模擬透析

 

      近年來「病人安全」議題受到重視,無非是因為醫療安全的問題可能會直接影響到患者的生命。病人安全的核心觀念係「減少患者在治療或健康照護過程中遭受不良或危害事件」。因透析患者每週要接受三次治療,理論上遭受不良或危害事件的機率會比較高,但相關的文獻報告並不多。某些透析病人可能會要求提早治療,為應付這些催促,透析前的準備可能因而不足,甚至忽略了應採取的必要預防與安全確保措施,結果可能會造成病人生命危險,因此我們建議透析前務必實施模擬透析,以提供患者更進一步的安全保障。

 

名詞定義

      模擬透析 (simulated dialysis) (圖一) 指的是先利用生理食鹽水填充血液迴路做沖洗透析器的動作,流速設定在 150mL/min,沖洗量至少 500mL。沖洗完成後將血液迴路循環連接,再接上透析液外管到透析器,透析液流速設定在 500mL/min。再啟動透析,維持生理食鹽水在血液迴路流速 200 mL/min 與設定調水速率 2L/hr,調水目標 0.3L,大約需執行 10 分鐘才能完成。模擬透析的主要目的在防止微氣泡、殺菌劑的反彈、透析器製程之殘餘物及透析系統不穏定所造成的人體傷害。

 

 

      膺假透析 (sham-dialysis) (圖二) 指的是血液以 100-150 ml/min流速通過透析器,但没有啟動透析液系統進行交換,目的在觀察血液和透析膜之間交互作用,當血液和透析膜實際接觸後,是否會導致蛋白質變化或引起補體活化及激活細胞。

 

透析危害事件

      Holley 由 2004 年 1 月至  2005 年 6 月記錄四家透析中心,共 64541 次透析治療,發生 88 件異常事件(發生率 1.36‰)。其中包括 35 件給藥錯誤,31 件透析廔管問題,19 件透析中凝固。雖未有造成病人生命危險的事件,但與工作人員直接或間接相關的佔 85 件(佔所有異常事件的 96.5%),透析機器故障引起的病人安全事件相對比較少。然而透析治療具有相當的專業性,透析前的準備工作很重要,但有時病人不願等待而要求提早治療,為了應付這些催促並達到足夠的透析時間,透析前的準備可能就因此而不足,常常未等待機器系統準備完成,就直接進行透析治療,其實這樣的操作是將病人置於不安全的情況,有可能會因透析機故障或不穏定、透析器製程殘留物、透析器消毒劑殘餘或反彈而造成的傷害,這些情況因發生率不高,故未引起特別關注,也沒有詳細的記錄與分析。雖然如此,以下仍特別就透析器製程殘餘物的危害、透析器消毒劑殘餘的危害、透析循環中微粒栓子的危害與透析機系統不穏定的危害等四種情況加以說明。

 

一、透析器製程殘餘物的危害

      Baxter公司生產的透析器,2001年8月在西班牙造成11人死亡,原因是透析器製程中殘餘的非水溶性液體PF5070所造成的。PF5070在室溫是液體,在體温時成為氣體,但不能溶解或通透過肺泡膜而消除。Baxter公司該批號透析器在全世界造成超過50位透析病人突然發生肺栓塞而死亡。

 

二、透析器消毒劑殘餘的危害

      假如新的透析器中的ETO(ethylene oxide)未被沖洗乾淨,可能會引起“初次使用反應(first-use reaction) ”及搔癢症。透析液的重碳酸鹽滲入重複使用的透析器纖維與殘留過氧醋酸作用形成微氣泡,以及自動化機器去消毒劑不完全,或是透析器纖維材料內部的殺菌劑(過氧醋酸或福馬林)反彈,都可能會造成人體的傷害。

 

三、透析循環中微粒栓子的危害

      根據文獻指出透析機對於氣泡的偵測,是利用超音波對氣泡大小及單位時間內的訊號累積來作反應。若氣泡直徑小於偵測範圍且超過累積時間就逃逸偵測。特別是乾式透析器會因沖洗時間不足,氣泡殘留在纖維內部而緩慢逸出。透析循環中微粒栓子(microemboli)是指微米(μm)大小的微粒栓子,包括空氣、血栓、脂肪、透析器製程殘餘物等。這些微粒栓子是無聲無息的,可逃逸透析機的偵測。慢性微粒栓塞可直接引起透析病人肺部血管阻塞、增加補體活化、血小板凝集等等的併發症,這些微小氣泡或微粒栓塞,最終被困在肺部血管系統,可能是造成部分血液透析患者肺損傷的原因。

