大數據和人工智能推進透析管理與質量提升

文圖/《中國醫藥科學》 潘 鋒 張清涵

腎臟疾病是全球面臨的嚴峻公共衛生挑戰之一，目前全世界有數以百萬計的尿毒癥患者依靠常規透析替代腎臟功能來維持生命。近年來，我國尿毒癥患者增長迅速，截至2022年底，全國血液凈化病例信息登記系統（Chinese national renal data system，CNRDS）登記有近100萬例透析患者。過去數年間我國腎臟病學者積極探索腎臟替代技術新理念、新方法，大力推動國產化新型腎臟替代技術與設備研發。

在日前舉行的“中華醫學會腎臟病學分會2023年學術年會”上，與會學者指出血液透析和腹膜透析等腎臟替代療法可有效維持體內電解質平衡，更好地保護殘余腎功能，不斷創新的腎臟替代技術提高了透析效率，減少了并發癥，為患者提供了更好的生活質量。

三要素影響血液透析患者預后

大連醫科大學附屬第一醫院腎內科主任林洪麗教授介紹說，尿毒癥是嚴重威脅人類健康的重大疾病，我國有近300萬尿毒癥患者，血液透析（hemodialysis，HD)治療是尿毒癥最主要的腎臟替代治療方式。但與同年齡、性別的普通人群相比，HD患者預期生存期明顯下降，HD患者可出現高血壓、心血管疾病、貧血、礦物質骨代謝紊亂、營養不良、神經肌肉系統異常等多種慢性并發癥，顯著影響患者生活質量和預后。HD相關醫療花費巨大，給個人和社會帶來沉重負擔，改善HD患者生存和預后意義重大。透析時機、治療模式、透析用水是影響HD患者預后的關鍵三要素，也是減少尿毒癥患者并發癥，提高生活質量的關鍵所在。

林洪麗教授作報告

林洪麗教授介紹，目前各國HD時機的指南缺乏統一標準，評估透析時機需要新標尺。其團隊創新性地建立了基于模糊數學客觀量化的DIFE方程，并納入估算腎小球濾過率、人口學特征、基礎病、實驗室指標、營養狀態等參數，目前正在進行全國多中心臨床研究驗證。同時，實現個體化、精準化、多維度適宜血液凈化治療模式是保障HD患者預后的核心問題。充分清除容量負荷是最基本的HD處方，HD治療對中大分子、蛋白結合毒素清除不充分是導致多種并發癥尤其心血管疾病的主要原因，因此提高透析器尿素清除率、增加透析器膜面積、提高透析液流量及血流量、延長透析時間、透析中運動等，是實現小分子毒素透析充分的主要措施。高通量血液透析（high hemodialysis，HHD）可提高對中大分子毒素的清除，具有良好的生物相容性，可降低15%的心血管疾病病死率；具有更高對流和內濾過的超通量膜，對蛋白結合毒素有較好清除作用，有利于減少炎癥因子。雜合型HD是將2種或2種以上基本血液凈化模式同步或序貫組合，進行個體化組合式血液凈化模式可以實現對廣譜毒素的充分清除。近年來隨著透析用水標準的不斷提高，超純透析已在臨床得到推廣應用，進一步提高了HD的治療效果、安全性和患者生活質量。

高通量血液透析具有多方面優勢

解放軍總醫院第一醫學中心腎臟病醫學部副主任孫雪峰教授介紹說，HHD是使用高通量透析器進行血液透析的一種體外循環治療技術。由于高通量透析器具有較低通量透析器更好的液體和溶質清除能力，并且HHD治療過程中存在超濾與反超濾，因此HHD融合了彌散和對流機制，可更好地清除尿毒癥毒素。多項循證醫學研究證據顯示，與低通量血液透析（low hemodialysis，LHD）相比，HHD可降低患者的心血管死亡、合并腦血管疾病風險，降低透析齡＞3.7年患者的腦血管疾病以及全因死亡風險。薈萃分析結果也證實，HHD較LHD顯著降低患者全因死亡和心血管死亡風險，減少殘余腎功能降低率，而感染相關死亡風險無明顯差別；與HD濾過相比，HHD患者全因死亡和心血管死亡風險無明顯差別，但顯著降低了感染相關死亡風險。

孫雪峰教授介紹，在HHD基礎上近年來發展出現了使用中截量透析器的延展性血液透析以及使用高截量透析器進行的血液透析。由于中截量透析器具有更好的中大分子清除作用并通過在透析器中的超濾與反超濾，實現了對流而提高大分子清除率。因此，HHD具有低置換量的血液透析濾過治療效應，延展性血液透析是一種具有較好應用前景的血液凈化治療技術。隨機對照試驗的薈萃分析結果顯示，與HHD比較，高截量血液透析顯著增加IL-6和β2微球蛋白的清除率，但白蛋白丟失顯著增加，而全因、心血管和感染相關死亡風險無明顯差別。目前，高截量血液透析主要應用于伴有高炎癥狀態的危重癥患者，其有效性和安全性尚需要進一步證實。需要強調的是HHD、延展性血液透析和高截量透析必須使用超純透析液，特別是延展性血液透析和高截量透析。

