CN111630362A - 压力检测器的调整装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种压力检测器的调整装置,其可任意地调整膜部件的初始位置。压力检测器(S)的调整装置包括:控制部(E),该控制部(E)依次进行第1步骤和第2步骤,在第1步骤中,一边通过电磁阀(B)的封闭来封闭第1区域(K1),一边驱动泵(D),使第1区域(K1)为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除电磁阀(B)的封闭,封闭气相部(S2)、第1区域(K1)和第2区域(K2);调整压力获得部(N),调整压力获得部(N)根据第1步骤时的第1区域(K1)的压力和容积与第2步骤时的气相部(S2)、第1区域(K1)和第2区域(K2)的压力和容积的关系,获得第1步骤的调整压力,其中,控制部(E)在第1步骤,按照形成调整压力获得部(N)所获得的调整压力的方式驱动泵(D)后,进行第2步骤,由此,使膜部件(M)处于与调整压力相对应的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力检测器的调整装置,该压力检测器可通过检测气相部的压力来检测流路的液体的压力。
背景技术
一般,在透析治疗时采用血液回路,该血液回路用于使已采取的患者的血液进行体外循环,将其再次返回到人体内,该血液回路比如,主要由动脉侧血液回路和静脉侧血液回路构成,它们可与具有中空丝膜的透析器(血液净化器)连接。在该动脉侧血液回路和静脉侧血液回路的各自的前端,安装动脉侧穿刺针和静脉侧穿刺针,动脉侧穿刺针和静脉侧穿刺针各自地穿刺于患者,进行透析治疗的血液的体外循环。
在过去,为了检测对血液回路进行体外循环的血液的压力,比如,像在专利文献1中所公开的那样,人们提出有下述的压力检测器,该压力检测器包括:外壳,该外壳可与血液回路连接;隔膜(膜部件),该隔膜(膜部件)安装于外壳的内部,分隔可填充血液回路的血液的液相部与可填充空气的气相部,并且该隔膜(膜部件)可对应于填充在液相部中的血液的压力而发生位移,其中,该压力检测器可通过借助压力传感器而检测气相部的压力,检测血液的压力。按照该过去的压力检测器,由于通过膜部件而分隔液相部和气相部,故可一边避免血液与气相部内部的空气接触的情况,一边以良好的精度而检测血液回路的血液的压力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特表2017-504389号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述过去的压力检测器中,具有下述那样的课题。
由于用于在外壳的内部分隔气相部和液相部的膜部件必须要求对应于液相部的液体的压力(液压)而发生位移,膜部件由柔软的部件构成,故在于使用前的液相部中填充空气的状态,无法确定初始位置。于是,具有下述的问题,即,如果在使用前,膜部件没有位于外壳的中间处,比如接近液相部侧的壁面,则可测定的阴压(负压)的幅度(测定范围)变窄,如果膜部件接近气相部侧的壁面,则可测定的阳压(正压)的幅度(测定范围)变窄。
另外,由于主要在安装于打算测定负压的部位处的压力检测器中,可通过使膜部件的初始位置接近气相部侧的壁面,扩大负压侧的测定范围,并且在安装于打算测定正压的部位处的压力检测器中,通过使膜部件的初始位置接近液相部侧的壁面,扩大正压侧的测定范围,故具有对应于安装压力检测器的部位,任意地调整膜部件的初始位置的要求。
本发明是针对这样的情况而提出的,本发明在于提供可任意地调整膜部件的初始位置的压力检测器的调整装置。
用于解决课题的技术方案
