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1、人工肾（血液净化）基本原理和设备肾脏的主要功能v排泄功能v调节体液平衡v调节电解质平衡v调节酸碱平衡v分泌生物活性物质急性肾功能衰竭（简称急性肾衰Acute renal failure，ARF）v急性肾功能衰竭是由多种病因引起的一种临床综合征，其主要表现为肾功能在短时间内（几小时或几天），急剧转坏v肾小球滤过率降到5%以下，氮质代谢产物和水、电解质等在体内迅速积聚，导致代谢性酸中毒及尿毒症的各种表现慢性肾功能衰竭（chronic renal failure，CRF）v慢性肾功能衰竭是指由各种原因导致的慢性肾功能损害所引起的一系列症状和代谢紊乱的临床综合征肾病治疗的三种基本方法：1.保守保守疗疗
2、法法（药物治疗）2.透析透析疗疗法法（血液净化的一种）3.肾肾移植移植（彻底治愈肾病、费用高、风险高）（每年有（每年有8万人等待万人等待肾肾移植移植，4000肾肾源源)血液净化的定义( (BloodPurification) )定义：定义：把患者血液引出体外并通过一种净化装置，除去其中某些致病物质，净化血液，达到治疗疾病的目的，这个过程即为血液净化血液净化。血液净化包括：v血液透析v血液滤过v血液透析滤过v血液灌流v血浆置换v免疫吸附等人工肾原理半透膜半透膜：小分子物质能透过、大分子物质不能透过的膜，叫半透膜。弥散：弥散：通过半透膜发生的物质移动现象弥散现象弥散现象可用来来分离、纯化溶液，在医
3、学上则用以净化血液净化血液血液透析血液透析:通过半透膜的弥散作用把血液中代谢废物排出体外透析工作原理图透析液中没有废物，因此能在薄膜两侧产生浓度浓度梯度梯度。这个浓度梯度使血液中废物随着扩散扩散离开血液，穿过薄膜而进入透析液跨膜移动进行物质交换将病人血液和透析液同时引入透析器内，分别流经透析膜的两侧时，血液和透析液中可通过透析膜的溶质和水便作跨膜移动跨膜移动进行物质交换物质交换，如图所示透析膜两侧溶质的跨膜移动1.血液透析时，两侧可通过膜的溶质以弥散弥散和对流对流的方式作跨膜移动。2.弥散作用弥散作用：溶液中溶质的分子或微粒存在着布朗运动，即依赖膜两侧的浓度差，由高浓度侧向低浓度侧移动，直到两
4、侧浓度相等。3.对流作用对流作用：溶质依赖水(溶剂)的跨膜移动称为对流。对流的移动速度比弥散快的多透析膜两侧水的移动和清除v血液透析时膜两侧的水以渗透方式移动以渗透方式移动，以以超滤方式被清除超滤方式被清除v1水依赖膜两侧渗透压力差，从低渗侧低渗侧向高高渗侧渗侧移动称为渗透渗透，一般透析液渗透压高于血液的渗透压v2超滤作用：超滤作用：水依赖膜两侧的压力差（在膜的一侧加压或减压而形成跨膜压差），从高压侧向低压侧滤出称为超滤平板型透析器蟠管型透析器空心纤维型透析器透析液供给系统和体外循环系统v血液透析机的基本构成：透析液供给系统超滤控制系统血液回路监测报警系统v（消毒系统）。v（现代透析机还配备了
5、微型电脑处理系统）单通道单人用透析机的流程简图透析监视装置v温度自动控制系统v透析液浓度控制系统v透析液流量控制系统v透析液脱气装置v漏血检测报警系统v超滤程序的控制日机装费森尤斯血液滤过(HF)(HF) 概述：1.血液滤过作为一种血液净化方法已日益显示出它的优点并逐渐被人们所认识和接受2.模仿正常肾小球的滤过原理，以对流方式清除血液中的水分和有毒物质3.具有治疗期间心血管状态稳定，滤过膜生物相容性好、中分子物质清除率高 不足方面：1.HF中高速输液存在危险。2.HF对小分子物质的清除率低于标准HD的水平3.目前的价格高于HDHF不足方面1.HF中高速输液存在危险。2.HF对小分子物质的清除率
