肾功能衰竭及人工肾基本原理

关于肾功能衰竭及人工肾基本原理第一页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾功能衰竭及人工肾基本原理正常肾脏部位和结构功能病理肾脏病因症状及后果肾功能衰竭物理学原理跨膜转运人工肾血液透析腹膜透析肾移植正常情况下的人体肾脏?溶质转运原理?人工肾的作用?病理情况下的人体肾脏?第二页，共五十五页，编辑于2023年，星期三正常肾脏人工肾物理学原理肾脏的部位和结构

肾脏在体内的所在部位左肾右肾右输尿管大肠肝脏肺脏上腔静脉

心脏主动脉脾脏小肠左输尿管膀胱病理肾脏第三页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏的部位和结构

肾脏的矢状切面肾静脉肾动脉肾盂输尿管肾髓质肾乳头肾皮质肾静脉分支肾动脉分支肾单位正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第四页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏的部位和结构

肾单位－肾脏的基本功能单位近端小管肾小球入球小动脉小静脉远端小管集合管Henle氏袢毛细血管网终尿血浆超滤液正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第五页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏的部位和结构

肾小球结构详图-滤过膜毛细血管壁详图l毛细血管壁-滤器-近端小管入球小动脉出球小动脉毛细血管袢Bowman氏囊毛细血管腔内

-血液侧-毛细血管腔外-尿液侧-正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第六页，共五十五页，编辑于2023年，星期三维持骨骼结构活性维生素D钙平衡造血功能合成促红细胞生产素维持心脏活性钾代谢平衡调节血液PH合成和重吸收碳酸氢盐维持血压水平衡排钠清除代谢终产物清除尿素,肌酐等肾脏的功能

肾脏的多种功能功能正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第七页，共五十五页，编辑于2023年，星期三人体肾脏的功能是什么？生成尿液，排除多余水分排除代谢终末产物、毒物和药物调节体内水、电解质、渗透压和酸碱平衡分泌肾素、促红细胞生成素、前列腺素等第八页，共五十五页，编辑于2023年，星期三0.1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 总出量肾脏的功能

水平衡正常机体水

分的入量和

出量必须保

持平衡。该功能主要

由肾脏和机

体渴感中枢

完成。0.3升 代谢内生水0.9升 固体食物所含水分1.3升 液体食物所含水分2.5升 总入量+–正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第九页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏的功能

滤过和重吸收1500升：

每天经过肾动

脉的血流量180升：

每天肾小球滤

过量60升：

每天经过近端小管末

端的初尿量20升：

每天经过远端小管始

端的尿液量10升：

每天经过远端小管末

端的尿液量1,5升：

每天经过集合管

末端的尿液量终尿量:

1,5升/天正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏疾病的病因

包括大量失血肾炎神经原性疾病糖尿病肾囊肿，先天畸形事故/创伤自身免疫性疾病高血压肾功能衰竭正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期三吸烟高血压糖尿病高胆固醇血症动脉硬化肾脏疾病的病因

肾功能衰竭的危险因素肾功能衰竭肥胖正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾脏病的症状和体征

肾脏病的早期症状肾脏病的早期症状和体征并无特异性，也常见于其它多

种疾病。体格检查和一些简单的实验室检查有助于肾脏病的早期

诊断，因而可防止或至少延缓其进展。疲劳乏力血尿蛋白尿

(大量泡沫尿)浮肿少尿或多尿正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期三外周水肿氧交换能力下降肺水肿机体水储留高血压心功能降低肾脏病的症状和体征

肾功能衰竭－水的清除肾脏清除水的能力下降肾脏病患者体液储留常呈进行性进展，在未进行适当治疗的情况下常导致

严重的后果，甚至引起死亡。此时，人工肾常可挽救患者的生命。正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期三2314肾功能衰竭

