲透壓和血液差不多，怎么會(huì)有超濾呢？），因此，HD只能說以彌散為主。同理，HF中濾過膜兩側(cè)也必有濃度梯度，因此，也只能說HF以對(duì)流為主。從低通量HD到高通量HD，再?gòu)腍DF到HF，其實(shí)就是一個(gè)連續(xù)譜。三、超濾原理一.超濾概述超濾即清除水分。雖然HD、HF清除毒素的原理非常不同，但超濾都得用對(duì)流。試想，透析液和血液的滲透壓相差不多，如何進(jìn)行水分的有效彌散呢？二.超濾控制先熟悉幾個(gè)概念：跨膜壓（TMP）是透析膜兩側(cè)的壓力差，主要由透析機(jī)的泵產(chǎn)生。超濾系數(shù)（KUf）是衡量透析膜對(duì)水的通透性指標(biāo)，即在單位壓力下單位面積（A）透析膜的水通過速度（KUf>20為高通）。超濾速率=TMP×KUf×A。超濾量=超濾速率×t=TMP×KUf×A×t。因此，TMP越大，KUf越大，超濾速度就越快。對(duì)給定的透析器來(lái)說，KUf是一定的，因此TMP的變化決定了超濾速率。以前的機(jī)器直接調(diào)節(jié)TMP來(lái)控制速度，稱為壓力控制，因誤差較大，現(xiàn)已基本不用，現(xiàn)代的透析機(jī)主要采用容量控制模式來(lái)進(jìn)行超濾調(diào)節(jié)，如基于流量?jī)x（A）和平衡室（B）的方法。三.臨床應(yīng)用假設(shè)這樣的臨床場(chǎng)景：某小哥現(xiàn)在患有腎病綜合征，現(xiàn)并發(fā)心衰，腫得和球一樣，皮膚都在滲水，但溶質(zhì)水平不高，需要把體內(nèi)水分去掉些。這時(shí)臨床醫(yī)生可能會(huì)選擇緩慢連續(xù)超濾（SCUF），也就是不用置換液的緩慢血濾（超濾速率為2～8ml/min），比如24小時(shí)目標(biāo)清除5000ml體液，那么超濾速率就是5000ml/24h/60min=3.47ml/min（CVVH可能會(huì)達(dá)10倍以上）。臨床