腎功能衰竭及人工腎基本原理

1、腎功能衰竭及人工腎基本原理腎功能衰竭及人工腎基本原理 xxxxx人民醫(yī)院腎內(nèi)科人民醫(yī)院腎內(nèi)科 腎功能衰竭及人工腎基本原理腎功能衰竭及人工腎基本原理正常腎臟正常腎臟 部位和結(jié)構(gòu)部位和結(jié)構(gòu) 功能功能病理腎臟病理腎臟 病因病因 癥狀及后果癥狀及后果 腎功能衰竭腎功能衰竭物理學原理物理學原理 跨膜轉(zhuǎn)運跨膜轉(zhuǎn)運人工腎人工腎 血液透析血液透析 腹膜透析腹膜透析 腎移植腎移植正常情況下的人體腎臟正常情況下的人體腎臟?溶質(zhì)轉(zhuǎn)運原理溶質(zhì)轉(zhuǎn)運原理?人工腎的作用人工腎的作用?病理情況下的人體腎臟病理情況下的人體腎臟?正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟在體內(nèi)的所在部位

2、腎臟在體內(nèi)的所在部位左腎右腎右輸尿管右輸尿管大腸大腸肝臟肝臟肺臟肺臟上腔靜脈上腔靜脈 心臟心臟主動脈主動脈脾臟脾臟小腸小腸左輸尿管左輸尿管膀胱膀胱病理腎臟病理腎臟腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎臟的矢狀切面腎臟的矢狀切面腎靜脈腎靜脈腎動脈腎動脈腎盂腎盂輸尿管輸尿管腎髓質(zhì)腎髓質(zhì)腎乳頭腎乳頭腎皮質(zhì)腎皮質(zhì)腎靜脈分支腎靜脈分支腎動脈分支腎動脈分支腎單位腎單位正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎單位腎單位 腎臟的基本功能單位腎臟的基本功能單位近端小管近端小管腎小球腎小球入球小動脈入球小動脈小靜脈小靜脈遠端小管遠端小管集合管集合管Henl

3、e氏袢氏袢毛細血管網(wǎng)毛細血管網(wǎng)終尿終尿血漿超濾液血漿超濾液正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎小球結(jié)構(gòu)詳圖腎小球結(jié)構(gòu)詳圖 - 濾過膜濾過膜毛細血管壁詳圖毛細血管壁詳圖l毛細血管壁毛細血管壁- 濾器濾器-近端小管近端小管入球小動脈入球小動脈出球小動脈出球小動脈毛細血管袢毛細血管袢Bowman氏囊氏囊毛細血管腔內(nèi)毛細血管腔內(nèi) - 血液側(cè)血液側(cè) -毛細血管腔外毛細血管腔外- 尿液側(cè)尿液側(cè) -正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟維持骨骼結(jié)構(gòu)維持骨骼結(jié)構(gòu)活性維生素活性維生素D鈣平衡鈣平衡造血功能造血功能合成促紅細

4、胞生產(chǎn)素合成促紅細胞生產(chǎn)素維持心臟活性維持心臟活性鉀代謝平衡鉀代謝平衡調(diào)節(jié)血液調(diào)節(jié)血液PH合成和重吸收碳酸氫鹽合成和重吸收碳酸氫鹽維持血壓維持血壓水平衡水平衡排鈉排鈉清除代謝終產(chǎn)物清除代謝終產(chǎn)物清除尿素清除尿素, 肌酐等肌酐等腎臟的功能腎臟的功能 腎臟的多種功能腎臟的多種功能功功 能能正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟人體腎臟的功能是什么？人體腎臟的功能是什么？ 生成尿液，排除多余水分生成尿液，排除多余水分 排除代謝終末產(chǎn)物、毒物和藥物排除代謝終末產(chǎn)物、毒物和藥物 調(diào)節(jié)體內(nèi)水、電解質(zhì)、滲透壓和酸堿平衡調(diào)節(jié)體內(nèi)水、電解質(zhì)、滲透壓和酸堿平衡 分泌腎素、促紅細胞生成素、

