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04 血液透析設備｜Hemodialysis Apparatus

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Hemodialysis Apparatus血液透析設備

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Chapter Overview本章架構

  • HD 機三大系統：體外血路、透析液/UF 控制、監測與警報
  • 血路：動脈（prepump / pump / postpump）+ 靜脈（drip chamber + pressure monitor）
  • Dialyzer：構造 + 膜材料 + 效能參數
  • 進階功能：UF 控制、sodium profiling、低溫透析、線上 Kt/V、blood volume monitoring
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Arterial Blood Line動脈血路三段

  • Prepump：負壓、含 sampling port、saline T 接、壓力監測
  • Blood pump：roller pump，stroke volume = πr²×長度
  • Postpump：正壓、含 heparin 注入 T 接
  • 動脈管脫離無法可靠以壓力警報偵測
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Roller Pump 的代價

  • 滾輪反覆壓縮 → 管段橢圓化 → stroke volume 下降
  • 機器內建演算法依 prepump 壓力修正顯示血流
  • Roller 通過後管段快速開張 → 紅血球剪切損傷 → 提前老化或 hemolysis
  • 圖：Figure 4.1
04

Venous Line靜脈血路

  • Drip chamber：重力除氣 + 血液高位可減少微氣泡
  • 下游超音波空氣/泡沫偵測器 + clamp：停泵 + 夾閉
  • 微氣泡可進入病人體內，病理影響大多未知
  • 可能與肺微栓相關（Stegmayr 2016）
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壓力警報的盲點

  • Prepump 壓力警報：不可依賴偵測分離
  • Venous 壓力警報：不可依賴偵測分離
  • 低血流下 venous 基線壓低，針脫出不易觸發警報
  • 已有病人失血致死之報告
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Wetness Monitor：高危病人必備

  • 適應症：夜間居家 HD、認知障礙、躁動病人
  • WetAlert（Fresenius 2008K）：停泵 + 夾閉
  • Redsense：光纖感測貼片，獨立警報
  • HEMOdialert：獨立聲響警報
  • 基本原則：通路位點全程暴露於照護者視線
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Dialysis Fluid Microbiology Standards透析液法規三級

  • Standard dialysis fluid
  • Ultrapure dialysis fluid
  • Online-prepared substitution fluid（HDF 專用）
  • 法規：ANSI/AAMI/IEC 60601-2-16
  • US CMS Conditions for Coverage 與 AAMI 方法學存在衝突
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透析液流路安全三要件

  • Endotoxin filter：微生物保留
  • Bypass valve：溫度/導電度異常 → 導流至排水
  • Blood leak detector：偵測膜破損漏血
  • Hydroxycobalamin 可致 blood leak detector 偽警報
  • 臨床情境：cyanide 中毒、vasoplegic syndrome
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UF 控制：Volumetric Control

  • 早期：手動調整跨膜壓
  • High-flux 時代：volumetric control 主流
  • 封閉迴路 + 雙腔等體積置換 + 獨立 UF 泵
  • 因迴路固定 → 從 dialyzer 跨膜抽出等量液體
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進階功能（1）：可調 Bicarbonate

  • 範圍：20–40 mM
  • 用途：acidosis 或 alkalemia
  • 附帶效應：Ca、Mg、K 濃度同步變化
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進階功能（2）：Sodium Profiling 爭議

  • 傳統下降型：初高末低，穩定血流動力
  • 問題：時間平均鈉偏高 → 鈉負荷
  • Isonatric dialysis：對齊病人 set point
  • 爭議：低 predialysis Na 預後較差，是否應維持低鈉？
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進階功能（3）：低溫透析液

  • 34.0–35.4°C 改善血流動力（1980s 研究）
  • Cochrane 2019：極低品質證據，IDH 下降但病人感冷
  • MyTEMP 2022 陰性：個體化低溫對 BP 與存活無差異
  • 結論：不建議 routine 使用，case-by-case 考慮
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進階功能（4）：線上 Kt/V

  • 方法一：UV absorbance（Adimea、Nikkiso）
  • 方法二：ionic dialysance
  • 鈉清除率 ≈ urea 清除率
  • 雙導電度感測器計算
  • Kt/V = K（ionic） × t / V（體位推估）
  • 廠商：Baxter、Fresenius
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進階功能（5）：Blood Volume Monitoring