血液透析增加丙型肝炎感染風險

海軍軍醫大學第二附屬醫院/上海長征醫院腎內科主任梅長林教授介紹，丙型病毒性肝炎（丙型肝炎）是一種因感染丙型肝炎病毒（hepatitis C virus,HCV）而導致的以肝臟損害為主的傳染病，屬于乙類傳染病，丙型肝炎現已成為可治愈的疾病。HCV以血液傳播為主，HD患者是HCV感染高危人群，感染風險隨透析時間延長逐年上升。目前針對HCV研發的直接抗病毒藥物已廣泛用于臨床，口服藥物安全耐受性良好。2022年11月，中國非公立醫療協會腎臟病透析專業委員會、中關村腎病血液凈化創新聯盟和中國研究型醫院學會血液凈化專業委員會共同提出，到2025年底在我國血液透析患者中清除HCV的目標。

梅長林教授作學術報告

內蒙古科技大學包頭醫學院第一附屬醫院腎內科主任王彩麗教授介紹，血液透析患者常見的血源感染性疾病的病原體包括乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）和HCV等，我國一般人群HCV感染率為0.43%，維持性血液透析患者免疫功能低下，更容易感染HCV，維持血液透析患者HCV感染率達8.6%～26.6%。造成透析患者HCV感染的主要危險因素包括：長時間血管通路暴露、針刺損傷、多個患者同時透析、共用透析設備、透析器及管路的重復使用、血清丙氨酸氨基轉移酶高、輸血治療及未遵守標準感染控制措施等。此外，丙型肝炎感染顯著增加了慢性腎臟病風險，丙型肝炎陽性患者發生慢性腎臟病的風險比丙型肝炎陰性者高27%，丙型肝炎陽性患者進展為終末期腎病的風險幾乎是陰性患者的2倍。有研究表明透析時間越長，HCV感染率越高，且HD患者的HCV陽性率明顯高于腹膜透析患者。

王彩麗教授強調，預防HD患者HCV感染首先要進行傳染病檢測，首次HD、其他中心轉入或近期接受血液制品治療的尿毒癥患者，必須在透析前檢測丙型肝炎、HCV-RNA，血液透析室（中心）出現HCV抗體或HCV-RNA陽轉的患者，應立即對密切接觸者進行HCV標志物檢測，包括HCV-RNA檢測等。此外，檢測陰性的患者應3個月內重復檢測。長期透析的患者應每6個月檢測一次HCV。第二要采取隔離措施。丙型肝炎或HCV-RNA（+）的患者應在隔離透析治療室使用專用血液透析機進行血液透析或居家透析治療。第三是建議丙型肝炎患者進行藥物治療。丙型肝炎感染增加了血液透析患者的死亡風險，影響生存和預后，近年來直接抗病毒藥物的研發問世使丙型肝炎治愈率接近100%。

置放透析導管需考慮多種因素

福建省立醫院腎內科主任洪富源教授介紹說，腹膜透析（peritoneal dialysis，PD）常用的置管方式包括手術切開法置管、腹腔鏡法置管、套管針盲穿法或通過Seldinger技術盲穿法置管等。其中腹腔鏡手術適用于可耐受全身麻醉的患者，同時腹腔鏡下允許行先進的手術技術包括預防性大網膜固定術和粘連松解術等，這樣可顯著減少導管阻塞和尖端遷移，提高導管存活率。盲穿法適用于需要緊急進行PD的患者，操作便捷，創傷小。目前我國多采用直視手術切開法置管，有研究表明盲穿法與手術切開法兩種置管方式的導管生存率相當，而穿刺置管的感染率和機械性并發癥發生率均低于手術置管。另有研究發現優化改良的腹腔鏡下腹膜透析管置入術，以及改良的經皮穿刺法腹膜透析置管術可提高置管成功率。武漢大學人民醫院腎內科王惠明教授發明的“王氏鉗”可以減少導管移位。選擇導管放置方法還需要平衡導管尖端位置、出口部位選擇和患者特征，對于特殊人群（如肥胖、多囊腎病和肝硬化患者）需要采取專門的方法來確保導管放置成功，如肥胖患者需要延長導管，創建一個易于看到的上腹部/胸骨前出口部位，多囊腎病和肝硬化患者需進一步考慮腹膜空間、腹膜炎風險等問題。