5、前列腺素等分泌腎素、促紅細胞生成素、前列腺素等0.1升 大便中所含水分0.9升 呼吸和汗液中所含水分1.5升 尿液2.5升 總出量腎臟的功能 水平衡水平衡正常機體水正常機體水分的入量和分的入量和出量必須保出量必須保持平衡。持平衡。該功能主要該功能主要由腎臟和機由腎臟和機體渴感中樞體渴感中樞完成。完成。0.3升 代謝內(nèi)生水0.9升 固體食物所含水分1.3升 液體食物所含水分2.5升 總?cè)肓?正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎臟的功能 濾過和重吸收濾過和重吸收1500升： 每天經(jīng)過腎動脈的血流量180升： 每天腎小球濾過量60升：每天經(jīng)過近端小管末端的初尿量20升：

6、 每天經(jīng)過遠端小管始端的尿液量10升： 每天經(jīng)過遠端小管末端的尿液量1,5升： 每天經(jīng)過集合管末端的尿液量終尿量: 1,5升/天正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎臟疾病的病因包包 括括大量失血大量失血腎炎腎炎神經(jīng)原性疾病神經(jīng)原性疾病糖尿病糖尿病腎囊腫，先天畸形腎囊腫，先天畸形事故事故 / 創(chuàng)傷創(chuàng)傷自身免疫性疾病自身免疫性疾病高血壓高血壓腎功能衰竭腎功能衰竭正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟吸煙吸煙高血壓高血壓糖尿病糖尿病高膽固醇血癥高膽固醇血癥動脈硬化動脈硬化腎臟疾病的病因 腎功能衰竭的危險因素腎功能衰竭的危險因素腎功能衰竭腎功能衰

7、竭肥胖肥胖正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎臟病的癥狀和體征腎臟病的早期癥狀腎臟病的早期癥狀腎臟病的早期癥狀和體征并無特異性，也常見于其它多種疾病。體格檢查和一些簡單的實驗室檢查有助于腎臟病的早期診斷，因而可防止或至少延緩其進展。疲勞疲勞乏力乏力血尿血尿蛋白尿蛋白尿(大量泡沫尿大量泡沫尿)浮腫浮腫少尿或多尿少尿或多尿正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟外周水腫外周水腫氧交換能力下降氧交換能力下降肺水腫肺水腫機體水儲留機體水儲留高血壓高血壓心功能降低心功能降低腎臟病的癥狀和體征 腎功能衰竭水的清除腎功能衰竭水的清除腎臟清除水腎臟清除水的

8、能力下降的能力下降腎臟病患者體液儲留常呈進行性進展，在未進行適當治療的情況下常導(dǎo)致腎臟病患者體液儲留常呈進行性進展，在未進行適當治療的情況下常導(dǎo)致嚴重的后果，甚至引起死亡。此時，人工腎?？赏炀然颊叩纳?。嚴重的后果，甚至引起死亡。此時，人工腎?？赏炀然颊叩纳?。正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟2314腎功能衰竭 慢性腎功能衰竭慢性腎功能衰竭 - 分期分期腎功能代償期腎功能代償期 臨臨床床癥癥狀狀輕輕微微 腎小球濾過率腎小球濾過率（GFRGFR）505080ml/min80ml/min，血肌酐（，血肌酐（ScrScr）正常）正常 如不進行治療，腎功能常進行性惡化如

9、不進行治療，腎功能常進行性惡化腎功能失代償期腎功能失代償期 臨臨床床癥癥狀狀進進一一步步加加重重 血液生化檢查常呈現(xiàn)多種嚴重異常血液生化檢查常呈現(xiàn)多種嚴重異常 GFR25GFR2550ml/min50ml/min，ScrScr升高，但升高，但450umol/L450umol/L， 在某些因素作用下在某些因素作用下(如感冒等如感冒等)腎功能可進一步惡化腎功能可進一步惡化腎功能衰竭期腎功能衰竭期 常常伴伴嚴嚴重重的的臨臨床床癥癥狀狀 GFR10GFR1025ml/mi25ml/mi，Scr450Scr450707umol/L707umol/L 適當?shù)闹委煶？墒鼓I功能有一定程度的恢復(fù)適當?shù)闹委煶？墒?/p>

10、腎功能有一定程度的恢復(fù)(恢復(fù)至第二期恢復(fù)至第二期)尿毒癥尿毒癥 嚴嚴重重的的臨臨床床癥癥狀狀 GFR10ml/minGFR707umol/LScr707umol/L 常需終生腎臟替代療法，常需終生腎臟替代療法，未進行及時治療的患者將很快死亡未進行及時治療的患者將很快死亡正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腎功能衰竭急性腎功能衰竭急性腎功能衰竭節(jié)選自Zllner,Innere Medizin透析治療肌苷肌苷 M/l時間時間 / 天數(shù)天數(shù)尿量尿量升升/天天3.多多尿尿期期尿量異常尿量異常(1 - 2周周)1.損損傷傷期期腎實質(zhì)的損傷腎實質(zhì)的損傷(數(shù)分鐘至數(shù)天數(shù)分鐘至數(shù)天