 

四、透析機系統不穏定的危害

      透析機在透析前均會進行自我測試及透析器外管排氣,所有動作都由內部程式控制與監測,當機器出現偶發性的動作不完全,可能造成機器內部壓力不平衡或合併假性異常訊號,若直接進行治療可能會造成病人的不適或傷害事件。

 

模擬透析的應用

      模擬透析其實不是創新的作法,很久以前就存在,通常工作人員在透析治療前都會實施,只是可能因為作業忙碌而將之省略或執行不完全。模擬透析的作法,可以參考 Minntech 公司發表以重覆使用的透析器進行透析的準備建議,利用至少 500mL 生理食鹽水填裝血液迴路,在流速不高於 150mL/min 的情況下沖洗透析器。完成後將血液迴路循環連接,再接上透析液外管到透析器且透析液流速設定在 500mL/min,使透析液從透析器的底部完全地填滿到上方。再啟動透析維持生理食鹽水在血液迴路中流速大約 300mL/min 與設定調水速率 2L/hr,至少進行 10 分鐘。在此建議維持生理食鹽水在血液迴路中流速 200 mL/min 就好,調水速率仍維持 2L/hr,至少進行 10分鐘。之後在引流病人血液前,血液幫浦 (blood pump)一定要歸零,以免因負壓導致空氣進入血液迴路中,總調水 (total ultrafiltration) 也要歸零重新計算,同時調水速率也要重新設定。模擬透析主要是可防止透析器纖維內的微氣泡、或透析液的重碳酸鹽滲入透析器纖維與殘留過氧醋酸作用形成微氣泡、以及防止自動化機器去消毒劑後,可能的透析器纖維材料內部的殺菌劑反彈,造成人體的傷害。

      Kallenbach 等人 2005 年也提出類似的作法,針對新透析器也建議以 500mL 生理食鹽水填裝血液迴路並沖洗透析器,之後銜接血液迴路,接上透析液外管進行透析,並設定調水目標250mL。對於嚴重搔癢的病人有些單位使用1500-2000ml的生理食鹽水進行沖洗,但短暫的時間內是否能沖洗乾淨所有 ETO 仍有待商榷,因此Minntech 公司進一步建議新透析器使用前,要如處理重覆使用的透析器一樣,進行模擬透析。

      若氣泡直徑小於偵測範圍且超過累時間就逃逸偵測,特別是乾式透析器會因潤洗時間不足,氣泡殘留在纖維內部而緩慢逸出,且透析循環中微小氣泡或微粒栓塞,可能是造成部分血液透析患者的肺損傷的原因。因此 Droste 建議乾式透析器需進行透析前置作業以排除微小氣泡,先以 150ml/min 生理食鹽水充填血液迴路與透析器,然後銜接血液迴路,再接上透析液外管到透析器且透析液流速設定在 500mL/min,進行透析循環排氣至少5分鐘。關於此項透析前置作業,常用的透析器廠牌,如 Nipro、 Fresenius、 Asahi、 Toray、 Gambro 等,不論是乾式或濕式的透析器在使用說明書中均有提及,只是內容略有不同。因為能有足夠的時間使氣泡溶解於水中,可減少微小氣泡進入肺部血管系統,同時提高氣體相對偵測強度,使能累積成氣泡信號或真正形成實體氣泡。

      透析前我們會執行透析器外管排氣,機器的動作方式均為產生負壓使透析液通過透析器,在動作完成後機器內部會進行壓力平衡。依 Boyle’s law (波以爾定律),體積 V 和壓力 P 成反比,若機器偶發性異常時存在負壓時,負壓會使氣體體積變大,因此透析液外管中會產生真空氣泡,而產生假性膜破裂(leak)訊號。另外根據理想氣體公式 PV=nRT 推測,當實際透析時,外管透析液溫度由室溫 (20~25℃) 提升至 36.0℃,使原先溶解於血液迴路內的氣體會逸出,若氣泡直徑小於偵測範圍且超過累積時間就逃逸偵測,就會直接進入人體。