6、低于标准HD的水平3.目前的价格高于HD血液滤过的基本原理1 人体肾脏的基本功能：人体肾脏的基本功能：1.肾小球滤过功能2.肾小管重吸收功能 3.（内分泌功能）解决的问题：解决的问题：1.寻找一种更接近人体肾功能的血液净化方法2.至少具备肾小球滤过功能和肾小管重吸收功能*HD仅部分替代人体肾功能血液滤过的基本原理2天然肾的作用原理：天然肾的作用原理：肾小球内的血浆被肾小球有效滤过压有效滤过压(45mmHg)驱使，血浆水和溶质以对流对流方式通过肾小球基底膜到达肾小管内，其速度为125mlmin血液滤过的基本原理3血液滤过原理：血液滤过原理： 模仿天然肾的作用原理，将血液引入一个特制的滤器内，施加
7、一定的压力(TMP)，使水和溶质以对流的方式通过滤过器的膜。弃掉滤过液，再向体内输入新鲜电解质溶液，此即相当于肾小管重吸收功能关键技术问题关键技术问题1.保证充足的血流量，至少大于250m1min2.达到一定TMP3.特殊膜制成的滤过器血液透析滤过 血液透析滤过血液透析滤过（ HDF）综合了HD和HF的优点1.通过弥散高效清除小分子物质2.通过对流高效清除中分子物质 HDFHDF的实现：的实现：1.高流量透析器或滤过器，2.容量控制的血液透析机(除水范围4.5Lh)3.置换液溶质清除率的比较：溶质清除率的比较：1.HDF对尿素、肌酐、尿酸、磷酸盐、菊粉等清除率呈不同程度的升高2.对中分子物质清
8、除率依次为HDFHFHD血液透析滤过血浆置换1概述：概述： Abel最初于1914提出血浆分离或血浆清除(plasma removal）的概念。即把人体血抽出来沉淀后，去掉血浆，把其余成分还回体内、达到净化血液的目的。发展历程：发展历程：1、设备方面设备方面60年代出现间断性血细胞分离机70年代末出现膜式血浆分离装置2、医学知识的发展：医学知识的发展： 随着时代的发展，人们对疾病的认知程度不断提高，血浆分离技术在临床上应用越来越广泛血浆置换2血血浆浆置置换换( (plasma plasma exchangeexchange，PE)PE)定定义义：把人体血液在体外进行分离，将分离出的血浆弃掉，再
9、向体内输入新的血浆或血浆替代品现代技术不但可以分离出全血浆，还可以选择性分离出血浆中某一种成分，即：血浆成成分分分分离离，其方法有：双重膜式滤过(double fi1tration)和冷滤过(cryofiltration)。美国每年做血浆分离2-3万人次，治疗200多种疾病免疫吸附 免免疫疫吸吸附附( (IA)IA)是是在在血血浆浆置置换换基基础础上上发发展展起起来来的的一一种种新新的血液净化疗法的血液净化疗法1.免疫吸附通过吸附除去内源性和外源性致病因子，净化血液，达到治疗的目的2.免疫吸附通过抗原抗体免疫反应或物理化学作用除去致病因子，可用全血灌流，也可用血浆灌流吸附剂分类 根据吸附剂和被
10、吸附物之间作用原理，将吸附剂分为两大类1. 1.生生物物亲亲和和吸吸附附剂剂- -生物亲和吸附剂特异性高，但原料供应、制备纯化、灭菌和贮存在困难2. 2.物物理理化化学学亲亲和和吸吸附附剂剂- -物理化学亲和吸附剂特异性差，但生产制备方便，活性稳定血液灌流 1.概述血液灌流(HPHP)是将患者的血液引出体外并经过灌流器，通过吸附剂的吸附作用清除外源性和内源性毒物，达到净化的目的2. 2.HPHP的应用，为临床抢救药物中毒开辟了新的途径。与血液透析结合治疗尿毒症的某些并发症如周围神经病变等，收到了满意的效果，明显地提高了患者的生活质量吸附剂和吸附机理 吸附剂有活性炭和树脂吸附剂有活性炭和树脂1.
