系根据半透膜弥散和渗透作用的原理，通过透析器，有选择地从血中排出某些过多的物质、并补充某些物质进入血中，调节血液中某些物质含量，保持机体代谢的平衡。血液透析已广泛地应用于临床中，如急性肾功能衰竭、慢性肾功能衰竭、急性药物或毒物中毒、急救某些疾病等。透析时选取适合的透析器及适合的透析液。透析时给以监护、注意抗凝、避免发生意外反应。对于不适合透析者不可免强透析。
目前用于血液透析的主要器械是人工肾。人工肾的原理是血液经过某种装有能通过分子量为3.5万左右的赛璐玢或铜玢膜半透膜的机械装置。半透膜另一侧，流通有透析液，借这种半透膜的半透作用，可使患者血液同透析液进行离子交换，从而清除血中的废物，补充身体需要的物质，调节水电平衡，以治疗急、慢性肾功能衰竭和某些药物中毒。
血液透析
通过人工肾清除体内氮质、毒物及代谢产物并保持水、电解质及酸碱平衡，称为血液透析。
血液透析大量地应用于临床仅十余年，Thalheimer首先将醋酸纤维膜进行实验性透析。1944年Kolff第一次将转筒式人工肾应用于临床，由于每次透析要切断动静脉各一根，致使血液透析不能持久进行。1960年Quin-ton与Scribner创用体外动静脉短路及1966年Brescia改进用体内动静脉瘘，奠定了为慢性肾衰竭病人进行规律性透析的基础。近年来制成各种高性能的透析膜，以及用活性炭包绕于生物膜中的吸附型人工肾，使透析装置不断向小型化发展。
人工肾的构造及原理 人工肾的基本结构包括三个部分。
透析器 由透析膜及其支架构成，是血液和透析液在膜内外进行透析的场所，常用的透析器分以下四种类型：
❶管型透析器。按照Kolff创始的蟠管型透析器改进而成，把透析膜制成的管绕在特制的塑料网架上构成，透析时血液在透析管内运行，透析液在管外的塑料网中流动，透析面积在0.8～1.5m2之间，应用正压透析。
❷平板型透析器。Kiil在60年代早期制成了标准平板透析器，主要构件为三块有机玻璃（或聚丙烯）平板，两平板之间夹有两层透析膜，血液流经两膜之间，透析液流经膜外。一个透析器共有四层透析膜，透析面积约1m2左右，可反复使用，但消毒不严密是其缺点。改进后的多层平板透析器，体积小，透析面积大，容量甚小，甚至不需预充血，使用方便，清毒亦较可靠。
❸空心纤维型透析器。1967年应用醋酸纤维制成空心纤维型透析器以后，现在又有应用铜仿、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯等材料制成各种性能的空心纤维透析器。这种透析器具有体积小(直径8～10cm，长25～30cm)，透析面积大(1.0～1.5m2)，容量小(80～100ml)，透析效果好，并有一定的滤过性能等优点。
❹直接血液灌流器。在小颗粒石油炭外面包裹一层生物蛋白半透膜，这种小颗粒称为人造细胞。将人造细胞300ml装入一个有上下进出孔的硬塑料罐(8×10cm)中，颗粒的表面积可达25,000cm2，动脉血由下孔入罐，经人造细胞后由上孔流出，回入静脉中。这种直接血液灌流可将血中尿毒素的一部分吸除，但这种方法不能纠正水与电解质紊乱，对于药物中毒治疗效果好。
透析液供给装置 由透析液的循环装置和透析液的供给系统两部分组成。透析液的循环一般用泵推动； 透析液的供给则有许多种形式，目前多使用浓缩原液，通过人工肾的自动装置按比例稀释。有些装置其透析液流经透析器后即流入下水道，有些则透析液经吸附装置处理后可再度使用。
自动监视装置 为了保证透析过程中透析器中血液和透析液的正常循环，人工肾需具备自动监视系统，包括温度自动控制系统，透析负压装置，透析液流量调节装置，静脉压表，浓度监视系统，漏血监视系统等。透析中如出现异常情况，即自动报警，并切断电路，这样就增加了透析的安全性。
血液透析用血管通道 血液透析患者必须建立血管通道，透析时与透析器的管道连接，常用的血管通道有以下两种。