慢性肾功能衰竭-分期肾功能代偿期

临床症状轻微

肾小球滤过率（GFR）50～80ml/min，血肌酐（Scr）正常

如不进行治疗，肾功能常进行性恶化肾功能失代偿期

临床症状进一步加重

血液生化检查常呈现多种严重异常

GFR25～50ml/min，Scr升高，但＜450umol/L，

在某些因素作用下(如感冒等)肾功能可进一步恶化肾功能衰竭期

常伴严重的临床症状

GFR10～25ml/mi，Scr450～707umol/L

适当的治疗常可使肾功能有一定程度的恢复

(恢复至第二期)尿毒症

严重的临床症状

GFR<10ml/min，Scr>707umol/L

常需终生肾脏替代疗法，

未进行及时治疗的患者将很快死亡正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期三肾功能衰竭

急性肾功能衰竭节选自Zöllner,

InnereMedizin透析治疗肌苷

M/l时间/天数尿量

升/天3.多尿期

尿量异常(1-2周)1.损伤期

肾实质的损伤(数分钟至数天)2.少尿期/无尿期

肾功能完全丧失(可长至6周)4.恢复期

肾功能缓慢恢复(数月)正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期三人工肾基本原理第十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期三人工肾的物理学原理

半透膜细菌中分子物质，如

b2-微球蛋白水分子可自由

通透红细胞白蛋白，

常作为大分子

蛋白质的代表电解质半透膜的功能类似于一个精细的筛子，只有分子半径小于筛孔的物质可通过它。正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期三人工肾的物理学原理

弥散开始阶段:不同的物质浓度结束阶段:相同的物质浓度弥散是溶液中所有分子随机运动的结果(Brownian运动)。

时间正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期三透析的物理学原理

超滤在溶质能够通过半透膜的前提下，在膜的一侧施

以压力可导致溶质和水分一起滤过该半透膜。时间压力正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第二十页，共五十五页，编辑于2023年，星期三透析的物理学原理

渗透时间渗透和弥散的不同之处在于，其溶质不能通过半透膜，

而水分仍旧可以通透，最终导致两侧浓度趋于平衡。正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第二十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期三透析的物理学原理

反渗透时间压力和超滤相类似，反渗透时也在膜的一侧加以压力。

反渗透技术常用于血液透析时净水的制作，后者用于配制透析液。正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第二十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期三扩散\弥散在溶液中的某一区域内某种溶质的浓度很高，这种溶质会分散到浓度低的区域，均匀分布在一个限定区域对流一种溶质带动另一个溶质通过半透膜的过程超滤压力梯度作用下，液体通过薄膜的物理过程渗透水从分子浓度低的区域通过半透膜流入分子浓度高的区域吸附膜表面的正负电荷的作用具有选择性吸附某些蛋白质、毒物及药物的作用人工肾基本原理第二十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期三人工肾的种类肾脏不具有再生能力，但自然肾脏有很大的储备能力，直至其丧失了90％的排泄功能时，才需应用人工肾支持治疗。有四种公认的有效治疗方法:血液透析血液滤过血液透析滤过血液灌流腹膜透析第二十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析(HD)第二十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析清除代谢废物的原理主要是利用扩散作用透析膜本身是具有选择性的半透膜，它允许小分子的尿素、肌酐、钠、钾、氢等较小分子通过，但血中的红、白细胞、白蛋白及细菌等大分子无法通过。尿毒症病人的血中有高浓度的尿素，肌酐等代谢废物，而这些是透析液中所没有的。借助浓度差的驱动，病人血中高浓度的尿素、肌酐等代谢废物会通过透析膜扩散到透析液中去。为了增加血液与透析液两侧的浓度差，提高透析效果，所以血液透析时，血液与透析液流向相反。第二十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期三

血液透析模式图血泵抗凝输回病人血液流出病人血液透析器清洁透析液废透析液正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第二十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析

透析器血液流入端透析液流出端中空纤维束透析液流入端血液流出端透析液在中空纤维外流动，血液在中空纤维内逆向流动。溶质通过中

空毛细纤维

壁进行转运正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第二十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期三第二十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期三

血液透析适应证

1.急性肾功能衰竭2.慢性肾功能衰竭3.急性药物或毒物中毒4.其他疾病第三十页，共五十五页，编辑于2023年，星期三1、急性肾功能衰竭目的：A.清除体内过多水分及毒素B.维持酸碱平衡C.为用药及营养治疗创造条件D.避免多脏器功能障碍综合症等并发症的出现第三十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期三凡高分解代谢者立即进行透析非高分解代谢者符合下列第一项并任何其他一项者，即可透析