11、)2. 少少尿尿期期 / 無尿期無尿期腎功能完全喪失腎功能完全喪失(可長至可長至6周周)4. 恢恢復(fù)復(fù)期期腎功能緩慢恢復(fù)腎功能緩慢恢復(fù) (數(shù)月數(shù)月)正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟人工腎基本原理人工腎基本原理人工腎的物理學原理半透膜半透膜細菌中分子物質(zhì)，如b2-微球蛋白水分子可自由通透紅細胞白蛋白，常作為 大分子蛋白質(zhì)的代表電解質(zhì)半透膜的功能類似于一個精細的篩子，只有分子半徑小于篩孔的物質(zhì)可通過它。半透膜的功能類似于一個精細的篩子，只有分子半徑小于篩孔的物質(zhì)可通過它。正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟人工腎的物理學原理 彌散彌散開始

12、階段:不同的物質(zhì)濃度結(jié)束階段:相同的物質(zhì)濃度彌散是溶液中所有分子隨機運動的結(jié)果彌散是溶液中所有分子隨機運動的結(jié)果(Brownian運動運動)。 時間時間正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟透析的物理學原理 超超 濾濾在溶質(zhì)能夠通過半透膜的前提下，在膜的一側(cè)施在溶質(zhì)能夠通過半透膜的前提下，在膜的一側(cè)施以壓力可導(dǎo)致溶質(zhì)和水分一起濾過該半透膜。以壓力可導(dǎo)致溶質(zhì)和水分一起濾過該半透膜。時間時間壓力壓力正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟透析的物理學原理 滲滲 透透時間時間滲透和彌散的不同之處在于，其溶質(zhì)不能通過半透膜，滲透和彌散的不同之處在于，其

13、溶質(zhì)不能通過半透膜，而水分仍舊可以通透，最終導(dǎo)致兩側(cè)濃度趨于平衡。而水分仍舊可以通透，最終導(dǎo)致兩側(cè)濃度趨于平衡。正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟透析的物理學原理 反滲透反滲透時間時間壓力壓力和超濾相類似，反滲透時也在膜的一側(cè)加以壓力。和超濾相類似，反滲透時也在膜的一側(cè)加以壓力。反滲透技術(shù)常用于血液透析時凈水的制作，后者用于配制透析液。反滲透技術(shù)常用于血液透析時凈水的制作，后者用于配制透析液。正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟擴散擴散 彌散彌散在溶液中的某一區(qū)域內(nèi)某種溶質(zhì)的濃度很高，在溶液中的某一區(qū)域內(nèi)某種溶質(zhì)的濃度很高，這種溶質(zhì)會分

14、散到濃度低的區(qū)域，均勻分布在這種溶質(zhì)會分散到濃度低的區(qū)域，均勻分布在一個限定區(qū)域一個限定區(qū)域?qū)α鲗α饕环N溶質(zhì)帶動另一個溶質(zhì)通過半透膜的過程一種溶質(zhì)帶動另一個溶質(zhì)通過半透膜的過程超濾超濾壓力梯度作用下，液體通過薄膜的物理過程壓力梯度作用下，液體通過薄膜的物理過程滲透滲透水從分子濃度低的區(qū)域通過半透膜流入分子濃水從分子濃度低的區(qū)域通過半透膜流入分子濃度高的區(qū)域度高的區(qū)域吸附吸附膜表面的正負電荷的作用具有選擇性吸附某些膜表面的正負電荷的作用具有選擇性吸附某些蛋白質(zhì)、毒物及藥物的作用蛋白質(zhì)、毒物及藥物的作用人工腎基本原理人工腎基本原理人工腎的種類人工腎的種類 腎臟不具有再生能力，但自然腎臟有很大的儲備

