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 xxxxx人民醫(yī)院腎內(nèi)科,腎功能衰竭及人工腎基本原理,正常腎臟部位和結(jié)構(gòu)功能,病理腎臟病因癥狀及后果腎功能衰竭,物理學(xué)原理跨膜轉(zhuǎn)運,人工腎血液透析腹膜透析腎移植,正常情況下的人體腎臟?,溶質(zhì)轉(zhuǎn)運原理?,人工腎的作用?,,,,,病理情況下的人體腎臟?,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,腎臟的部位和結(jié)構(gòu)腎臟在體內(nèi)的所在部位,左腎,,,

2、,,,,,,,,,,,右腎,右輸尿管,大腸,肝臟,肺臟,上腔靜脈,心臟,主動脈,脾臟,小腸,左輸尿管,膀胱,病理腎臟,腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎臟的矢狀切面,,,,,,,,,,腎靜脈,腎動脈,腎盂,輸尿管,腎髓質(zhì),腎乳頭,腎皮質(zhì),腎靜脈分支,腎動脈分支,腎單位,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎單位 － 腎臟的基本功能單位,,,,,,,,近端小管,腎小球,入球小動脈,小靜脈,遠(yuǎn)端小管,集合管,Henle氏袢,毛細(xì)

3、血管網(wǎng),,,終尿,,血漿超濾液,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎臟的部位和結(jié)構(gòu) 腎小球結(jié)構(gòu)詳圖 - 濾過膜,,,,,,,,毛細(xì)血管壁詳圖l,,毛細(xì)血管壁- 濾器-,近端小管,入球小動脈,出球小動脈,毛細(xì)血管袢,Bowman氏囊,毛細(xì)血管腔內(nèi) - 血液側(cè) -,毛細(xì)血管腔外- 尿液側(cè) -,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎臟的功能 腎臟的多種功能,功 能,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,人體腎臟的功能是

4、什么？,生成尿液，排除多余水分排除代謝終末產(chǎn)物、毒物和藥物調(diào)節(jié)體內(nèi)水、電解質(zhì)、滲透壓和酸堿平衡分泌腎素、促紅細(xì)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,,,正常機(jī)體水分的入量和出量必須保持平衡。該功能主要由腎臟和機(jī)體渴感中樞完成。,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

5、入量,+,–,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎臟的功能 濾過和重吸收,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎臟疾病的病因包 括,大量失血,腎炎,神經(jīng)原性疾病,糖尿病,腎囊腫，先天畸形,事故 / 創(chuàng)傷,自身免疫性疾病,高血壓,,腎功能衰竭,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,吸煙,高血壓,糖尿病,高膽固醇血癥,,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,肥胖,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟

6、,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(jìn)展。,疲勞,乏力,血尿,蛋白尿(大量泡沫尿),浮腫,少尿或多尿,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,外周水腫,,氧交換能力下降,肺水腫,機(jī)體水儲留,高血壓,心功能降低,腎臟病的癥狀和體征 腎功能衰竭－水的清除,腎臟清除水的能力下降,腎臟病患者體液

7、儲留常呈進(jìn)行性進(jìn)展，在未進(jìn)行適當(dāng)治療的情況下常導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，甚至引起死亡。此時，人工腎常可挽救患者的生命。,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎功能衰竭 慢性腎功能衰竭 - 分期,腎功能代償期,臨床癥狀輕微腎小球濾過率（GFR）50～80ml/min，血肌酐（Scr）正常如不進(jìn)行治療，腎功能常進(jìn)行性惡化,腎功能失代償期,臨床癥狀進(jìn)一步加重 血液生化檢查常呈現(xiàn)多種嚴(yán)重異常 GFR25～50ml/min，Scr升

8、高，但＜450umol/L，在某些因素作用下(如感冒等)腎功能可進(jìn)一步惡化,腎功能衰竭期,常伴嚴(yán)重的臨床癥狀 GFR10～25ml/mi，Scr450～707umol/L適當(dāng)?shù)闹委煶？墒鼓I功能有一定程度的恢復(fù)(恢復(fù)至第二期),尿毒癥,嚴(yán)重的臨床癥狀 GFR707umol/L常需終生腎臟替代療法，未進(jìn)行及時治療的患者將很快死亡,,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎功能衰竭急性腎功能衰竭,節(jié)選自Z

9、6;llner,Innere Medizin,透析治療,肌苷?M/l,時間 / 天數(shù),尿量升/天,,,,,,3.多尿期尿量異常(1 - 2周),1.損傷期腎實質(zhì)的損傷(數(shù)分鐘至數(shù)天),2. 少尿期 / 無尿期腎功能完全喪失(可長至6周),4. 恢復(fù)期腎功能緩慢恢復(fù) (數(shù)月),正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,人工腎基本原理,人工腎的物理學(xué)原理半透膜,,,,,,,細(xì)菌,中分子物質(zhì)，如b2-微球蛋白,水分子可

