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血液透析三大原理解析 透析原理、血滤原理、超滤原理 一、透析原理 血液透析（HD）的物理原理为弥散，如墨汁在水中的扩散，靠的是浓度梯度。擅长清除小分子物质。 血液滤过（HF）的物理原理为对流，如心脏推着血液扩散，靠的是压力梯度。擅长清除中大分子物质。 血液透析滤过（HDF）则兼具两者优势。 一般肾衰患者的维持性透析选用HD和HDF，而ICU病人常用的CRRT以HF为主。
再复习下透析相关常见分子的分子量。
基本的透析环路：
清除率 透析的主要目的是清除毒素，用清除率（K）来衡量。比如尿素清除率为200ml/min，就是说每分钟有200ml血液中的尿素被净化了。衡量透析充分性的Kt/V里的K就是这个清除率。 清除率主要受4个参数的影响：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，这很好理解，同样情况下，尿素的清除率要比肌酐清除率高。 血流量（200～600ml/min，一般设在350ml/min以上）：对清除率影响显著，但不是线性的，一般来讲，倍增血流量仅能提高20～50%的尿素清除率，大分子还没有那么多。
透析液流量（一般设为500ml/min)：影响不如血流量，从500ml/min升到800ml/min提升尿素清除率不到10%。 透析器性能：我们常用KoA来衡量透析器清除尿素的性能，KoA是透析器在最好情况下达到的尿素清除率，一般>700ml/min的称为高效透析器。因此如果有人吹牛说用一个KoA为300ml/min的透析器做出了500ml/min的尿素清除效果，你千万要把他列为骗子。另外，还有衡量透析器分子截留能力的筛系数（SC）、通透性的超滤系数（KUf）。 需要注意的是，现代透析同样关注对中大分子的清除， 目前高通量透析的定义即为β2-微球蛋白清除率大于20 ml/min。 再谈清除率 不知大家有没有想过，为什么不直接用清除尿素的量来衡量清除率，而要用一个非常古怪的K呢？ 其实这个K，包括衡量透析充分性的Kt/V都是借用了代谢动力学的概念，就像我们会关心药物的半衰期T，但不关心有多少量的药物被清除一样。事实上，我们的eGFR也是一种特殊的K。 接下来我们来探讨一个很有意思的问题，如何在Kt/V和eGFR间建立一种关系？ NKF指南推荐每次血透的Kt/V至少为1.2，那这大致相当于多少eGFR呢？ 假设某小哥体重为75kg，单次透析Kt/V = 1.2 V =尿素分布容积= 0.55（体液百分比）*75kg = 41.25L = 41,250ml K = 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 一周有多少分钟呢，t = 10,080min/week 因此，这种透析强度类似于提供了148,500ml/10,080min = 14.7ml/min的eGFR。 当然，Kt/V和尿素下降率（URR）还有更为明确的数量关系，这里就不多说啦。
二、血滤原理 一.血液滤过概述 本节我们继续学习血滤原理。 援引上文内容，血液滤过（HF）的物理原理为对流，如心脏推着血液扩散，靠的是压力梯度。擅长清除中大分子物质。 我们还学过一句话，血液滤过更符合肾单元的生理运作模式。 这两句话如何理解？先来看一下肾单元是如何工作的：1、肾小球内的血液在跨膜压作用下通过滤过膜变成原尿；2、肾小管重吸收原尿（及分泌一些物质）回输血液。
再来看下血滤是如何运作的：我们可以清楚的看到，血液被跨膜压压成废液类似肾小球的功能，而置换液回输类似肾小管的功能，不是很像肾单元吗？
二.进一步理解 血滤中产生废液的成分是怎样的呢？我们把血滤器放大后仔细观察下：滤过膜对小分子没什么阻拦，水和废物一起排出，废液里小分子的浓度和流经滤器的血液里几乎一模一样！