权利要求1所述的发明涉及一种压力检测器的调整装置,该压力检测器包括:外壳,该外壳可与液体的流路连接;膜部件,膜部件安装于该外壳的内部,分隔可填充上述流路的液体的液相部与可填充气体的气相部,并且该膜部件可对应于填充在上述液相部中的液体的压力而发生位移,该压力检测器通过检测上述气相部的压力,检测上述流路的液体的压力,其特征在于,该压力检测器的调整装置包括:配管部,在该配管部的一端形成可与上述气相部连接的连接部,并且可从该配管部另一端导入或导出气体;泵,该泵相对经由上述连接部而连接的上述配管部和气相部的流路,经由该配管部的另一端导入气体或导出气体;封闭部,该封闭部可封闭上述配管部的流路的规定位置,通过该封闭而按照上述另一端侧的第1区域与上述一端侧的第2区域划分上述配管部的流路;控制部,该控制部可控制上述泵和封闭部,该控制部依次进行第1步骤和第2步骤,在该第1步骤中,一边通过上述封闭部的封闭以封闭上述第1区域,一边驱动上述泵,使该第1区域为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除上述封闭部的封闭,封闭上述气相部、第1区域和第2区域;调整压力获得部,该调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,获得上述第1步骤的上述调整压力,上述控制部在上述第1步骤,按照形成上述调整压力获得部所获得的上述调整压力的方式驱动上述泵后,进行上述第2步骤,由此,使上述膜部件处于与上述调整压力相对应的位置。
权利要求2所述的发明涉及权利要求1所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述压力和容积的关系为波义尔-查理定律。
权利要求3所述的发明涉及权利要求1或2所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述控制部在进行密贴步骤后,依次进行上述第1步骤和第2步骤,在该密贴步骤中,通过驱动上述泵,相对上述气相部导入或导出气体,使上述膜部件密贴于该气相部的内周壁面或上述液相部的内周壁面上。
权利要求4所述的发明涉及权利要求1~3中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,其包括检测上述第1区域的压力的第1压力检测部。
权利要求5所述的发明涉及权利要求4所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,其不仅包括上述第1压力检测部,而且包括检测上述第2区域的压力的第2压力检测部。
权利要求6所述的发明涉及权利要求1~5中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述泵为蠕动型泵,该蠕动型泵可在其纵向操纵上述配管部,送出气体。
权利要求7所述的发明涉及权利要求1~6中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,计算上述调整压力。
权利要求8所述的发明涉及权利要求1~7中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,计算上述第1区域或第2区域的实际的容量。
发明的效果
按照权利要求1所述的发明,包括:控制部,该控制部可控制泵和封闭部,该控制部依次进行第1步骤和第2步骤,在该第1步骤中,一边通过封闭部的封闭封闭第1区域,一边驱动泵,使第1区域为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除封闭部的封闭,封闭气相部、第1区域和第2区域;调整压力获得部,该调整压力获得部根据第1步骤时的第1区域的压力和容积与第2步骤时的气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,获得第1步骤的调整压力,控制部在第1步骤,按照形成通过调整压力获得部而获得的调整压力的方式驱动泵后,进行第2步骤,由此,使膜部件处于与调整压力相对应的位置,故可任意地调整膜部件的初始位置。
按照权利要求2所述的发明,由于压力和容积的关系为波义尔-查理定律,故可通过较简单的运算式计算调整压力。
按照权利要求3所述的发明,控制部在进行密贴步骤后,依次进行第1步骤和第2步骤,在该密贴步骤中,通过驱动泵,相对气相部导入或导出气体,使膜部件密贴于该气相部的内周壁面或液相部的内周壁面上,故可通过密贴步骤,将膜部件固定于内周壁面上,可防止在此后的第1步骤中,膜部件发生位移的情况。