洪富源教授作報告

關于置管后PD的起始時機，如果患者病情許可應于置管2周后啟動PD。有研究發現，置管后7天內啟動PD可能會增加出口部位滲漏和感染風險，因此規劃合適的導管放置時機也同樣重要。導管包埋及嵌入導管技術可使患者盡早接受PD，對于計劃外的終末期腎病患者，置管后緊急啟動PD也是一種安全有效的選擇。洪富源教授表示，最佳的PD導管放置需考慮多種因素，包括導管類型、插入方法、置管后開始PD時機及患者特征等，通過以患者為中心制訂個體化方案可最大限度地減少導管相關并發癥的風險，提高PD的成功率。

腹膜透析常見并發癥

吉林大學第二醫院腎病內科鄒洪斌教授說，PD是終末期腎病患者腎臟替代治療的主要方法，因PD血流動力學影響小和連續穩定的清除毒素能力，可有效維持體內電解質平衡，更好地保護殘余腎功能，因此近年來全球PD患者數量不斷上升。由于受多方面因素影響我國PD發展仍然較為緩慢，其中PD并發癥是一個十分重要的影響因素，需要臨床加強監測和管理。2016年《中國腹膜透析置管指南》對手術并發癥的要求是：腸穿孔＜0.5%，顯著出血（需要輸血或手術治療者）＜1%，早期感染＜5%，滲漏＜5%，導管功能障礙需要復位，重置管或導致技術失?。?5%。

鄒洪斌教授介紹了PD常見的并發癥。一、出血（圍手術期和規律腹膜透析期）。切口出血一般是手術中血管結扎不嚴格所造成，仔細手術可避免。腹腔內出血主要是因為腹壁小血管出血或置管時碰到大網膜或腸系膜所導致。術中需要注意止血，置管時動作要輕柔；處理方法是反復沖洗，使用低溫腹膜透析液，腹膜透析液中加去甲腎上腺素，加肝素防止血凝塊堵管。規律腹膜透析患者出現血性腹膜透析液，主要是由月經、排卵、腎或卵巢囊腫破裂、創傷、凝血功能障礙、胰腺炎等引起，需要外科或多學科結合處理。

二、漏液或滲液。主要是荷包縫合未結扎好、腹膜撕裂、開始灌入透析液太多等導致，一般漏液多發生在開始灌液及插管后1個月內。處理措施是手術時仔細操作、結扎好荷包（必要時雙荷包縫合）、插管1周左右灌液透析、血液透析短暫過渡或小劑量灌液。

三、早期感染（置管2周內腹膜炎或出口處感染）的原因是外部污染，反復牽拉，臨床表現為導管周圍紅腫、滲出，處置措施是抗菌治療、出口換藥和理療等。

四、腹膜透析管流通障礙。主要是由腹膜透析管位置不當所致，如透析管過深、過淺、透析管受壓等，處置措施是手法復位，多活動，使用尿激酶、導絲插入腹膜透析管進行疏通，必要時行腹腔鏡手術。

五、導管移位（漂管）。主要是由大網膜包裹、腸道功能等原因引起，處理措施是腹部按摩、多行走、給予瀉藥或灌腸，或行外科開放式手術或腹腔鏡手術等。此外，PD常見的并發癥還有腹膜炎、胸腹漏、腹壁疝等，都需要根據臨床情況進行處理。鄒洪斌教授強調，隨著PD的廣泛應用，腹膜透析相關并發癥也愈發受到重視，加強患者衛生培訓、遵循無菌操作規范、提高醫師置管技術、及早發現、及時診斷和治療腹膜透析并發癥是提高PD質量的關鍵。

自動化智能化是發展方向

鄭州大學第一附屬醫院血液凈化中心主任王沛副主任醫師說，血液透析技術的發展主要經歷了3個階段，分別是確?；景踩枨蟆M足高效治療需求和滿足自動化治療需求。血液透析技術發展的總體目標是模擬腎臟排泄的生理功能，包括清除多種尿毒癥毒素、精確的超濾控制以及與人體生理相適應的容量平衡功能，自動化、智能化，簡化操作，方便攜帶是血液透析技術的發展方向。

王沛分別介紹道，在溶質清除方面，主流血液透析機配置了自動變流功能，自動使透析液流速與有效血流量保持最佳比例，在保持高清除率的同時節約了透析液的用量。自動補液可以提高中分子溶質清除率，通過持續監測體外循環管路內的壓力波動以及透析器跨膜壓變化，可用來評估透析器凝血趨勢，根據跨膜壓自動上調或下調置換液流速，在保障安全同時實現了對流量達標的目的。再循環會導致清除率下降，可通過血液透析機集成的血溫檢測模塊來檢測。鈉管理模塊可以實現“零”鈉透析和等滲透析，從而降低人體鈉負荷。在線尿素清除監測模塊使血液透析機初步具備了自動反饋溶質清除效果的功能。