11、活性炭主要由椰子壳为原料制成。活性炭的吸附能力主要取决于活性炭的微孔结构组织 2.离子交换树脂吸附剂属化学性吸附剂，根据同电荷相斥、异电荷相吸的原理，对带不同电荷的分子选择性吸附血液灌流装置 血液血液灌流装灌流装置的组成：置的组成：1.罐流器2.吸附剂3.血泵 罐流器1. 容积：100-300克炭量体积2. 材料：不锈钢或塑料（一次性）3.要求： 死腔小、血流阻力低、血液相容性、密封性能好、不漏血人人工工心心肺肺机机HEART-LUNGMACHINE人工心肺机定义Definition1.人工心肺机人工心肺机是实施体外循环灌注的机器是实施体外循环灌注的机器2.心心 内内 直直 视视 手手 术术
12、（ OPEN-HEARTSURGERY）时时, ,人人工工心心肺肺机机代代替替了了人人体体心心脏脏的泵血功能及的泵血功能及人体肺脏人体肺脏的气体交换功能的气体交换功能XF-4A型型 人工心肺机人工心肺机循环回路循环回路滚柱泵离心泵离心泵与滚柱泵特点比较v血液破坏；压力形成；v流量反应；气泡传输v灵活性；安全性v流量传感方式v操作；费用膜式氧合器鼓泡式氧合器呼吸机呼吸定义呼吸定义不断地把空气中的氧气吸入体内，把体内产生的二氧化碳排出体外v呼吸系统构成：呼吸系统构成：鼻子、气管、支气管和肺组成。主要呼吸器官：主要呼吸器官：肺脏。在结构上分成呼吸道和肺泡两部分。呼吸作用实现：呼吸作用实现：v依靠呼吸
13、肌的收缩与放松进行。当呼吸肌收缩时，胸廓容积扩大，肺的容量也随之扩大，在肺内形成负压，外界空气就被吸入肺里当吸气肌肉放松时，胸廓、肺部恢复原先位置，容积缩小，肺里的气体被挤出体外这样一涨一这样一涨一缩的过程就是呼吸运动缩的过程就是呼吸运动正常人呼吸指标v健康成人在平静状态下：健康成人在平静状态下：呼吸频率：16-20次/分吸入空气量：500毫升/次通过肺的空气：8-10升/分氧储量在人体内（血液、体液）约500毫升静息状态下：氧耗量：20毫升/分剧烈运动时：氧耗量：达5500毫升/分v人体必须不停地呼吸，补充氧气，排除二氧化人体必须不停地呼吸，补充氧气，排除二氧化碳才能维持正常的生命活动碳才能
14、维持正常的生命活动呼吸治疗的意义v呼吸系统生理功能遇到障碍：呼吸系统生理功能遇到障碍：v化学中毒、溺水休克、心胸外科手术后出现呼吸衰竭等，均需采取输氧和人工呼吸进行抢救治疗(SARS)v人工呼吸机的作用：人工呼吸机的作用：v有效地提高病人的通气量，迅速解除缺氧和二氧化碳滞留问题，改善换气功能v对呼吸衰竭或停止自主呼吸的病人，人工呼吸机是必不可少的设备呼吸机的分类v按使用对象分类按使用对象分类v成人型通气机：成人型通气机：为成年人设计、适合于成年人使用的通气机，适应于成年人需要的通气量范围，不能实施较小的通气量或在小通气量范围内流量精度不够。鸟牌6400、8400和纽邦E-100i等v婴幼儿型通
15、气机：婴幼儿型通气机：是指通气范围比较适合婴幼儿使用的通气机，如：BirdVIP、Babylog-8000、SechristModel-700通气机等v成人和婴幼儿通用型通气机：成人和婴幼儿通用型通气机：通气范围较大，适于成人和婴幼儿使用，通常厂家会提供不同的分别适用于成人和婴幼儿的外部病人管道和湿化罐，如SiemensSV-300、900C、PB-7200和EngstromElvira等通气机按工作原理分类按工作原理分类v全气动通气机全气动通气机：或称为气控气动通气机v电子电子(计算机计算机)控制通气机控制通气机：或称为电控气动通气机v全电动通气机全电动通气机按功能用途分类便携式急救通气机：