按照权利要求4所述的发明,由于包括检测第1区域的压力的第1压力检测部,故根据通过第1压力检测部而检测的压力,在第1步骤时,以良好的精度而使第1区域为调整压力。
按照权利要求5所述的发明,由于不仅包括第1压力检测部,而且包括检测第2区域的压力的第2压力检测部,故在于膜部件的初始位置调整时,通过第1压力检测器而检测压力之后,可在液体的压力的检测时,通过第2压力检测部而检测压力。
由此,可通过借助封闭部封闭配管部,将与气相部连通的空间限定于第2区域,并且可通过第2压力检测部,检测该第2区域的压力,由此,在液体的压力的检测时,可对应于膜部件的位移快速地检测压力变化,可提高响应性。另外,由于可封闭第2区域,通过第2压力检测部检测液体的压力,故可在膜部件的初始位置调整时,多个压力检测器共享第1区域。
按照权利要求6所述的发明,由于泵为蠕动型泵,该蠕动型泵可在其纵向操纵上述配管部,送出气体,故可在泵的停止时封闭配管部,可在于第1步骤时封闭第1区域的场合,不必要求各自的封闭部。
按照权利要求7所述的发明,由于调整压力获得部根据第1步骤时的第1区域的压力和容积与第2步骤时的气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系计算调整压力,故不必要求预先配备表格等,可容易地调整膜部件的初始位置。
按照权利要求8所述的发明,由于调整压力获得部根据第1步骤时的第1区域的压力和容积与第2步骤时的气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系计算第1区域或第2区域的实际的容量,故在膜部件为任意的初始位置时,可减轻第1区域或第2区域的尺寸误差的影响,可提高精度。
附图说明
图1为表示采用本发明的实施方式的压力检测器的调整装置的透析装置(血液净化装置)的示意图;
图2为表示该压力检测器的俯视图和侧视图;
图3为沿图2中的III—III线的剖视图;
图4为表示该压力检测器的调整装置的概要的示意图;
图5为表示本发明的第1实施方式的压力检测器的调整装置的控制的流程图;
图6为表示该压力传感器的调整装置的密贴步骤时的状态的示意图;
图7为表示该密贴步骤时的膜部件的状态的剖面模式图;
图8为表示该压力传感器的调整装置的密贴步骤后和第1步骤前的状态的示意图;
图9为表示该压力传感器的调整装置的第1步骤时的状态的示意图;
图10为表示该压力传感器的调整装置的第2步骤时的状态的示意图;
图11为表示本发明的第2实施方式的压力检测器的调整装置的控制的流程图;
图12为表示该压力检测器的调整装置的密贴步骤时的状态的示意图;
图13为表示该密贴步骤时的膜部件的状态的剖面示意图;
图14为表示该压力传感器的调整装置的密贴步骤后和第1步骤前的状态的示意图;
图15为表示该压力传感器的调整装置的第1步骤时的状态的示意图;
图16为表示该压力传感器的调整装置的第2步骤时的状态的示意图;
图17为表示本发明的另一实施方式的压力检测器的调整装置的控制的流程图;
图18为该压力传感器的调整装置的控制所采用的曲线图。
具体实施方式
下面参照附图,具体地对本发明的实施方式进行说明。
用于第1实施方式的血液净化装置由用于进行透析治疗的透析装置构成,像图1所示的那样,该血液净化装置包括:血液回路,该血液回路由动脉侧血液回路1和静脉侧血液回路2构成;透析器3(血液净化器),该透析器3与动脉侧血液回路1的基端和静脉侧血液回路2的基端连接,对流过血液回路的血液进行净化;血液泵4;复式泵5;除水泵6;压力检测器S;配管部K;泵D;电磁阀B(封闭部);控制部E;调整压力获得部N。另外,配管部K、泵D、电磁阀B(封闭部)、控制部E与调整压力获得部N构成本实施方式的压力检测器S的调整装置。
在动脉侧血液回路1中,在其前端,经由连接器c而连接动脉侧穿刺针a,并且在其中途设置由蠕动型泵构成的血液泵4。另一方面,在静脉侧血液回路2中,在其前端经由连接器d而连接静脉侧穿刺针b,如果在动脉侧穿刺针a和静脉侧穿刺针b穿刺于患者中的状态驱动血液泵4,则在患者的血液通过动脉侧血液回路1到达透析器3后,通过透析器3进行血液净化,通过静脉侧血液回路2返回到患者的体内。