15、腎臟不具有再生能力，但自然腎臟有很大的儲備能力，直至其喪失了能力，直至其喪失了90的排泄功能時，才需應(yīng)用人的排泄功能時，才需應(yīng)用人工腎支持治療。工腎支持治療。有四種公認的有效治療方法有四種公認的有效治療方法:血液透析血液透析血液濾過血液濾過血液透析濾過血液透析濾過血液灌流血液灌流腹膜透析腹膜透析血液透析血液透析( (HD)HD)血液透析清除代謝廢物的原理血液透析清除代謝廢物的原理主要是利用擴散作用主要是利用擴散作用 透析膜本身是具有選擇性的半透膜，它允許小分子的透析膜本身是具有選擇性的半透膜，它允許小分子的尿素、肌酐、鈉、鉀、氫等較小分子通過，但血中的紅、尿素、肌酐、鈉、鉀、氫等較小分子通過，

16、但血中的紅、白細胞、白蛋白及細菌等大分子無法通過。尿毒癥病人的白細胞、白蛋白及細菌等大分子無法通過。尿毒癥病人的血中有高濃度的尿素，肌酐等代謝廢物，而這些是透析液血中有高濃度的尿素，肌酐等代謝廢物，而這些是透析液中所沒有的。借助濃度差的驅(qū)動，病人血中高濃度的尿素中所沒有的。借助濃度差的驅(qū)動，病人血中高濃度的尿素、肌酐等代謝廢物會通過透析膜擴散到透析液中去。、肌酐等代謝廢物會通過透析膜擴散到透析液中去。 為了增加血液與透析液兩側(cè)的濃度差，提高透析效果為了增加血液與透析液兩側(cè)的濃度差，提高透析效果，所以血液透析時，血液與透析液流向相反。，所以血液透析時，血液與透析液流向相反。血液透析模式圖血液透析

17、模式圖血泵血泵抗凝抗凝輸回病人血液輸回病人血液流出病人血液流出病人血液透析器透析器清潔透析液清潔透析液廢透析液廢透析液正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟血液透析 透析器透析器血液流入端透析液流出端中空纖維束透析液流入端血液流出端透析液在中空纖維外流動，血液在中空纖維內(nèi)逆向流動透析液在中空纖維外流動，血液在中空纖維內(nèi)逆向流動。溶質(zhì)通過中空毛細 纖維壁進行轉(zhuǎn)運正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟 血液透析血液透析適應(yīng)證適應(yīng)證 1.急性腎功能衰竭2.慢性腎功能衰竭3.急性藥物或毒物中毒4.其他疾病1、急性腎功能衰竭目的：目的：A.清除體內(nèi)過多

18、水分及毒素B.維持酸堿平衡C.為用藥及營養(yǎng)治療創(chuàng)造條件D.避免多臟器功能障礙綜合癥等并發(fā)癥的出現(xiàn) 凡高分解代謝者立即進行透析凡高分解代謝者立即進行透析 非高分解代謝者符合下列第一項并任何其他一項者，非高分解代謝者符合下列第一項并任何其他一項者，即可透析即可透析 1.無尿48小時以上 2.血尿素氮超過或等于21.4mmol/L 3.血肌酐超過或等于442umol/L 4.血鉀超過或等于6.5mmol/L 5.HCO3-小于15mmol/L，CO2結(jié)合力小于13.4mmol/L 6.有明顯水腫、肺水腫、惡心、嘔吐、嗜睡、躁動或 意識障礙 7.誤輸血或其他原因所致溶血、游離血紅蛋白高于 12.4mm

19、ol/L2、慢性腎功能衰竭透析指征：透析指征：A.內(nèi)生肌酐清除率小于10ml/minB.血尿素氮高于28.6mol/L，或血肌酐高于707.2 umol/LC.血尿酸增高伴有痛風者D.有高血鉀癥E.有代謝性酸中毒F.口中有尿毒癥氣味，伴食欲喪失和惡心、嘔吐等G.慢性充血性心力衰竭，腎性高血壓或尿毒癥性心包炎，用一般治療無效者H.出現(xiàn)尿毒癥神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，如個性改變、不安腿綜合癥等 3、急性藥物或毒物中毒 凡能夠通過透析膜清除的藥物及毒物，即相對分子質(zhì)量小，不與組織蛋白結(jié)合，在體內(nèi)分布較均勻，而不固定于某一部位者，均可采取透析治療。 血液濾過血液濾過( (HF)HF) 血液濾過是血液凈化療法中另一