      若執行模擬透析可讓機器有時間再次平衡內部壓力,對於外管產生真空氣泡產生假性膜破裂的訊號,可有效地判別及排除,減少透析中病人不安全的狀況,對於血液迴路內逸出的氣體,可在空氣捕捉器 (air trap) 形成大氣泡而排除。

      屏東某區域醫院 2008 年間曾發生病人於開始透析時感覺胸悶不適合併假性透析器破裂訊號事件 13 起,因没有肉眼可察覺的血液自透析器外管流出,我們處裡的方式是暫停透析,將血液趕回病人體內,之後進行模擬透析10分鐘,待病人症狀已經緩解,再重新執行透析治療。因發生在同一型的機器新舊皆有,且不特定病人及透析器。調查之後發現有共同的特徴,為這些個案均未接上透析液進行模擬透析,只進行血液迴路與透析器的沖洗,之後就直接為病人進行透析治療。原廠檢測機器零組件及系統功能均是正常,並推測是機器偶發性的內部壓力未平衡所導致。我們依照原廠建議,病人進行透析治療前先實施模擬透析,讓機器有時間進行內部壓力再平衡,至目前為止 (2009年6月) 僅發生一例,仍是未實施模擬透析。

 

實施模擬透析對人員的負擔及經濟損益

      透析治療全程每個時段,對病人及工作人員而言,都充滿不可預知的風險,因此模擬透析 10 分鐘,對工作人員並不會增加工作負擔。因機器不管新舊皆可能會有偶發性的內部壓力未平衡,因此模擬透析雖不能保證透析全程無風險,但至少確認病人可穏定進入透析。透析器有足夠的時間浸潤會降低凝固、減少病人不適或機器不穏定等機率,反而減輕人員工作壓力。模擬透析所需費用估計約新台幣10元,就病人安全角度來看是微不足道。對於搔癢的病人可有效除 ETO,不需以1500-2000ml 的生理食鹽水進行透析器沖洗,反而可節省人力及材料。 

      同時為提升透析器生物相容性,常利用 polyvinylpyrrolidone (PVP) 的高度親水性與疏水材料結合,例如 polysulfone (PS), poly-acrylo-nitrile (PAN) 及poly-ester-sulfone (PES),PVP 聚合物是由 N-Vinyl -pyrrolidone 單體合成的高度親水性及生物相容性的生物材料。 PVP 本身潮濕後會膨脹使膜表面變平滑,提高透析膜的生物相容性及降低蛋吸附到膜表面的特性,使用乾式的透析器,更要接上透析液進行模擬透析,使透析器有足夠的時間浸潤,讓纖維內外完全膨脹以提高透析膜的生物相容性,這也可算是模擬透析額外的好處。

 

結論 

      Canaud 認為毒性物質 PF5070 事件,已造成西班牙 11 人死亡,當時就應該擬定相關的防範措施來避免類似事件再次發生;我們認為若充分進行模擬透析,或許就不會發生之後克羅埃西亞的 23 名患者死亡事件。在此,模擬透析的觀念是大部份透析器血液端的非水溶性液體 PF5070,會因一開始的生理食鹽水沖洗而清除,而殘餘的 PF5070 在模擬透析時,透析液的溫度會使 PF5070 形成氣體,而在透析液與血液迴路中被排除。端視這些事件除追究製造廠的責任外,醫療人員從中學習到什麼?什麼是被遺漏?若有確實的進行模擬透析是不是可以避免? 

    

因此模擬透析的具有下列重要性:

(1)充份的透析液浸潤,使透析膜潮濕後膨脹,展現良好的生物相容性。

(2)充份的透析液浸潤,除去殘留過氧醋酸作用形成的微氣泡。

(3)可有效的清除透析器製程可能的殘餘物,或消毒劑殘餘或反彈。

(4)啟動模擬透析可確保機器是在安全的穏定狀況。 

 

      面對生命我們要謙卑,再忙也不能遺漏「病人安全」!因為没有病人安全,就無法論及醫療品質!無論如何每次透析治療前,一定要實施模擬透析,以進一步保障透析安全,避免病人受到不必要的傷害。在此建議模擬透析應被視為透析作業的標準流程之一。

 

文章作者:前長庚醫院 血液透析技術師 陳建文

Facebook Comments