体外动静脉短路： 以聚四氟乙烯管为尖端的硅胶导管两根分别插入前臂或踝部的动脉和静脉中，导管的头部埋于皮下，其后部引出皮肤，在体外加以连接，形成一动静脉短路。透析时拆开短路分别连接于透析器上的动脉和静脉管道，进行透析。体外动静脉短路的优点是操作方便，可立即应用，患者无穿刺皮肤的痛苦，透析中血流量稳定，缺点是容易感染及引起栓塞。此法较多地应用于暂时性急性肾衰竭及需要立刻进行透析的患者。
体内动静脉瘘： 多将前臂腕关节上方5～6cm处之桡动脉与头静脉进行吻合。亦可用肘部、大腿、小腿动脉与邻近的皮下静脉进行吻合。等待7～10天，吻合口愈合后才能进行透析，透析时用两个针（硅胶套管针）分别穿刺血管；引出血液的针应穿刺动脉，导入血液的针应穿刺静脉。如因反复穿刺在内瘘处形成炎性栓塞时，可作血管移植。可用一段自体大隐静脉，吻合于动静脉之间，缺点是口径较细，也可移植小牛颈动脉及猪颈动脉，这对无血管可用的透析患者，有一定作用。
血液透析的适应证 主要为肾衰竭。
急性肾衰竭：当已确诊为急性肾衰竭时，若为可析出的毒物或药物中毒，应立即开始透析，否则可按下列指征透析：
❶少尿、无尿2天以上，
❷尿素氮大于100 mg%,
❸血清钾大于6.5 mEq/L,
❹血清肌酐大于10mg%,
❺碱储15mEq/L以下，
❻临床上有浮肿，肺淤血，肺水肿，呼吸功能障碍，青紫，嗳气，呕吐，嗜睡等症状。
开始时透析的目的并不在于急速纠正尿素氮和肌酐值，主要是纠正水和电解质的失衡状态，以短时间多次透析为原则，隔日或每日透析4～5小时为宜。
近年来肯定了预防性透析能提高患者的存活率，产科原因引起的急性肾衰竭，应用预防性透析死亡率为7%，而不用者则高达15%；内科因素引起的急性肾衰竭，应用预防性透析，存活率为71%，不用者为60%。预防性透析可使胃肠道出血，败血症等并发症大为减少。
慢性肾衰竭： 慢性肾衰竭患者透析的指征应由下列三方面来决定，
❶临床症状有下列症状3种以上的患者如少尿，夜间多尿，肾性贫血，重症高血压，失眠、头痛、恶心、呕吐，体液潴留（浮肿）。
❷肾功能标准。内生肌酐清除率每分钟10ml以下，血清肌酐8mg%以上。
❸从事日常轻工作已有困难者。内生肌酐清除率在每分钟10～15ml时即开始透析，则预后较佳，患者大多能恢复工作。
血液透析的肝素化问题 用人工肾进行血液透析，为了使体外循环部分的血液不致凝固，必须应用肝素，方法如下：
全身肝素化法又称体内肝素化法： 透析开始前按1～1.5mg/kg计算，一次静脉注入，透析器预充液内加肝素10 mg，透析开始后每小时加肝素10 mg，维持血液凝固时间在30分钟以上。透析结束前一小时停用肝素，这种肝素化适用于没有出血倾向，没有手术创面的患者。
鱼精蛋白的应用。一般1ml(8.7mg)鱼精蛋白可中和10mg肝素，但个体反应不同，应根据具体情况进行调整。应用外瘘作透析，透析完毕时一般不必应用鱼精蛋白。穿刺内瘘进行透析的患者以及创伤、灼伤及外科手术后的急性肾衰竭患者，透析结束时都需要应用鱼精蛋白以防止出血。鱼精蛋白一次用量不得超过10ml，并需以5%糖水等量稀释后注射。
局部肝素化法又称体外肝素化法：对外伤、烧伤及手术后发生的肾衰竭，为避免增加出血机会，不用全身肝素化只能对透析器内血液肝素化，即在动脉侧管道中持续注入肝素，在静脉侧管道中持续注入鱼精蛋白中和肝素，然后再把血液输回体内。肝素和鱼精蛋白用量比例大致为30mg∶27mg，透析过程中按时测定凝血时间，使透析器内血液的凝血时间控制在20～30分钟之间。
边缘肝素化法： 这是一种安全，有效的小剂量肝素化方法，适用于有出血倾向或过去有出血病史的患者。即在开始透析前按0.5～0.7mg/kg计算，将肝素一次注入体内，以后用自动注射器以每小时5～7mg的速度持续注入动脉侧管道内，这样就使透析器内血液的凝血时间保持在半小时以上的安全范围内。
常用血液透析液的配方
| 成份 | Ⅰ号方 | Ⅱ号方 | Ⅳ号方 | TM101 |
| 钠 | 132mEq/L | 188mEq/L | 132mEq/L | 135mEq/L |
| 钾 | 2mEq/L | 4mEq/L | 3mEq/L | 1mEq/L |
| 钙 | 2.5mEq/L | 3.75mEq/L | 3mEq/L | 5mEq/L |
