肝素泵在血液透析中的臨床應(yīng)用與故障處理

董 斌 朱 宇 吳 丹 馮志義

肝素是一類糖胺聚糖，由糖醛酸和葡萄糖胺以1→4鍵連接起來(lái)的重復(fù)二糖單位所組成的多糖鏈混合物，含10～30個(gè)二糖單位不等，分子量4000～20000 D，平均分子量12000 D[1]。自1937年肝素在臨床上用作抗凝劑以來(lái)，肝素一直是一種主要的抗凝藥物，除了抗凝活性及其相關(guān)的抗血栓生成活性外，目前發(fā)現(xiàn)肝素具有抑制平滑肌細(xì)胞增殖、抗炎癥、抗腫瘤以及抗病毒等生物學(xué)功能。

為保證血液凈化順利進(jìn)行和充分透析，要有流暢和良好的體外循環(huán)管路。肝素泵作為血液透析治療中對(duì)肝素進(jìn)行控制保護(hù)的主要部件，是任何通過(guò)體外循環(huán)進(jìn)行血液凈化治療設(shè)備的基本配置。根據(jù)肝素的代謝速度，不斷補(bǔ)充肝素劑量，對(duì)維持整個(gè)透析過(guò)程中的全身肝素化具有重要意義。

1 肝素泵的結(jié)構(gòu)與工作原理

肝素泵由解鎖按鈕、注射器滑塊(開(kāi)合半螺母)、托架、固定桿、控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、絲杠和反饋保護(hù)裝置等部件組成。操作肝素泵時(shí)，首先按壓解鎖按鈕，開(kāi)合半螺母張開(kāi)使得絲杠與半螺母分離，注射器滑塊鎖定解除，自由移動(dòng)至操作者需要的位置；將注射器針管裝入托架中，利用固定桿將注射器固定，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的肝素泵速度加載電壓，步進(jìn)電機(jī)每接受一個(gè)脈沖信號(hào)，就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(步進(jìn)角)，通過(guò)脈沖個(gè)數(shù)和脈沖頻率即可控制電機(jī)的角位移和角速度[2]。然后將動(dòng)力源傳動(dòng)到減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速，使得輸出速度得到進(jìn)一步細(xì)化而傳導(dǎo)至絲杠，絲杠通過(guò)與開(kāi)合半螺母結(jié)構(gòu)，精確將運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)至注射器滑塊，由半螺母將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。在托架和固定桿的支撐下精確傳動(dòng)，使注射器滑塊能夠自由移動(dòng)，提供了穩(wěn)定而精確的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)注射器推桿向前移動(dòng)[3]。反饋保護(hù)裝置用于感知肝素泵是否動(dòng)作，測(cè)算實(shí)際泵速與設(shè)定泵速誤差等。輸出速度精度通常在設(shè)定值±5%范圍內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)以聲光報(bào)警等方式提醒操作者。

肝素泵的泵管入口在血泵后、透析器前，是整個(gè)血液管路中壓力最大的一點(diǎn)。因?yàn)樗懈嗡乇镁酝谱閯?dòng)力，如果肝素泵入口壓力為負(fù)值，注射器活塞可能脫離滑塊控制，導(dǎo)致過(guò)量進(jìn)液。需注意由于肝素注射器會(huì)通過(guò)管路與體外循環(huán)管路相連接，通常容積＜1 ml，以保證肝素盡快進(jìn)入血路中發(fā)揮作用。但肝素追加速度相對(duì)緩慢，設(shè)定范圍通常在0～9.9 ml/h范圍內(nèi)。所以透析開(kāi)始后肝素泵會(huì)耗費(fèi)數(shù)分鐘甚至更長(zhǎng)的時(shí)間才能將肝素充滿此段管路，再進(jìn)入血液。

通常日本機(jī)型會(huì)在外部血液循環(huán)進(jìn)入透析器之前一次性自動(dòng)向血液中定量加注首劑肝素，讓高濃度肝素液體在血液之前進(jìn)入透析器，首劑劑量稱為單步注入量。隨著透析器生物相容性的改進(jìn)和全身肝素化的要求，首劑肝素給入的方法和時(shí)機(jī)都發(fā)生了變化，可利用設(shè)備現(xiàn)有功能實(shí)現(xiàn)用肝素鹽水對(duì)肝素管預(yù)充。先設(shè)定首劑劑量，以肝素管路為準(zhǔn)可采用1 ml注射器推注生理鹽水的方法得出管路容積。如肝素管路0.6 ml，即設(shè)為0.6 ml，在引血開(kāi)始時(shí)，肝素泵自動(dòng)快進(jìn)推注0.6 ml，有效解決此問(wèn)題。