1.无尿48小时以上2.血尿素氮超过或等于21.4mmol/L3.血肌酐超过或等于442umol/L4.血钾超过或等于6.5mmol/L5.HCO3-小于15mmol/L，CO2结合力小于13.4mmol/L6.有明显水肿、肺水肿、恶心、呕吐、嗜睡、躁动或意识障碍7.误输血或其他原因所致溶血、游离血红蛋白高于12.4mmol/L第三十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期三2、慢性肾功能衰竭透析指征：A.内生肌酐清除率小于10ml/minB.血尿素氮高于28.6mol/L，或血肌酐高于707.2umol/LC.血尿酸增高伴有痛风者D.有高血钾症E.有代谢性酸中毒F.口中有尿毒症气味，伴食欲丧失和恶心、呕吐等G.慢性充血性心力衰竭，肾性高血压或尿毒症性心包炎，用一般治疗无效者H.出现尿毒症神经系统症状，如个性改变、不安腿综合症等第三十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期三3、急性药物或毒物中毒凡能够通过透析膜清除的药物及毒物，即相对分子质量小，不与组织蛋白结合，在体内分布较均匀，而不固定于某一部位者，均可采取透析治疗。第三十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期三

血液滤过(HF)血液滤过是血液净化疗法中另一种重要的方法，其原理模仿了肾小球滤过功能和肾小管重吸收功能。血液滤过无需透析液，溶质和水的清除依靠对流作用，由于血浆中大量电解质、碱基被清除，故需要补充相应量的置换液。第三十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期三

血液滤过模式图血泵抗凝流出病人血液输回病人血液滤过器无菌置换液超滤液在进行血液滤

过治疗时，需

要一个极为精

确的平衡装置

，以保证置换

液和滤过液的

总量平衡!正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第三十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期三第三十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液滤过适应症

常规血透时并有：水钠平衡维持不佳高血压心功能较差周围神经病变明显心包积液多器官功能衰竭重症感染中毒高胆红素血症

第三十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析滤过（HDF）原理：对流和弥散同时加透析液和置换液结合HF和HD的优点第三十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析滤过（HDF）血液前稀释后稀释超滤液透析液第四十页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液灌流(HP)血液灌流是籍助体外循环，引入装有固态吸附剂的容器，使溶解在血液中的物质吸附到具有丰富表面积的固态物质上，除去血中外源性或内源性毒物，达到血液净化的一种治疗方法。第四十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期三HP的原理活性炭合成树脂广谱吸附免疫吸附特异性吸附利用吸附剂的吸附作用清除有害物质

按吸附材料的吸附方式分为:

目前常用的吸附剂：第四十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液灌流血液第四十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期三丽珠血液灌流器第四十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液灌流第四十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液灌流适应症中毒药物：安定、巴比妥、氯丙嗪、阿司匹林、地高辛、INH、MTX、茶碱等农药：有机磷、百草枯等灭鼠药尿毒症：与血液透析联合治疗肝功能衰竭第四十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期三血液透析

血管通路双腔导管扩张的静脉

-旁路-动静脉

吻合口结扎的静

脉远端颈静脉

(颈内静脉)主动脉以前臂外周静脉作为血管通路具

有很多优点，极为适合长期使用

；其缺点是手术后距初次使用常

有数周的等待时间。中央静脉插管可即刻使用，

但其使用寿命常仅有数周。正常肾脏人工肾物理学原理病理肾脏第四十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期三腹膜透析腹膜是沿着腹腔的一层活的半透膜。将液体和电解质注入腹腔，使代谢废物由腹膜的血液供应扩散到腹腔的液体中。水也可把葡萄糖加入透析液，按人工建立的渗透压梯度通过腹膜扩散到腹腔液内。第四十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期三

腹膜透析的工作原理腹膜腹膜透析液清洁透析液收集袋置入导管废透析液收集袋进行腹膜透析需

要有特殊配