| 镁 | 1.5mEq/L | 1.0mEq/L | 1.0mEq/L | |
| 氯 | 105mEa/L | 108.75mEq/L | 106mEq/L | 99mEq/L |
| 醋酸钠 | 33mEo/L | 38mEq/L | 33mEq/L | 49mEq/L |
| 葡萄糖 | 200mg% | | 200mg% | |
| 渗透压 | 283mOsm | 291.13mOsm | 286mOsm | 286.5mOsm |
血液透析器的准备及应用
❶清洗标准平板透析器后铺膜，作压力试验，然后灌用0.75%甲醛消毒备用。
❷干燥型空心纤维型透析器，拆开包装，注入肝素盐水即可应用，内充消毒水的透析器以肝素盐水冲洗即可应用；如为充甲醛的透析器，则应将甲醛洗清，再充以肝素盐水备用。
透析器与患者连接时要注意无菌操作。透析开始后半小时内透析条件还不稳定，患者病情变化较大，应严密观察患者脉搏、血压，按本次透析要求调整透析液负压，一般应在-50～-150mmHg之间选择，使每次透析超滤量控制在体重的4～5%以内。透析温度控制在38～39℃之间。
血液透析事故的预防和处理 ❶管道分离，接管松脱，导致管道分离，引起失血甚至休克。较易发生在外瘘和血液管道接头处；固定管道应留活动的余地。
❷电源中段。应立即在血液管道外进行42℃热水浴及增加肝素用量。若超过30分钟，应即停止透析。
❸透析液温度失常。透析液温度高于43℃时可发生血液内蛋白质变性，低于35℃则易凝血，如温度控制失效，应即更换透析液供给器。
❹溶血。为透析中最严重事故，大多由于比例泵失灵或错配透析液造成的低渗透析所致，故须复核透析液浓度。此外血泵引起的机械性溶血，透析器及导管清洗不净亦可发生溶血，发生溶血时的症状为低血压，痉挛，高钾血症及黄疸，严重溶血时需输液、输血改善循环，同时进行透析以纠正高钾血症。
❺透析膜破裂漏血及血液回收时空气注入等事故偶有发生，一旦发生气栓，及时进行高压氧治疗。
❻管道或透析器内凝血。肝素化不足或患者低血压时间过长，血容量不足，血流缓慢都可诱发凝血。预防及治疗低血压，加大肝素用量或应用血泵增加血流速度。
血液透析并发症的处理 ❶低血压及昏厥。发生原因有失血，超滤过多引起低血容量，植物神经功能紊乱和败血症。处理应排除出血情况，卧平或头低足高位，并立即输血、输液，患者大多能迅速好转。
❷高血压。尿毒症患者每因体液过多或血浆肾素活力增高引起高血压，经透析大部患者可以得到控制，必要时可应用降压药物。(如甲基多巴、肼苯哒嗪、复方降压片等)。
❸急性循环衰竭。主要由于体液过多引起；高血压、贫血、冠状动脉硬化及尿毒症心肌病为其诱发因素。患者出现肺水肿及心力衰竭，处理方法是加强超滤，紧急时可将透析器内血液放出一部分，保存于血库中，待血容量减少时再行输入。
❹透析失衡综合征。透析开始时，血内的代谢废物清除较快，血浆渗透压下降也较快，但由于血脑屏障，脑内的尿素下降较慢，造成两者间渗透压差，体液向脑内移动，引起脑水肿。除尿素外，电解质与酸碱度也可能产生平衡失调。临床上血尿素氮越高，透析时血尿素氮下降越快的病人，发生此并发症的机会也越多，临床表现轻者可发生头痛、呕吐、烦躁不安，重者可出现精神失常、惊厥、昏迷甚至死亡。预防及治疗的原则为透析过程中防止血浆渗透压的急剧下降，可在透析液中加提高渗透压的溶质如葡萄糖、果糖、甘露醇、尿素、氯化钠等；防止透析中迅速除去溶质，可缩短透析间歇，增加透析次数，并减慢血流速度；预防性或治疗性应用抗痉挛药物如巴比妥类药物，苯妥英钠或安定等。
❺感染。由于肾功能不全和免疫机能低下，感染发生率高，必须保持透析室环境清洁，预防交叉感染。透析患者发生乙型肝炎与反复输血有关，应用小型透析器后输血大为减少。对病人及工作人员进行肝炎抗原的检测，发现带病毒者应即隔离。
❻硬水综合征。此并发症罕见，由于产生软水或蒸馏水的装置损坏，直接用自来水配制透析液，而引起高血镁、高血钙症，出现血压升高，头痛、恶心、呕吐、大汗、肌无力、甚至昏迷，应即检查血钙并停止透析。