2 肝素泵注射器

肝素泵通?？蛇x用30 ml、20 ml和10 ml三種類型(螺口)注射器。且廠商會(huì)指定注射器型號(hào)。因?yàn)楦嗡乇猛ǔ２捎棉D(zhuǎn)動(dòng)光柵傳感器，對(duì)直線位移進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)注射器滑塊(即活塞)位移來(lái)實(shí)現(xiàn)肝素注入量。在相同位移距離下注射器型號(hào)不同時(shí)，肝素注入量會(huì)有較大差異。即使同型號(hào)注射器，也會(huì)由于品牌不同而存在活塞直徑(即截面積)區(qū)別。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)7886-1：1993第一版為考慮注射器尺寸需求，修改了ISO7886：1984所列部分內(nèi)容，該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定注射器尺寸范圍，并允許注射器刻度大于公稱容量[4]?！兑淮涡允褂脽o(wú)菌注射器》只定義了公稱容量、刻度容量、總刻度容量、最大可用容量和基準(zhǔn)線，并未限定注射器尺寸[5]。因此，建議選用廠商推薦注射器品牌及型號(hào)以保證精度，若采用其他注射器需要考察其活塞直徑是否與推薦注射器一致，確保其精度；如果活塞直徑差距較大，則需要由廠商工程師或臨床技師進(jìn)行調(diào)校，以適應(yīng)所選用注射器同樣不會(huì)影響精度。

3 常見(jiàn)故障及處理

3.1 肝素注入停止

(1)故障現(xiàn)象。肝素注射器位于停止位置，即0 ml處或肝素泵推注前端卡有異物，導(dǎo)致肝素泵無(wú)法前進(jìn)。

(2)故障處理。關(guān)閉肝素泵，必要時(shí)裝入新注射器或取出異物。需注意肝素帽或注射器針頭保護(hù)套等物品避免卡在肝素泵行進(jìn)軌道中。

3.2 肝素夾子未打開(kāi)

(1)故障現(xiàn)象。因操作疏忽導(dǎo)致肝素夾子未打開(kāi)，但肝素泵仍按照設(shè)定速度推注，導(dǎo)致注射器內(nèi)壓力升高，滑塊無(wú)法推進(jìn)觸發(fā)報(bào)警。

(2)故障處理。手動(dòng)打開(kāi)肝素管夾子，肝素注射器內(nèi)壓力瞬間釋放，將此前持續(xù)推注但未進(jìn)入體外循環(huán)管路的肝素瞬間全部注入至體外循環(huán)管路，導(dǎo)致血液中肝素濃度升高。應(yīng)注意體外循環(huán)管路注入肝素速度，避免濃度進(jìn)一步升高，造成二次人為失誤。

4 肝素泵的日常維護(hù)與保養(yǎng)

肝素泵部件損壞幾率較低，在長(zhǎng)時(shí)間使用中可能由于操作疏忽使液體進(jìn)入泵內(nèi)部，在絲杠、螺母或注射器滑塊之間產(chǎn)生銹蝕，導(dǎo)致移動(dòng)不暢或不能自動(dòng)鎖定，此時(shí)只需少量潤(rùn)滑油潤(rùn)滑生銹部分即可解決[6]。為了使肝素泵能夠精確良好的工作，日常的維護(hù)與保養(yǎng)也尤為重要。

(1)做好注射泵的清潔保養(yǎng)工作。除機(jī)殼與面板清潔外，應(yīng)定期對(duì)注射器滑塊(螺母)和絲杠部件用酒精擦洗，防止傳動(dòng)部分粘有藥液導(dǎo)致注射器滑塊移動(dòng)不暢而引起的肝素推注不準(zhǔn)確。

(2)經(jīng)常檢查注射器滑塊和絲杠卡槽處有無(wú)異物、裂紋或斷裂。如有異物應(yīng)及時(shí)清理，防止出現(xiàn)肝素追加不足，且磨損絲杠齒輪現(xiàn)象，如有斷裂現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)更換。

(3)定期檢查注射泵操作按鍵的完好性，如有下凹應(yīng)及時(shí)通知廠商修復(fù)。

(4)檢查肝素泵功能時(shí)，可人為制造故障現(xiàn)象來(lái)觀察肝素泵報(bào)警系統(tǒng)工作是否正常[7]。

5 肝素泵的校準(zhǔn)