即,一边使患者的血液从血液回路的动脉侧血液回路1的前端体外循环到静脉侧血液回路2的前端,一边通过透析器3而对其进行净化,进行血液净化治疗。另外,在本说明书中,将对血液进行脱血处理(采血)的穿刺针的一侧称为“动脉侧”,将血液返回的穿刺针的一侧称为“静脉侧”,“动脉侧”和“静脉侧”不是通过构成穿刺的对象的血管为动脉和静脉中的哪者而定义的侧。
在透析器3中,在其外壳部形成血液导入口3a(血液导入端口)、血液导出口3b(血液导出端口)、透析液导入口3c(透析液流路入口:透析液导入端口)与透析液导出口3d(透析液流路出口:透析液导出端口),在其中的血液导入口3a上连接动脉侧血液回路1的基端,在血液导出口3b上连接静脉侧血液回路2的基端。另外,透析液导入口3c和透析液导出口3d分别与从透析装置本体而延伸设置的透析液导入管线La和透析液排出管线Lb连接。
在透析器3的内部接纳多个中空丝(在图中没有示出),该中空丝构成用于对血液进行净化的血液净化膜。另外,在透析器3的内部形成经由血液净化膜而患者的血液流过的血液流路(血液导入口3a和血液导出口3b之间的流路)与透析液流过的透析液流路(透析液导入口3c和透析液导出口3d之间的流路)。另外,在构成血液净化膜的中空丝中,形成贯穿其外周面和内周面的多个微小的孔,形成中空丝膜,按照经由该膜,血液中的杂质等会透过到透析液的内部的方式构成。
复式泵5按照在透析装置本体的内部跨过透析液导入管线La和透析液排出管线Lb的方式设置,并且在透析液排出管线Lb中的构成复式泵5的旁路的旁路管线Lc上设置除水泵6,该除水泵6用于从在透析器3中流动的患者的血液中去除水分。另外,透析液导入管线La的一端与透析器3(透析液导入口3c)连接,并且该透析液导入管线La的另一端与调制规定浓度的透析液的透析液供给装置(在图中没有示出)连接。此外,透析液排出管线Lb的一端与透析器3(透析液导出口3d)连接,并且该透析液排出管线Lb的另一端与在图中没有示出的排液机构连接,在从透析液供给装置而供给的透析液通过透析液导入管线La到达透析器3之后,通过透析液排出管线Lb而送给排液机构。
在这里,在用于本实施方式的血液回路中连接压力检测器S。该压力检测器S分别连接于动脉侧血液回路1中的前端(连接器c)与血液泵4的设置部位之间的位置、血液泵4和透析器3之间的位置、静脉侧血液回路2的前端(连接器d)与透析器3的设置位置之间的位置,按照可检测流过该动脉侧血液回路1和静脉侧血液回路2的血液的压力的方式构成。
具体来说,压力检测器S像图2、图3所示的那样,包括外壳C,该外壳C可与液体的流路R(在本实施方式中,相当于动脉侧血液回路1或静脉侧血液回路2)连接;膜部件M,该膜部件M安装于外壳C的内部,分隔可填充流路的液体(在本实施方式中,动脉侧血液回路1或静脉侧血液回路2的血液)的液相部S1;可填充空气的气相部S2,并且可对应于填充于液相部S1中的液体(血液)的压力而发生位移,其中,通过借助压力检测部(第1压力检测部P1或第2压力检测部P2)而检测气相部S2的压力,检测流路R(动脉侧血液回路1或静脉侧血液回路2)中的液体的压力。
外壳C由中空状成形部件构成,该中空状成形部件可对规定的树脂材料等进行成形,一体地形成有连接端口C1、C2,该连接端口C1、C2可与液体的流路R连接,可与液相部S1连通,并且一体地形成有连接端口C3,该连接端口C3可与后述的配管部K的一端Ka(参照图4)连接,可与气相部S2连通。在该外壳C的内部中形成的空间通过膜部件M,分隔(划分)为液相部S1和气相部S2。膜部件M由安装于外壳C的内部的隔膜构成,由可伴随液相部S1或气相部S2的压力变化而发生位移或变形的柔软的材料形成。
但是,在本实施方式中具有调整装置,该调整装置用于调整与血液回路的所需位置连接的相应的压力检测器S中的膜部件M的初始位置。该压力检测器S的调整装置包括:配管部K;泵D;作为封闭部的电磁阀B;第1压力检测部P1(或第2压力检测部P2);控制部E;调整压力获得部N。