16、针对旅途或战地条件设计家用睡眠(正负压)通气机：睡眠窒息高频喷射(震荡)通气机：新生儿、早产儿特殊用途通气机价差大：$1000$40,000或$50,000治疗型通气机属于高档通气机，价格高根据创伤分类v有创呼吸机v无创呼吸机呼吸机的基本原理v呼吸机就是用机械的方法在肺泡和大气间肺泡和大气间建立压力差，实现强制的人工呼吸过程v吸气时：吸气时：风箱压缩，风箱内气压增大，呼气阀门呼气阀门1关闭关闭。吸气阀门吸气阀门3打开打开，风箱内气体经阀门3进入人体v呼气时：呼气时：风箱伸展，吸气阀门吸气阀门3关闭关闭，呼气阀门呼气阀门1打开打开，呼出气体经阀门1进入大气。同时，外界空气经空气进口2进入风箱，供
17、下一循环使用v呼吸机如此往复循环工作，从而建立起人工模拟的肺脏呼吸功能。呼吸机的功能组成1.基本功能2.次级功能3.特殊功能4.附属功能基本功能v提供可变通气压力或容积v调节呼吸频率或呼吸周期v调节吸气流速或吸、呼比v调节辅助的通气灵敏度次级功能调节吸入气、氧浓度加湿、加温功能压力安全阀特殊功能1.压力波型选择；2.呼气流速限制；3.深吸气功能；4.呼气末正压(PEEP)；5.压力支持(PSV)；6.自发通气回路：1)间歇强制呼吸(IMV)；2)持续气道内正压呼吸(CPAP)。附属功能1.监测系统2.报警系统3.记录系统呼吸机的报警功能1.电源切断；2.压力过低、过高；3.空气和氧气压力不足；
18、4.辅助呼吸时自主呼吸停止；5.辅助呼吸时自主呼吸与机械呼吸不协调；6.氧浓度过低、过高；7.湿化器中水量不足；8.气道口湿度过高、过低；9.呼气时间不足，吸、呼气比过大；10.病人窒息；11.潮气量过低、过高；12.预置的气体流量不供给呼吸机状态的切换吸呼，呼吸1.呼吸机产生正压将气体压入肺部完成吸气以后，接着应完成向呼气的切换2.呼气过程结束时，也必须完成由呼气转为吸气 的状态切换吸气向呼气转化的机理和方式v常用的四种切换方式：常用的四种切换方式：压力切换流速切换容量切换时间切换v无论何种呼吸机必须具备一种切换方式v现代先进的呼吸机配有2-3种切换方式供临床根据不同情况选择呼气转为吸气的机
19、理和方式v呼吸机从呼气转为吸气的呼气转为吸气的三种方法：v自主切换自主切换(patientcycling)：病人自主吸气，触发呼吸机进行吸气v时间切换时间切换(timecycling)：预调的呼气时间完成后转入吸气称为，v人工切换人工切换(manualcycling)：人工手控v现代先进呼吸机可同时具有三种切换方式治疗呼吸机双水平呼吸机 睡眠呼吸机麻 醉 机Anesthesia machine麻醉机图片麻醉机应具备的性能v有防止缺氧的安全装置及必要的报警系统；v有浓度精确的专用蒸发器专用蒸发器；v备有适于麻醉时管理呼吸的通气机；v生命体征监测仪器；v符合国际标准的各连接部件和麻醉通气系统；v麻
20、醉残气清除系统。麻醉机分类v按功能、结构功能、结构分类：全能型、普及型、轻便型v按流量高低流量高低分类：高流量麻醉机（N2O0.5L/min）低 流 量 麻 醉 机 （ 最 低 流 量 可 达 0.02L/min或0.03L/min）v按对象年龄对象年龄分类：成人用麻醉机、小儿用麻醉机、成人小儿兼用麻醉机现代麻醉机的结构麻醉通气系统v麻醉通气系统是与病人相连接的联合气路装置。病人呼吸通过此系统，由麻醉机向此系统提供麻醉混合气体并传送给病人，与此同时病人能进行正常的O2、CO2交换麻醉通气系统要求的性能标准（主要）v预知吸入的麻醉气体(蒸气)浓度v预知吸入的氧浓度v能有效地排尽CO2v能控制和监
