血液透析體外循環管路的長度及容積比較

馬穎慧，王棟棟，劉靜,3

1. 首都醫科大學附屬北京佑安醫院 血液凈化中心，北京 100069； 2. 民航總醫院 透析中心，北京 100123；3. 首都醫科大學 腎病學系，北京 100069

引言

血液透析體外循環管路（下稱：體外循環管路）在血液透析治療中承擔血液通路的功能。患者的血液通過體外循環管路與透析器相連，在血液透析機的驅動和監測下，到達透析器內完成脫水和物質交換后回輸到患者體內。目前，對體外循環管路的研究多從功能擴展的角度出發，通過結構創新或增加組件等方式，適應臨床上血液灌流、無肝素治療等多種治療方式及感染控制的要求，達到簡化操作步驟、降低凝血風險、避免患者血液浪費及降低感染風險等目的[1-3]。

體外循環管路的產品結構和生產工藝并不復雜，市場上同類產品較多。血液透析機雖然生產門檻較高，但也有十余個國產或進口品牌可供臨床使用，每個品牌的透析機又細分為多種不同的型號。有些透析機廠家生產了與相應型號設備配套的專用型體外循環管路（下稱：專用管路）。但早年間由于管路復用及患者治療機位不固定等因素，一套體外循環管路可能需要配合不同型號的透析機使用，專用管路不能滿足臨床需求，而通用型體外循環管路（下稱：通用管路）能夠同時適用于多種品牌、型號的透析機，適合當時的臨床需求。近年來，體外循環管路大都已不再復用，許多透析室的患者也已固定治療機位，但由于目前缺少對體外循環管路與透析機適配性方面的要求，除了具有特殊功能組件的機型必須使用專用管路外，臨床上仍在大量使用通用管路，這些管路大都遺留了管路長度與透析機不匹配的問題，對臨床操作和患者治療都產生了一定的影響。本文以某型號血液透析機為例，比較原廠專用管路與非原廠通用管路在結構、長度及容積上的異同，初步探討體外循環管路和血液透析機的適配性問題。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

選取3種不同品牌型號的體外循環管路A、B和C為研究對象。其中，管路C為透析機C的專用管路，當透析機C啟用某一功能時，僅專用管路C可用于治療，否則專用管路C和通用管路A、B均可使用。

1.2 管路長度的測量

使用長200 cm、精度0.1 cm的軟尺直接測量管路各段的長度。為減少測量誤差，進行3次測量取平均值。

1.3 管路容積的測量

使用容量100 mL、精度2 mL的注射器，從動/靜脈端向管路內部注入反滲水，其中動/靜脈壺均充注20 mL，記錄實際注入量即為該管路容積，進行3次測量取平均值。除測量管路的容積外，使用包裝標識上的泵管直徑等數據和本研究測量獲得的長度和容積數據，計算包括泵管在內的各分段管路的容積。

1.4 指標

測量指標包括：① 體外循環管路的結構；② 血液透析機C的體外循環組件安裝固定位置；③ 不同管路的長度及容積比較。

2 結果

2.1 體外循環管路的結構

體外循環管路分為動脈段（A）和靜脈段（V）兩部分，本研究選取的2種通用管路的主管路（血液流經的主要部分）均可按順序分為如下6段：① 動脈端-泵管；② 泵管；③ 泵管-動脈壺；④ 動脈壺-透析器；⑤ 透析器-靜脈壺；⑥ 靜脈壺-靜脈端。其中，①～④為動脈段，⑤和⑥為靜脈段，如圖1中A1和V所示。專用管路C的主管路結構與通用管路相同，但動脈端-泵管段管徑目測較其余各管路明顯偏細，如圖1中A2所示，且外配有一根專用“Y”形管，用于自動引血、回血等功能。

圖1 體外循環管路主管路的結構

2.2 透析機C的體外循環組件的安裝和固定位置

體外循環管路中的泵管需要安裝在血液透析機的血泵內；動、靜脈壓力傳感器連接管需要連接到血液透析機的壓力監測接頭上；動、靜脈壺也需要進行固定以防止其傾倒。透析機Z的血泵在面板左側，動、靜脈壺的固定位置在面板右側，動脈壺近血泵，靜脈壺近透析器如圖2所示。

圖2 透析機C體外循環組件的位置示意圖

2.3 通用管路與專用管路的長度

3種管路各分段的長度，見圖3。結果顯示，與專用管路C相比，通用管路A和B在泵管-動脈壺段的長度過長，分別是管路C的4.8倍和5.2倍；泵管段的長度偏長，分別是管路C的1.4倍和1.3倍。管路B的動脈壺到透析器段長度較短，是專用管路C的75%。其余各段通用管路的長度與專用管路長度差異較小，在15%以內。

圖3 體外循環管路各分段的長度

2.4 通用管路與專用管路的容積

3種體外循環管路的容積，見表1。除管路B的實測容積與標稱預充量數值差異較大外，其余管路的實測值與標稱值基本相符。通用管路的動脈段容積比專用管路多出近30 mL，其中泵管的容量多約4～5 mL；動脈端-泵管段的容量多約10 mL；泵管-動脈壺段的容積多約10 mL，見圖4。通用管路與專用管路的靜脈段容積差異不大。