肝素是一種抗凝劑，需勻速注入循環(huán)血液中。如果注射速度過(guò)快，會(huì)引起患者自身凝血機(jī)制遭到抑制，造成出血或滲血；速度過(guò)慢則會(huì)引起患者體外循環(huán)管路及透析器凝血。因此應(yīng)時(shí)常對(duì)肝素泵進(jìn)行校準(zhǔn)，保證其準(zhǔn)確無(wú)誤。在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，將肝素泵的流量調(diào)至最大待其穩(wěn)定后，用定時(shí)計(jì)量法進(jìn)行30 min流量測(cè)量，其誤差應(yīng)符合肝素泵注入流量±0.2 ml/h或讀數(shù)的±5%，二者取絕對(duì)值大者。根據(jù)血液透析、血液透析濾過(guò)和血液濾過(guò)設(shè)備的安全專用要求，當(dāng)被檢裝置處于穩(wěn)定狀態(tài)后，將肝素泵管與輸液泵質(zhì)量檢測(cè)儀連接，啟動(dòng)肝素泵，選取1 ml/h、5 ml/h以及10 ml/h三個(gè)測(cè)試點(diǎn)，讀取輸液泵質(zhì)量檢測(cè)儀示值進(jìn)行計(jì)算(檢測(cè)規(guī)程與輸液泵類似)[8-9]。

透析機(jī)廠商說(shuō)明書(shū)通常會(huì)注明肝素泵僅用于注入肝素溶液，切勿將肝素泵用于注入任何其他化學(xué)品。如需注入其他溶液需使用專用設(shè)備，如微量注射泵。微量注射泵的進(jìn)量速度以每小時(shí)毫升數(shù)計(jì)算，最大為99.9 ml/h，最小為0.1 ml/h。

肝素因出血風(fēng)險(xiǎn)使其臨床應(yīng)用受到限制，隨著技術(shù)發(fā)展，一些新的制劑不斷研發(fā)，尤其是低分子肝素(low molecular weight heparin，LMWH)。LMWH由普通肝素經(jīng)酶解或化學(xué)降解方法制得的分子量較小的肝素片斷，其分子量為4000～6000 D，LMWH比較肝素具有皮下注射吸收好、半衰期長(zhǎng)、生物利用度高、不良反應(yīng)少等優(yōu)勢(shì)，尤其在心血管疾病中的應(yīng)用越來(lái)普遍[10-11]。

6 小結(jié)

肝素泵作為血液透析機(jī)的標(biāo)配件，在透析過(guò)程中起重要作用，掌握其工作原理和技術(shù)性能才能在治療中發(fā)揮更好、更規(guī)范的作用。對(duì)透析機(jī)肝素泵進(jìn)行有效的維護(hù)保養(yǎng)，可降低故障地發(fā)生，同時(shí)可有效提升透析機(jī)利用率，確保臨床安全。

[1]高寧國(guó)，程秀蘭，楊敬，等.肝素結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展[J].中國(guó)生物工程雜志，1999，19(5)：4-13.

[2]劉輝，李佾正，胡強(qiáng).多通道微量注射泵的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34(7)：167-169.

[3]吳澤華，曹偉華，龍尚斌.精密微量注射泵的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，32(15)：139-142.

[4]International Standards Organization.ISO7886-1：1993 Sterile hypodermic syringes for single use-part 1：syringes for manual use[S].ISO，1993.

[5]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB15810-2001一次性使用無(wú)菌注射器[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2001-09-18.

[6]劉學(xué)軍.血液透析實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社，2007：186-199.

[7]陳浩，金偉，秦惠忠.微量注射泵的工作原理及其應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2012，9(10)：48-50.

[8]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 9706.2-2003醫(yī)用電氣設(shè)備第2-16部分：血液透析、血液透析濾過(guò)和血液濾過(guò)設(shè)備的安全專用要求[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，1991-10.

[9]唐立源，朱興喜.血液透析機(jī)的主要參數(shù)設(shè)定和檢測(cè)方法[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2011，26(12)：63-65.

[10]林平，林英，王曉紅.低分子肝素[J].臨床軍醫(yī)雜志，2006，34(5)：630-632.

[11]裴斐.低分子肝素的臨床應(yīng)用[J].臨床藥物治療雜志，2009，7(4)：40-44.