21、测肺通气量麻醉通气系统要求的性能标准（次要）无过多的麻醉气体(或液体)的浪费便于清洁、消毒使用简单、操作灵便不污染手术间环境(包括麻醉残气和影响污染)麻醉通气系统的分类v根据重复吸入程度及有无CO2吸收装置1.开放式2.半开放式3.半紧闭式4.紧闭式开放式半开放式半紧闭式紧闭式麻醉蒸发器的作用及功能1.麻醉蒸发器是一种能将液态的挥发性吸入麻醉药转变成蒸气并按一定量输入麻醉回路的装置2.有效地蒸发挥发性吸入麻醉药；3.精确地控制挥发性吸入麻醉药的输出浓度麻醉蒸发器结构原理图理想蒸发器的要求1.蒸发室内的饱和蒸气压恒定2.载气与稀释气流的配比精确影响蒸发器输出浓度的因素v温度的影响v载气与药液接触
22、面积的影响v压力的影响v稀释气流与载气流配比的影响v麻醉药容积的影响v振荡的影响v蒸发器在麻醉回路中安放位置的影响v其他因素的影响齿科设备牙科治疗机上配备的设备v牙钻机v口腔手术灯v喷枪v吸唾器v痰盂和器械盘 v（必须配备）l吸引器lX线机及X线片观察灯l加热消毒灯l活力测验器l电口镜l烧灼器l喷药器l（辅助） 手术台、床及婴儿培养箱概述v手术台（床）：作胸外科、腹外科、脑外科、骨科、眼科、妇产科、耳鼻喉科、泌尿科等手术用（综合手术台、电动（或液压）式综合手术台、产床、牵引床等 ）v病床：作治疗、疗养用（有手摇式三折病床和多功能电动病床 ）v婴儿培养箱：对早产婴儿或病弱婴儿培育成长用婴儿培养箱
23、国外同类产品发展动态v先进的模块化设计 v机械全电动传动 v手术体位更趋多样化 (可达20种)v多种控制模式 v远程医疗及设备故障诊断 v纵向水平移动距离大，确保C型臂X光摄影无死角v流线型设计和表面特殊处理 床 椅 站离心机离心技术发展v低速离心机v高速离心机v超速离心机v超速冷冻离心机离心机用途v离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；v将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；v它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；v特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；v利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心
24、机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级离心机的基本原理v重力沉降-混悬的溶液静置一段时间后，在溶液中质量的颗粒在地心引力作用下慢慢地沉淀到容器的底部v介质中的沉降将受到介质的浮力、介质阻力及扩散现象的影响 v当溶液颗粒非常微细而小到与溶液密度相近时，再采用静置法是很难加以分离，就必须采用离心法，给颗粒增加力而得以沉淀 相对离心力(转轴为10厘米、60，000转分 )医疗应用范围手术无影灯悬吊式多孔无影灯悬吊式多孔无影灯移动式单孔无影灯十字形空气对流式无影灯 整体多镜面冷光无影灯纤维导光头灯 垂直层流手术室多镜面反射器光路图符合空气动力学的灯体外形主、副灯泡自动更换系统内藏摄像头红外线追踪高压氧舱