配管部K由可进行空气的流通的管等的流路构成,像图4所示的那样,在其一端,形成可与外壳C的气相部S2连接而连通的连接部Ka,在其另一端,形成向大气开放的大气开放部Kb。最好,本实施方式所采用的配管部K由难以因内部的压力变化而变形的硬质树脂等形成。泵D由蠕动型泵构成,该蠕动型泵可通过在其长度方向操纵配管部K,送出空气,设置于接近配管部K的大气开放部Kb的位置,该蠕动型泵按照可通过驱动,相对配管部K和气相部S2,经由大气开放部Kb(另一端),导入或导出空气的方式构成。
另外,在配管部K中的连接部Ka与泵D的配置部位之间安装作为封闭部的电磁阀B。该电磁阀B(封闭部)可任意地封闭配管部K的流路的规定位置,可通过该封闭,在大气开放部Kb侧(另一端侧)的第1区域K1与连接部Ka侧(一端侧)的第2区域K2,分隔(划分)配管部K的流路。即,如果在泵D停止,封闭该部位的状态,驱动电磁阀B,封闭流路,则可分隔第1区域K1与气相部S2和第2区域K2,对相应的区域进行封闭(密封状态)。此外,在配管部K中的泵D的设置部位与大气开放部Kb之间,安装电磁阀等的另一封闭部A,但是也可不设置该封闭部A。另外,还可代替电磁阀B,形成另一封闭机构(夹持机构等)。
第1压力检测部P1由下述的压力传感器构成,该压力传感器安装于第1区域K1的规定位置,可至少检测该第1区域K1的压力(第1区域K1和与其连通的空间的压力),并且第2压力检测部P2由下述压力传感器构成,该压力传感器安装于第2区域K2的规定位置,可至少检测该第2区域K2的压力(第2区域K2和与其流通的空间的压力)。
控制部E由微型计算机等构成,该微型计算机控制泵D和电磁阀B(封闭部),依次进行:第1步骤(参照图9),在该第1步骤中,一边通过电磁阀B的封闭,使第1区域K1处于封闭状态,一边逆向旋转驱动(图9的β方向的旋转驱动)泵D;第2步骤(参照图10),在该第2步骤中,一边停止泵D,一边解除电磁阀B的封闭,使气相部S2、第1区域K1和第2区域K2处于封闭状态。
调整压力获得部N根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积和第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系,获得用于使膜部件M处于任意的初始位置的第1步骤的调整压力,调整压力获得部N由比如微型计算机等的运算部构成。另外,在本实施方式的调整压力获得部N中,压力和容积的关系采用波义尔-查理定律(combined gaslaw,结合气体定律)(涉及理想气体的体积、压力和温度定律),特别是基于波义尔定律(在温度一定的条件下,压力和体积成反比例)的关系。
在这里,本实施方式的控制部E进行第1步骤,按照形成通过调整压力获得部N而获得(计算)的调整压力的方式驱动泵D,进行第2步骤,由此,可使膜部件M为任意的初始位置。即,在第1步骤时,在一边通过电磁阀B的关闭,使第1区域K1处于关闭状态,一边逆向旋转驱动泵D(图9的β方向的旋转驱动)的场合,进行蓄压,直至该第1区域K1达到通过调整压力获得部N而获得(计算)的调整压力,然后,一边通过第2步骤,停止泵D,一边解除电磁阀B的关闭,使气相部S2、第1区域K1和第2区域K2处于封闭状态,由此,可使膜部件M处于任意的位置(初始位置)。
另外,本实施方式的控制部E像图6所示的那样,在进行密封步骤后,依次进行第1步骤和第2步骤,在该密封步骤中,正向旋转驱动泵D(该图的α方向的旋转驱动),向气相部S2导出空气(即,从大气开放部Kb而排出包括气相部S2的空间的空气),由此,使膜部件M密贴于该气相部S2的内周壁面上(参照图7)。
下面根据图5的流程图,对第1实施方式的压力检测器S的调整装置的控制部E的控制进行说明。
首先,在与血液回路的所需位置连接的相应的压力检测器S的连接端口C3上连接配管部K的一端(连接部Ka)。另外,在本实施方式中,以打开状态而维持封闭部A,并且动脉侧血液回路1的前端(连接器c)和静脉侧血液回路2的前端(连接器d)没有安装穿刺针(a、b),其处于大气开放状态。于是,在压力检测器S的调整时,与气相部S2相同,在液相部S1中填充空气。