  • 原理：hematocrit 或血漿蛋白上升推估容量變化
  • 測值為相對值（與治療首測比較）
  • Leung 2017 RCT：未能降低 IDH
  • 其他研究顯示可降低低血壓發生率
  • 結論：證據分歧
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Single-Needle Dialysis單針透析

  • 優點：減少穿刺、通路損傷、疼痛
  • 缺點：recirculation → 降低遞送劑量
  • 雙泵系統：動靜脈各一泵 + clamp + 擴張腔
  • 單泵系統：B. Braun Dialog iQ，自動調節
  • 台灣臨床罕用
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Dialyzer 構造Hollow-Fiber Design

  • 主流設計，平板式已罕用
  • 中空纖維束 = 血液腔
  • Polyurethane potting 固定兩端 + 隔離兩腔
  • Moiré 波紋、spacer yarn、baffle 改善透析液流場
  • 圖：Figure 4.2
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Flow Rates標準流速

  • 透析液：500–750 mL/min
  • 血流：250–400 mL/min
  • 最佳比例：透析液 = 血流 × 1.5–2.0
  • 逆流（countercurrent）：最大化濃度梯度
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膜材料分類

  • 合成高分子：polysulfone、PES、PAN、polyamide、PEPA、EVAL、PMMA
  • 改質 cellulose：CA、CDA、CTA、ATA（Nipro）
  • Vitamin E 塗層：降低 EPO 抗性，發炎/氧化壓力標記下降
  • 注意：不同廠商的 polysulfone 不可視為等效
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Low-Flux vs High-Flux vs MCO

  • Low-flux：KUF <15，不通過 11 kDa
  • High-flux：通過 β2-microglobulin（11 kDa），限制 albumin（65 kDa）
  • MCO：20–40 kDa 範圍清除，接近 HDF 但不需 replacement fluid
  • Backfiltration 風險 → 要求透析液純度提升
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效能參數（1）：Clearance 與 K0A

  • Kd = QB (C{bi} - C{bo}) / C_{bi}
  • K0A = 理論最大清除率
  • 分級：超高 >1,400、高 >1,000、一般 600–1,000、兒童 <600 mL/min
  • 比較 dialyzer 效能 → 應以 K0A 為準
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效能參數（2）：KUF 與 Sieving

  • KUF 單位：mL/h/mmHg
  • Low-flux KUF <15，high-flux 明顯更高
  • Sieving coefficient：0（不通過）至 1（無限制）
  • 適用大分子（MW ≥10 kDa）
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Dialyzer 規格表重點

  • 體外數據，非臨床條件；測試法 ISO/AAMI/ANSI 8637-3
  • Urea、creatinine、phosphate、B12、β2MG、inulin、myoglobin、albumin
  • 膜面積 0.8–2.5 m²（成人）
  • 纖維內徑 180–200 μm、壁厚 30–40 μm
  • 血液腔 60–120 mL；priming 為 2–2.5 倍
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Sterilization滅菌方式

  • 現用：電子束、γ/β 輻射、蒸汽
  • 歷史：ETO → 已下降
  • 原因：ETO 需長循環脫附（包括 potting compound）
  • 臨床 + 操作雙重考量
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Taiwan Context台灣實務

  • NHI 給付：biocompatible synthetic polymer high-flux 為主流
  • 標準處方：3 次/週、每次 4 小時
  • Dialyzer 重複使用已淘汰（2000s 中期起單次使用）
  • 透析液濃縮液：信東（Sintong）本土供應
  • MCO：Theranova 已上市，部分醫學中心採用
  • 單針透析罕用；雙針雙腔靜脈導管為臨時通路主流
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教學要點總結

  • 血路壓力警報不可作為管路脫離的主要偵測
  • 居家 HD + 認知障礙病人必須加裝 wetness monitor
  • High-flux + backfiltration → 提升透析液純度
  • K0A 為比較 dialyzer 的最佳單一指標
  • MyTEMP 陰性：低溫透析非 routine
  • Isonatric dialysis 爭議未決
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