20、種重要的方法，其原理模仿了腎小球濾過功能和腎小管重吸收功能。血液濾過無需透析液，溶質(zhì)和水的清除依靠對流作用，由于血漿中大量電解質(zhì)、堿基被清除，故需要補充相應(yīng)量的置換液。 血液濾過模式圖血液濾過模式圖血泵血泵抗凝抗凝流出病人血液流出病人血液輸回病人血液輸回病人血液濾過器濾過器無菌置換液無菌置換液超濾液超濾液在進行血液濾在進行血液濾過治療時，需過治療時，需要一個極為精要一個極為精確的平衡裝置確的平衡裝置，以保證置換，以保證置換液和濾過液的液和濾過液的總量平衡總量平衡!正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟血液濾過血液濾過適應(yīng)癥 常規(guī)血透時并有： 水鈉平衡維持不佳 高血壓

21、心功能較差 周圍神經(jīng)病變明顯 心包積液 多器官功能 衰竭 重癥感染 中毒 高膽紅素血癥 血液透析濾過（血液透析濾過（HDF） 原理：對流和彌散 同時加透析液和置換液 結(jié)合HF和HD的優(yōu)點血液透析濾過（血液透析濾過（HDFHDF）血液血液前稀釋前稀釋后稀釋后稀釋超濾液超濾液透析液透析液血液灌流血液灌流( (HP)HP) 血液灌流是籍助體外循環(huán)，引入裝有固態(tài)吸附劑的容器，使溶解在血液中的物質(zhì)吸附到具有豐富表面積的固態(tài)物質(zhì)上，除去血中外源性或內(nèi)源性毒物，達到血液凈化的一種治療方法。HPHP的原理的原理活性炭活性炭合成樹脂合成樹脂廣譜吸附廣譜吸附免疫吸附免疫吸附特異性吸附特異性吸附利用吸附劑的吸附作用

22、清除有害物質(zhì)利用吸附劑的吸附作用清除有害物質(zhì) 按吸附材料的吸附方式分為按吸附材料的吸附方式分為: : 目前常用的吸附劑：目前常用的吸附劑：血液灌流血液灌流血液血液麗珠血液灌流器血液灌流血液灌流適應(yīng)癥血液灌流適應(yīng)癥 中毒藥物：安定、巴比妥、氯丙嗪、阿司匹林、地高辛、INH、MTX、茶堿等農(nóng)藥：有機磷、百草枯等滅鼠藥 尿毒癥：與血液透析聯(lián)合治療 肝功能衰竭血液透析 血管通路血管通路雙腔導(dǎo)管擴張的靜脈- 旁路 -動靜脈吻合口結(jié)扎的靜脈遠端頸靜脈(頸內(nèi)靜脈)主動脈以前臂外周靜脈作為血管通路具以前臂外周靜脈作為血管通路具有很多優(yōu)點，極為適合長期使用有很多優(yōu)點，極為適合長期使用；其缺點是手術(shù)后距初次使用常

23、；其缺點是手術(shù)后距初次使用常有數(shù)周的等待時間。有數(shù)周的等待時間。中央靜脈插管可即刻使用，中央靜脈插管可即刻使用，但其使用壽命常僅有數(shù)周。但其使用壽命常僅有數(shù)周。正常腎臟正常腎臟人工腎人工腎物理學原理物理學原理病理腎臟病理腎臟腹膜透析腹膜透析 腹膜是沿著腹腔的一層活的半透膜。將腹膜是沿著腹腔的一層活的半透膜。將液體和電解質(zhì)注入腹腔，使代謝廢物由腹膜液體和電解質(zhì)注入腹腔，使代謝廢物由腹膜的血液供應(yīng)擴散到腹腔的液體中。水也可把的血液供應(yīng)擴散到腹腔的液體中。水也可把葡萄糖加入透析液，按人工建立的滲透壓梯葡萄糖加入透析液，按人工建立的滲透壓梯度通過腹膜擴散到腹腔液內(nèi)。度通過腹膜擴散到腹腔液內(nèi)。腹膜透析的工作原理腹膜透析的工作原理腹膜腹膜腹膜透析液腹膜透析液清潔透析液收集袋清潔透析液收集袋置入導(dǎo)管置入導(dǎo)管廢透析液收集袋廢透析液收集袋進行腹膜透析需進行腹膜透析需要有特殊配方的要有特殊配方的腹膜透析液。腹膜透析液。將該透析液注入將該透析液注入腹腔內(nèi)后，溶質(zhì)腹腔內(nèi)后，溶質(zhì)通過彌散原理在通過彌