10、自由通透,紅細(xì)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(xì)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,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,人工腎的物理學(xué)原理 彌散,開始階段: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(jī)運動的結(jié)果(Brownian運動)。,,時間,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,透析的物理學(xué)原理 超 濾,在溶質(zhì)能夠通過半透膜的前提下，在膜的

11、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。,,時間壓力,,,,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,透析的物理學(xué)原理 滲 透,,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，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,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,透析的物理學(xué)原理 反滲透,,時間壓力,,,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。,正

12、常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,人工腎基本原理,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能力，直至其喪失了90％的排泄功能時，才需應(yīng)用人工腎支持治療。有四種公認(rèn)的有效治療方法:血液透析血液濾過血液透析濾過血液灌流腹膜透析,血液透析(HD),血液透析清除代謝廢物的原理,主要是利用擴(kuò)散作用 透析膜本身是具有選擇性的半透膜，它允許小分子的尿素、肌酐、鈉、鉀、氫等較小分子通過，但血中的紅、白細(xì)胞

13、、白蛋白及細(xì)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(kuò)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，所以血液透析時，血液與透析液流向相反。,血液透析模式圖,,,,,,,,血泵,抗凝,輸回病人血液,流出病人血液,透析器,清潔透析液,廢透析液,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,血液透

14、析 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。,溶質(zhì)通過中空毛細(xì) 纖維壁進(jìn)行轉(zhuǎn)運,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,血液透析適應(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：A.清除體內(nèi)過多水分及毒素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

15、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(jìn)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，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、

16、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 12.4mmol/L,2、慢性腎功能衰竭,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(fēng)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

17、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(HF),血液濾過是血液凈化療法中另一種重要的方法，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

18、質(zhì)、堿基被清除，故需要補(bǔ)充相應(yīng)量的置換液。,血液濾過模式圖,血泵,抗凝,流出病人血液,輸回病人血液,濾過器,無菌置換液,超濾液,,,,,,,,在進(jìn)行血液濾過治療時，需要一個極為精確的平衡裝置，以保證置換液和濾過液的總量平衡!,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,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 心功能較差 周圍神經(jīng)病變明顯 心包積液 多器官功能

19、 衰竭 重癥感染 中毒 高膽紅素血癥,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（HDF）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,血液,前稀釋,后稀釋,超濾液,,,透析液,血液灌流(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(dá)到血液凈化的一種治療方法。,HP的原

20、理,,活性炭,合成樹脂,,,,,廣譜吸附,免疫吸附,特異性吸附,,,,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: 目前常用的吸附劑：,血液灌流,,,,,,,,,,,,,血液,麗珠血液灌流器,血液灌流,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(jī)磷、

21、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,,,,,,,雙腔導(dǎo)管,擴(kuò)張的靜脈- 旁路 -,動靜脈吻合口,結(jié)扎的靜脈遠(yuǎn)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)后距初次使用常有數(shù)周的等待時間。,中央靜脈插管可即刻使用，但其使用壽命常僅有數(shù)周。,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腹膜透析,腹膜是沿著腹腔的一層活的半透膜。將液

22、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(kuò)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度通過腹膜擴(kuò)散到腹腔液內(nèi)。,腹膜透析的工作原理,,,,,,腹膜,腹膜透析液,清潔透析液收集袋,置入導(dǎo)管,廢透析液收集袋,進(jìn)行腹膜透析需要有特殊配方的腹膜透析液。將該透析液注入腹腔內(nèi)后，溶質(zhì)通過彌散原理在血液和腹透液之間進(jìn)行交換，而水分則通過滲透原理從患者體內(nèi)清除。,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腹

23、膜透析 以腹膜作為半透膜,,,腹膜,腹膜透析液,,,,,,從透析液側(cè)至血液側(cè)的轉(zhuǎn)運,上皮層,結(jié)締組織,毛細(xì)血管,從血液側(cè)至透析液側(cè)的轉(zhuǎn)運,通過腹膜的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運是雙向進(jìn)行的，例如代謝終產(chǎn)物從血液側(cè)向透析液側(cè)轉(zhuǎn)運，而堿基從透析液側(cè)向血液側(cè)轉(zhuǎn)運。,,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,腎移植,,主動脈,,,,,腎動脈、腎靜脈和受者髂動、靜脈進(jìn)行吻合,肝臟,移植腎并非在正常腎臟的位置，而常位于髂窩內(nèi),輸尿管和受者的膀胱進(jìn)

24、行吻合,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,并發(fā)癥少,可自由活動,不受治療時間限制,屬持續(xù)性治療,腎移植的優(yōu)點,腎移植的優(yōu)點,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,受者的選擇,供體缺乏,組織相容性,排異,免疫抑制,腎移植 腎移植的存在問題,腎移植的缺點,正常腎臟,人工腎,物理學(xué)原理,病理腎臟,選擇何種腎臟替代療法?,每種腎臟替代療法均有其優(yōu)、缺點，具體選擇時應(yīng)取決于醫(yī)生的專業(yè)考慮和患者的意愿。,血液透析,腹膜透析,腎移植,正