接着,像图6所示的那样,通过使电磁阀B处于打开状态(S1),使泵D进行正向旋转驱动(α方向的旋转驱动)(S2),由此,像图7所示的那样,向气相部S2导出空气,使膜部件M密贴于该气相部S2的内周壁部上(密贴步骤)。通过该泵D的驱动,判断通过第1压力检测器P1(或第2压力检测部P2)而检测的值是否达到规定压力(在该场合,接近真空的规定的负压)(S3),如果判定达到规定压力,则进行步骤S4。
在S4,像图8所示的那样,停止泵D,并且使电磁阀B处于关闭状态,封闭流路,由此,分别使气相部S2和第2区域K2所形成的空间、与第1区域K1的空间处于封闭状态.然后,通过调整压力获得部N计算调整压力(S5)。该调整压力为用于在依次进行在此后而进行的预定的第1步骤(S6、S7)和第2步骤(S8)时,根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系(基于波义尔-查理定律的关系),使膜部件M为任意的初始位置的值。
即,调整压力可通过波义尔-查理定律(其中,由于温度T是一定的,故形成波义尔定律),按照下述的运算式而求出。
(运算式1)
Pt=((VP+VC+VL)/VL)×PM
(其中,Pt为作为第1步骤的目标压力的调整压力,PM表示膜部件M位于任意的初始位置时的液相部S1的压力(在本实施方式中,由于血液回路的前端向大气开放,故该压力为1个气压(760mmHg))、VP表示膜部件M处于初始位置时的气相部S2的容积,VC表示第2区域K2的容积,VL表示第1区域K1的容积)。
另外,在本实施方式中,由于动脉侧血液回路1的前端(连接器c)和静脉侧血液回路2的前端(连接器d)向大气开放,故如上所述,在PM中输入1个气压(760mmHg)。由于该大气压对应于本调整装置的设置环境(比如,海拔高度、气象等)而变化,故不将固定值(760mmHg),而将与设定环境相对应的值作为PM而输入,由此,可更加正确地调整膜部件M的初始位置。
然后,像图9所示的那样,通过一边维持电磁阀B的关闭状态,一边对泵D进行逆向旋转驱动(β方向的旋转驱动)(S6),在封闭状态的第1区域k1中,从外部而导入空气(第1步骤)。通过该泵D的驱动,进行第1区域K1的蓄压,并且判断通过第1压力检测部P1而检测的值是否达到通过调整压力获得部N而预先计算的调整压力(S7),如果判断达到调整压力,则进行步骤S8(第2步骤)。
在步骤S8,像图10所示的那样,停止泵D,并且使电磁阀B处于打开状态,解除流路的封闭,由此,使气相部S2、第2区域K2和第1区域K1所形成的空间为封闭状态(第2步骤)。由此,可将在第1步骤中积蓄于第1区域K1中的空气送给气相部S2,使膜部件M为任意的初始位置(为通过运算式而形成目标的位置)。
通过以上的方式,由于可使压力检测器S的膜部件M为任意的初始位置,故在动脉侧血液回路1的前端和静脉侧血液回路2的前端分别安装穿刺针(a,b),将穿刺针穿刺于患者,然后,通过驱动血液泵4,进行血液回路的体外循环(脱血),进行所需的血液净化治疗。在该血液的体外循环时,使电磁阀B(封闭部)处于关闭状态,使第2区域K2相对第1区域K1而关闭,由此,可通过第2压力检测部P2检测血液回路的血液的压力。
下面对本发明的第2实施方式进行说明。
用于本实施方式的血液净化装置与第1实施方式相同,由用于进行透析治疗的透析装置构成,像图1所示的那样,包括由动脉侧血液回路1和静脉侧血液回路2构成的血液回路;透析器3(血液净化器),该透析器3与动脉侧血液回路1的基端和静脉侧血液回路2的基端连接,对流过血液回路的血液进行净化;血液泵4;复式泵5;除水泵6;压力检测器S;配管部K;泵D;电磁阀B(封闭部);控制部E;调整压力获得部N。另外,配管部K、泵D、电磁阀B(封闭部)、控制部E与调整压力获得部N构成本实施方式的压力检测器S的调整装置,为与第1实施方式相同的结构。但是,关于与第1实施方式相同的结构,省略具体的说明。
本实施方式的控制部E由微型计算机等构成,该微型计算机可控制泵D和电磁阀B(封闭部),该控制部E依次进行:第1步骤(参照图15),在该第1步骤中,一边通过电磁阀B的封闭,使第1区域K1处于封闭状态,一边对泵D进行正向旋转驱动(图15的α方向的旋转驱动),使该第1区域K1为规定的调整压力;第2步骤(参照图16),在该第2步骤中,一边停止泵D,一边解除电磁阀B的封闭,使气相部S2、第1区域K1和第2区域K2处于封闭状态。
