生理學原理與尿素動力學模型

一份互動式指南,探索透析的核心概念

什麼是透析?

透析是一個過程,透過一片稱為**半透膜**的特殊濾網,來改變溶液(如血液)中的溶質成分。您可以將半透膜想像成一張有許多微小孔洞的薄片。水分子和小的溶質可以穿過這些孔洞,但像蛋白質這樣的大分子則會被阻擋在外。這使得我們能夠移除血液中的廢物,同時保留有用的物質。

溶質運送的兩大機制

溶質穿過半透膜主要依靠兩種物理原理:擴散和超過濾。了解這兩種機制是理解透析如何運作的基礎。

1. 擴散 (Diffusion)

溶質因隨機分子運動,從高濃度區域移動到低濃度區域。

血液側 (高濃度)
透析液側 (低濃度)

在透析中,血液中的廢物(如尿素)濃度高,而透析液中沒有,因此廢物會自然地從血液擴散到透析液中。**分子越小,擴散越快**。

2. 超過濾 (Ultrafiltration)

在壓力驅動下,水分子被迫穿過薄膜,並「拖著」溶質一起移動。

血液側 (高壓力)
透析液側 (低壓力)

這個過程主要用於**移除體內多餘的水分**。水流會順便帶走一些溶質,這個現象稱為「溶劑拖曳」(solvent drag)。

透析器效能:血流量與清除率的關係

透析器的「清除率」(Clearance) 是衡量其移除廢物效率的關鍵指標,代表單位時間內能被完全淨化廢物的血液體積。清除率受到多種因素影響,其中最重要的是**血流量 (Q_B)** 和**透析器本身的效率 (K₀A)**。請使用下方的互動圖表來探索這些變數如何影響清除率。

入口尿素氮 (SUN)

100 mg/dL

出口尿素氮 (SUN)

40 mg/dL

尿素清除率 (K_D)

240 mL/min

此圖表顯示在特定透析器 (K₀A ≈ 600) 下,血流量與清除率的關係。

病患適足度:Kt/V 與 URR 的互動關係

要評估一次透析治療是否「足夠」,臨床上最常用兩個指標:**尿素下降率 (URR)** 和 **Kt/V**。URR 簡單直觀,但 Kt/V 更全面,它考慮了透析時間、清除率和病患的體型。然而,這兩者的關係並非固定不變,會受到**透析中體液移除量**和**透析時間(尿素生成)**的影響。使用下方工具,了解這些因素如何改變 Kt/V 和 URR 的對應關係。

當 URR 為 65% 時,對應的 Kt/V 約為 1.2

此為根據下方圖表及 Daugirdas 第二代公式估算的值。

圖表顯示不同條件下 Kt/V 與 URR 的關係。線條越高,代表需要更高的 Kt/V 才能達到相同的 URR。

深入探討:大分子移除與體液控制

除了尿素等小分子廢物,移除中、大分子量的尿毒素以及精準控制體液平衡,也是現代透析治療的重點。這關係到長期的併發症預防與生活品質。

中、大分子物質的移除

像 **β₂-微球蛋白 (β₂M)** 這類較大的分子,與類澱粉沉積症等長期併發症有關。移除它們的能力取決於透析膜的「通量」(Flux)。

透析膜類型 主要目標 β₂M 移除能力 備註
低通量 (Low-Flux) 小分子 (如尿素) 幾乎為零 早期技術
高通量 (High-Flux) 小分子 + 中分子 良好 目前臨床主流
血液透析過濾 (HDF) 小分子 + 中大分子 優異 結合擴散與對流
中截止孔徑 (MCO) 移除更大範圍分子 良好 可能流失少量白蛋白

體液控制的重要性

控制透析間期增加的體重(體液)是透析適足度的另一個關鍵維度。**體液過載**和**過快的脫水速率**都與心血管事件和死亡風險增加密切相關。理想的體液管理策略包括:

  • 盡可能維持剩餘的腎功能(尿量)。
  • 限制鈉(鹽)的攝取,以減少口渴感和飲水量。
  • 安排足夠的透析時間,以平緩、安全地移除累積的水分。