25、高压氧的定义v国际水下及高气压医学会高压氧治疗专业委员会1999年年会汇编中这样描述：病人在高于一个大气病人在高于一个大气压的环境里吸入压的环境里吸入100100的氧治疗疾病的过程叫高压氧的氧治疗疾病的过程叫高压氧治疗。治疗。 v临床工作中，病人经常吸不到100的氧，我们也把他叫做高压氧治疗。 高压氧的概念v一个标准大气压（常压）是指在0时，纬度45的海平面上的大气压力，等于101.33kPav常压下氧分压：101.3kPa20.71=20.98kPav在常压下吸纯氧，则吸入气中氧分压为101.3kPa100=101.3kPav当在2.5ATA高压下吸纯氧，氧分压可达：101.3kPa2.5=
26、253.25kPav较之常压空气时增加了12倍高压氧舱设备的发展趋势v引入计算机控制技术，使计算机和彩色闭路电视监控技术兼容使用v采用新型舱体承压材料，如铝合金、钛合金和水泥(含硅)等，使氧舱自重轻型化v多人舱工作压力达0.550.60MPav人均舱容达(4m3人)v急救设备齐全，包括呼吸机和输液器等v氧舱结构：平封头、平移门和回转插入式递物筒等v采用水喷淋消防系统v采用吸、排氧头盔，以消除死腔 消毒与灭菌消毒、灭菌的方法v热力消毒灭菌v辐射消毒v空气净化v超声波消毒v微波消毒v化学消毒灭菌 热力消毒灭菌v使微生物的蛋白质和酶变性或凝固（结构改变导致功能丧失），新陈代谢受到障碍而死亡，从而达到
27、消毒与灭菌的目的 -湿热、干热 干热消毒灭菌v相对湿度在20以下的高热 v燃烧法 -烧灼法 、焚烧 （简单、迅速、彻底的灭菌方法 ）v干烤法-电热烤箱 、微波消毒 湿热消毒灭菌v由空气和水蒸气导热，传热快，穿透力强，湿热灭菌法比干热灭菌法所需温度低、时间短 v煮沸法 -将水煮沸至100 ，在水中加入碳酸氢钠至12浓度时，沸点可达105 v高压蒸汽灭菌法 -利用高压和高热释放的潜热（当lg100 的水蒸汽变成lg100 水时，释放出2255.2J的热量 ）进行灭菌 全自动数显立式高压蒸汽灭菌器卧式高压蒸汽灭菌器干热灭菌与湿热灭菌的比较干热湿热对物品影响适用对象作用温度作用时间杀菌能力空气 干热灭
28、菌与湿热灭菌的比较烤焦金属 玻璃等高（160-400）长（15小时）较差水和蒸汽 濡湿（皮革损坏）棉织品 水液等低（60134）短（460分钟）较强辐射消毒v辐射消毒主要是利用紫外线照射，使菌体蛋白发生光解、变性，菌体内的氨基酸、核酸、酶遭到破坏而致细菌死亡 方法v日光曝晒法 v紫外线灯管消毒法v臭氧灭菌灯（电子灭菌灯）消毒法 v电离辐射灭菌法紫外线空气消毒机(移动式)臭氧发生器空气净化v通风换气 v空气过滤超声波消毒法v利用频率在20200kHz的声波作用下，使细菌细胞机械破裂和原生质迅速游离，达到消毒目的 化学消毒灭菌法v利用化学药物渗透细菌的体内，使菌体蛋白凝固变性，干扰细菌酶的活性，抑
29、制细菌代谢和生长或损害细胞膜的结构，改变其渗透性，破坏其生理功能等，从而起到消毒灭菌作用 常用的方法v浸泡法 v擦拭法 v薰蒸法 v喷雾法 v环氧乙烷气体密闭消毒法 环氧乙烷气体灭菌v环氧乙烷又名氧化乙烯，在低温下为无色液体，具有芳香醚味，沸点为10.8，嗅阈值为760 mg/m31064mg/m3，密度为1.52；环氧乙烷易燃易爆，其最低燃烧浓度为3%。环氧乙烷气体穿透力强v环氧乙烷气体杀菌力强、杀菌谱广，可杀灭各种微生物包括细菌芽孢，属灭菌剂适用范围v环氧乙烷不损害灭菌的物品且穿透力很强，故多数不宜用一般方法灭菌的物品均可用环氧乙烷消毒和灭菌。例如，电子仪器、光学仪器、医疗器械、书籍、文件、皮毛、棉、化纤、塑料制品、木制品、陶瓷及金属制品、内镜、透析器和一次性使用的诊疗用品等。环氧乙烷是目前最主要的低温灭菌方法之一