本实施方式的调整压力获得部N可根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系,获得(计算)用于使膜部件M处于任意的初始位置的第1步骤的调整压力,该调整压力获得部N由比如微型计算机等的运算部构成。另外,在本实施方式的调整压力获得部N中,压力和容积的关系采用基于波义尔-查理定律(combined gas law,结合气体定律)(涉及理想气体的体积、压力和温度定律),特别是波义尔定律(在稳定一定的条件下,压力和体积成反比例)的关系。
在这里,本实施方式的控制部E进行第1步骤,按照形成通过调整压力获得部N而计算的调整压力的方式驱动泵D,进行第2步骤,由此可使膜部件M处于任意的初始位置。即,在第1步骤时,在一边通过电磁阀B的封闭,使第1区域K1处于封闭状态,一边对泵D进行正向旋转驱动(图15的α方向的旋转驱动)的场合,可进行减压,直至该第1区域K1达到通过调整压力获得部N而计算的调整压力,然后,可一边在第2步骤停止泵D,一边解除电磁阀B的封闭,使气相部S2、第1区域K1和第2区域K2处于封闭状态,由此,使膜部件M处于任意的位置(初始位置)。
另外,本实施方式的控制部E像图12所示的那样,在通过对泵D进行逆向旋转驱动(该图的β方向的旋转驱动),将空气导入气相部S2(即,将空气从大气开放部Kb,吸入到包括气相部S2的空间),使膜部件M密贴于液相部S1的内周壁面上(参照图13)的密贴步骤之后,依次进行第1步骤和第2步骤。
下面根据图11的流程图,对第2实施方式的压力检测器S的调整装置的控制部E的控制进行说明。
首先,在与血液回路的所需位置连接的相应的压力检测器S的连接端口C3上连接配管部K的一端(连接部Ka)。另外,在本实施方式中,以打开状态而维持封闭部A,并且动脉侧血液回路1的前端(连接器c)和静脉侧血液回路2的前端(连接器d)没有安装穿刺针(a、b),处于大气打开状态。于是,在压力检测器S的调整时,与气相部S2相同,将空气填充于液相部S1中。
接着,像图12所示的那样,通过使电磁阀B处于打开状态(S1),使泵D逆向旋转驱动(β方向的旋转驱动)(S2),像图13所示的那样,将空气导入气相部S2中,使膜部件(M)密贴于液相部S1的内周壁面上(密贴步骤)。通过该泵D的驱动,判断通过第1压力检测部P1(或第2压力检测部P2)而检测的值是否达到规定压力(在此场合,规定的正压)(S3),如果判定该值达到规定压力,则进行步骤S4。
在步骤S4,像图14所示的那样,停止泵D,并且使电磁阀B处于关闭状态,关闭流路,由此,使气相部S2和第2区域K2所构成的空间与第1区域K1的空间分别处于封闭状态。然后,通过调整压力获得部N,计算调整压力(S5)。该调整压力为用于在依次进行在之后而进行的预定的第1步骤(S6、S7)和第2步骤(S8)时,根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系(基于波义尔-查理定律的关系),使膜部件M处于任意的初始位置的值。
即,调整压力可依照波义尔-查理定律(其中,由于温度T是一定的,故形成波义尔定律),通过下述的运算式而求出。
(演算式2)
Pt=((VP+VC+VL)×PM-(VPOD+VP)×PP)/VL
(其中,Pt表示作为第1步骤的目标压力的调整压力,PM表示膜部件M位于任意的初始位置时的液相部S1的压力(在本实施方式中,由于血液回路的前端向大气开放,故该压力为1个气压(760mmHg)),VP表示膜部件M处于初始位置时的气相部S2的容积,VC表示第2区域K2的容积,VL表示第1区域K1的容积,VPOD表示气相部和液相部的总容量,PP表示通过膜部件M密贴于液相部S1的内周壁面上时的第1压力检测部P1而检测的压力(S3的规定压力))。
然后,像图15所示的那样,通过一边维持电磁阀B的关闭状态,对泵D进行正向旋转驱动(α方向的旋转驱动)(S6),将封闭状态的第1区域K1的空气导出到外部(第1步骤)。通过该泵D的驱动,进行第1区域K1的减压,并且判断通过第1压力检测部P1而检测的值是否到达通过调整压力获得部N而预先计算的调整压力(S7),如果判定达到调整压力,则进行步骤S8(第2步骤)。