记得上期我们提到了一个概念——筛系数（SC），血滤器对某个分子的SC等于废液中的浓度/血里的浓度，SC=0说明完全不能透过，SC=1说明可以自由通过。
下面是低通和高通透析膜对不同分子量物质的SC。对于高通量透析器来说，对于小分子毒素几乎是通透的（SC≈1），对于分子量为数K～数W的毒素通透性明显下降，而几乎不能透过白蛋白或更大分子量的物质（SC≈0）。
再来看高通量透析，为什么它有对水通透性高（>20ml/mmHg/h）和对β2微球蛋白通透性高（清除率>20mL/min）两个定义？ 其实本质上它们描述的就是透析膜上的孔径较大（当然现代高通膜有很多其它特殊的性质），因此在单位压力下可以有较多的水通过，并且裹挟着溶质一起滤过（即对流）。 三.理解治疗剂量 我们在上一期中费了些周折建立了透析中清除率（K）和eGFR的关系。 在血滤中这种关系就要直接的多（因为直接模拟肾单元嘛），就是每分钟有多少原汁原味的脏血被滤过变成了废液（前置或在滤器前补液时会有血液稀释），是不是和肾小球滤过率的定义很像呢？这也就是我们临床处方的CRRT治疗剂量（定义可能略有争议）。 因此，我们在给一个50kg的人处方35ml/h/kg的CRRT时（假设血液未被稀释，不超滤），其每小时的废液量为50kg✖️35ml/h/kg=1750ml，那么相当于提供了1750ml/60min=29.2ml/min的肾小球滤过率。 四.HD、HDF、HF 我们再回过头来理解HD、HDF和HF的区别和联系。 HD说是通过弥散清除毒素，但大家想过没有，超滤得有跨膜压引起的对流（如果纯是弥散的话，透析液的渗透压和血液差不多，怎么会有超滤呢？），因此，HD只能说以弥散为主。 同理，HF中滤过膜两侧也必有浓度梯度，因此，也只能说HF以对流为主。 从低通量HD到高通量HD，再从HDF到HF，其实就是一个连续谱。
三、超滤原理 一.超滤概述 本节我们继续学习超滤原理。 超滤即清除水分。虽然HD、HF清除毒素的原理非常不同，但超滤都得用对流。试想，透析液和血液的渗透压相差不多，如何进行水分的有效弥散呢？ 我们再总结下：
二.超滤控制 先熟悉几个概念： 跨膜压（TMP）是透析膜两侧的压力差，主要由透析机的泵产生。 超滤系数（KUf）是衡量透析膜对水的通透性指标，即在单位压力下单位面积（A）透析膜的水通过速度（KUf>20为高通）。 超滤速率=TMP×KUf×A。 超滤量=超滤速率×t=TMP×KUf×A×t。因此，TMP越大，KUf越大，超滤速度就越快。 对给定的透析器来说，KUf是一定的，因此TMP的变化决定了超滤速率。
以前的机器直接调节TMP来控制速度，称为压力控制，因误差较大，现已基本不用，现代的透析机主要采用容量控制模式来进行超滤调节，如基于流量仪（A）和平衡室（B）的方法。
三.临床应用 假设这样的临床场景：某小哥现在患有肾病综合征，现并发心衰，肿得和球一样，皮肤都在渗水，但溶质水平不高，需要把体内水分去掉些。 这时临床医生可能会选择缓慢连续超滤（SCUF），也就是不用置换液的缓慢血滤（超滤速率为2～8ml/min），比如24小时目标清除5000ml体液，那么超滤速率就是5000ml/24h/60min=3.47ml/min（CVVH可能会达10倍以上）。 临床上还有所谓单纯超滤（简称单超）的概念，相当于浓缩版SCUF，时间更短，超滤速度更快。 这里澄清一点，在超滤水分的时候，分子量不大的毒素也会一起出来，因此认为SCUF或单超仅仅去除了水分是不准确的，比如上面那个例子，大致提供了3.47ml/min的GFR，只是说这种清除毒素的效能实在是有点低罢了。
参考文献： 1. Handbook of Dialysis. 5th edition. Wolters Kluwer. 2. Oxford Handbook of Dialysis. 4th edition. Oxford University Press. 来源：血透室古戎 |
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