在溶液清除方面，血液透析機采用平衡腔技術或電磁容量測量技術精準控制設備的超濾量。電阻抗法人體成分分析在干體重評估方面具有重要的臨床應用價值，相對血容量監測，可通過監測超濾過程中血液濃縮情況來判斷透析中患者發生低血壓的風險。在透析液供給方面目前已實現了水處理系統與血液透析機的一體化熱消毒，徹底解決了透析機進水管消毒死角問題，通過多重濾過實現超純透析液的制備也是一大進步。在簡便操作方面，很多血液透析機實現了自動預充、引血、補液、回血和排液，大大降低了醫護人員的勞動強度。在治療方面，低血壓時可通過一鍵操作實現自動終止超濾、自動強化血壓測量、自動追加補液及自動降低血流量等功能，靜脈通路監視器及濕度傳動化控制能力。

人工智能與大數據在腹膜透析中的應用

海軍軍醫大學第一附屬醫院腎內科主任郭志勇教授說，隨著大數據的廣泛應用，人工智能（artificial intelligence，AI）在醫療保健領域的影響不斷擴大。腹膜透析長期存在隨訪難度大、服務可及性不足等問題，以往腹膜透析患者使用的是紙質記錄本，每天記錄體重、血壓、尿量等信息，每次輸入透析液和濾出量，定期進行小結。隨訪時醫生要花大量時間查看患者的手寫記錄，計算各項數據，評估患者透析情況。而利用信息化的管理手段可以更好地管理、追蹤患者的腹膜透析行為，及時發現病情變化，但目前AI在透析領域的應用仍處于起步階段。郭志勇教授介紹，AI可以理解為基于計算機的智能，機器學習（machine learning，ML）是其核心研究領域之一。AI/ML模型通常需要大量的基礎數據，這使得透析成為AI/ML應用的一個特別有吸引力的領域，因為透析是一個高度標準化的過程，可以生成大量縱向的相關數據。鑒于大型數據庫和多模態數據的可用性，近年來描述AI/ML透析應用的文獻激增，但相關內容主要還是與研究有關，很少涉及現實世界的常規使用，搜索文獻發現腹膜透析中AI/ML的研究多側重于診斷、預后和治療建議，在腹膜透析中常規使用AI/ML的情況很少見。

王沛認為，基于大數據的人工智能在血液透析設備自動化方面具有令人期待的前景，目前主要應用在血容量評估和透析中低血壓干預方面。便攜式人工腎日漸火熱但其應用的基礎是自動化操作，而植入型人工腎則是利用人體自身的腹膜作為透析膜的一種透析方式，數據顯示全球約424 000例患者將PD作為腎臟替代治療的方法。隨著接受腎臟替代治療的患者中使用PD的人數不斷增加，臨床對優化PD導管置入的需求也不斷增強。由于不同類型導管、導管放置方法、放置位置及放置時機等存在顯著差異，PD導管置入需要綜合考慮多方面的因素，以確保腹膜透析的成功。目前導管類型包括cuff與雙cuff導管、直管與卷曲管（包括Tenckhoff及鵝頸式）等，相較于使用單cuff導管，雙cuff導管能更有效地預防病原體沿腔周進入體內而引起腹膜炎，而尚無明確證據提示卷曲管優于直管。

郭志勇教授說，“互聯網+自動化腹膜透析”是近年各大腹膜透析中心應用最普遍的與AI相關的技術手段，其優勢在于能夠提高腹膜透析數據的真實性和準確性，及時分析、自動識別高風險患者并提供預警，協助醫護及時干預并提供治療方案建議。同時，基于醫療大數據，后續使用數據挖掘和智能分析等方法可不斷優化腹膜透析患者臨床路徑，規范腹膜透析醫療行為，保障腹膜透析質量，進一步融合腹膜透析大數據開展高質量研究工作，有利于探索和尋求符合中國人特點的個體化透析方案并以大數據技術為依托，建立腹膜透析相關的醫保智能監控系統，開展醫保數據的挖掘應用，提升腹膜透析相關醫保監管水平?；诟鼓ね肝龃髷祿腁I對于制定符合各地區實際情況的腹膜透析相關政策，輔助科學決策，為解決腹膜透析患者問題提供個性化醫療提供支撐。郭志勇教授認為，盡管目前AI還存在一定局限性，需要更多的臨床評估和驗證研究去評估AI/ML的有效性和安全性，且個人信息的隱私和數據安全也是一個必須解決的重要問題，但仍然可以預測AI將在幫助臨床醫生對腹膜透析患者臨床風險進行分類，診斷腹膜透析并發癥以及評估預后等方面發揮重要的作用。（封面圖為海軍軍醫大學第一附屬醫院腎內科主任郭志勇教授）