表1 不同體外循環管路的容積（mL）

圖4 體外循環管路各分段的容積

3 討論

3.1 體外循環管路長度對操作者和患者的影響

2018年1 月開始實施的YY 0267-2016《血液透析及相關治療 血液凈化裝置的體外循環血路》[4]從機械性能、管路順應性、化學性能等方面對體外循環管路提出了要求及檢測方法，但未對管路的長度、各部件間的間距等項目進行規范。考慮到不同血液透析機體外循環組件的位置差異，長度上確實難以統一。本研究所選取的4種體外循環管路各段長度大都存在或多或少的差異。

體外循環管路偏長或偏短都有可能對操作者造成一定的影響。管路偏短，安裝時需要操作者特意調整耗材位置或者進行旋轉方可安裝到位，少有偏差，則可能在轉彎處形成死角，造成管路內部狹窄甚至堵塞，影響治療；如果管路過短，則根本無法使用。管路偏長對操作者來說除了安裝時較為累贅外少有其他負面影響。因此護理人員更傾向使用長度足夠甚至過長的管路。雖然使用“長管路”對操作者的負面影響較小，但過長的管路在安裝時易產生交叉甚至打結，此種情況下進行上機操作時增加了連接患者血管通路所需的時間，存在一定的感染風險。此外，血流動力學方面的研究表明，體外循環管路的長度還會對患者實際血液流速產生影響[5]，而血液流速則關系到患者的治療效果。

3.2 體外循環管路容積對患者的影響

體外循環管路的容積和透析器的血室容量決定了患者體外循環的血量，體外循環的血量越大，治療起始階段患者體內血容量的變化就越大。有研究表明，在血液透析開始階段采取同時連接動靜脈通路的方式上機，不降低患者體內血液容量，患者上機前后的血壓波動減少[6]，亦能降低患者發生早期低血壓的頻次[7]。對體重較低的嬰兒使用更小容量的CRRT管路，可以為患兒提供更加充分、有效、安全的治療[8]。在心臟外科領域使用縮短長度或者更小內徑的體外循環管路可以減少體外循環血量，從而減少術中用血量[9-10]。目前的血液透析臨床治療中追求使用更大膜面積的透析器以提升治療效果，因此不可避免地增加了透析器的血室容量，導致體外循環總血量的增加，加大了治療初期的由于血容量變化給患者帶來的風險。

縮短體外循環管路的長度可以在一定程度上減少體外循環的血量，抵消因膜面積增大導致的體外循環血量的增長。但與長度相比，管路組件配置的改變帶來的容積變化更加可觀。本研究中專用管路C的動脈端-泵管段內徑約為3.5 mm外，其他管路內徑均在4.2～4.3 mm之間。專用管路C的動脈端-泵管段因使用了更細內徑的管路，在保證管路長度、方便臨床操作的情況下較其他管路減少容積約10 mL。然而，目前國內卻較少應用細內徑的管路，可能是生產廠家出于制造工藝和成本等方面的考慮，也可能是臨床上尚未重視體外循環血量對患者的影響，未提出相關需求。與細內徑相反，目前臨床上使用的成人體外循環管路的泵管內徑大都為8 mm，較一般管路內徑更粗。本研究中專用管路C按照設備血泵大小配置泵管的長度，較通用管路長度減少約8～10 cm，對應容積減少約4～5 mL。

體外循環是非生理性循環，血液與體外循環管路內表面接觸，會刺激機體發生炎性反應[11]。降低幾十毫升體外循環的血量對于大多數成年人患者來講可能不會產生太大影響，但體外循環血量的降低可以減少患者血液與體外循環管路內表面的接觸，給患者帶來其他獲益。在大量使用體外循環技術的心臟外科領域的研究發現，給嬰兒使用微小化體外循環管路既可以減少患兒術中用血量并提升術畢HCT水平[12]，又可以減少炎性反應，其原因可能是更少的體外循環管道表面積有助于減少患兒血液和PVC管道之間接觸激活的程度[13]。體外循環管路作為第三類醫療設備[14]，我國對其生產有著嚴格的要求。雖然大多數體外循環管路能夠符合YY0267中對微粒污染[15]、生物相容性等指標的要求，但與心臟外科領域的一次性接觸不同，常規的血液透析患者每兩天就要使用一次外循環管路。減少血液與體外循環管路的接觸能否給高頻率接觸體外循環管路的血液透析患者帶來臨床獲益，需要進一步的臨床研究。

3.3 體外循環管路與血液透析機的適配性

體外循環管路需與血液透析機配合使用，管路作為“媒介”把患者的血液和透析器連接起來，但因其本身并不參與任何治療，臨床上對其關注和研究較少。除功能擴展的方向外[1-3]，少有耗材與設備適配性方面的研究。與體外循環管路和血液透析機類似，輸液器和和輸液泵有時也要配合使用。對輸液器和輸液泵的相關研究表明，某些耗材與設備組合使用時流速不穩定[16]，為保證臨床使用上的精確，應選擇與設備匹配的耗材使用[16-17]。目前，血液透析機廠商為了擴大市場多選擇“開放耗材”——即不限定配合使用的耗材品牌。近年來，臨床上確實存在因為耗材與設備匹配不佳導致設備損壞或者發生“誤報警”的情況。本研究從長度入手，初步探討了體外循環管路與血液透析機之間的適配問題。但由于僅選擇了某一型號透析機的專用管路與通用管路進行長度和容積的比較，結果不足以代表通用管路在其他型號透析機上使用的情況。同時，血液透析機存在血泵、肝素泵、氣泡監測、靜脈夾等多個需要與體外循環管路匹配才能實現功能的位點，除長度外，還可以從患者安全、人員操作及治療效果等方面進一步研究體外循環管路與血液透析機的適配性問題。