在步骤S8,像图16所示的那样,通过停止泵D,并且使电磁阀B处于打开状态,解除流路的封闭,使气相部S2、第2区域K2和第1区域K1所形成的空间处于封闭状态(第2步骤)。由此,可将气相部S2和第2区域K2的空气送到在第1步骤而减压的第1区域K1,使膜部件M处于任意的初始位置(通过运算式2而构成目标的位置)。
由于通过以上的处理,使压力检测器S的膜部件M为任意的初始位置,故在动脉侧血液回路1的前端和静脉侧血液回路2的前端分别安装穿刺针(a、b),将该穿刺针穿刺于患者,然后,驱动血液泵4,由此,进行血液回路的体外循环(脱血),进行所希望的血液净化治疗。可在该血液的体外循环时,通过使电磁阀B(封闭部)处于关闭状态,使第2区域K2相对第1区域K1而封闭,通过第2压力检测部P2检测血液回路的血液的压力。
按照上述第1实施方式和第2实施方式,包括:控制部E,该控制部E可控制泵D和电磁阀B(封闭部),依次进行第1步骤和第2步骤,在该第1步骤中,一边通过电磁阀B的关闭封闭第1区域K1,一边驱动泵D,使该第1区域K1为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除电磁阀B的封闭,封闭气相部S2、第1区域K1和第2区域K2;调整压力获得部N,该调整压力获得部N根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系,获得用于使膜部件M处于任意的初始位置的第1步骤的调整压力,控制部E进行第1步骤,按照形成调整压力获得部E所计算的调整压力的方式驱动泵D,然后,通过进行第2步骤,可使膜部件M处于任意的初始位置,由此,可任意地调整膜部件M的初始位置。
特别是,由于压力和容积的关系为基于波义尔-查理定律(波义尔定律)的关系,故可通过较简单的运算式,计算调整压力。另外,在于温度变化激烈的环境下,调整膜部件M的初始位置的场合,最好,温度T为运算式的参数。另外,由于本实施方式的控制部E在进行通过驱动泵D,相对气相部S2,将空气导入或导出,使膜部件M密贴于该气相部S2的内周壁面,或液相部S1的内周壁面上之后,依次进行第1步骤和第2步骤,故通过密贴步骤,将膜部件M固定于内周壁面上,可防止在此后的第1步骤,膜部件M发生位移的情况。
此外,在本实施方式中,由于调整压力获得部N根据第1步骤时的第1区域K1中的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系,计算调整压力,不必要求预先配备表格,可容易地调整膜部件M的初始位置。另外,本实施方式的调整压力获得部N根据第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系计算调整压力,但是,也可处于预先配备的表格,获得调整压力。
另外,由于具有检测第1区域K1的压力的第1压力检测部P1,故根据通过第1压力检测部P1检测的压力,可在第1步骤时,以良好的精度而使第1区域K1为调整压力。此外,在本实施方式中,由于不仅具有可检测第1区域K1的压力的第1压力检测部P1,而且具有可检测第2区域K2的压力的第2压力检测部P2,故在于膜部件M的初始位置调整时,通过第1压力检测部P1检测压力之后,可在血液(液体)的压力的检测时,通过第2压力检测部P2检测压力。
由此,可通过电磁阀B封闭配管部K,将与气相部S2连通的空间限定于第2区域K2,并且通过第2压力检测部P2检测该第2区域K2的压力,借此,在血液(液体)的压力的检测时,可对应于膜部件M的位移,快速地检测压力变化,可提高响应性。另外,由于使第2区域K2处于封闭状态,通过第2压力检测部P2检测血液(液体)的压力,故在膜部件M的初始位置调整时,多个压力检测器S共享第1区域K1。
但是,也可通过第1压力检测部P1,进行膜部件M的初始位置调整时的第1区域K1的压力检测、治疗时的第1区域K1的血液的压力检测的两者。在此场合,由于可通过第1压力检测部P1,共享初始位置调整时的压力检测和血液的压力检测,故可使第2压力检测部P2是不需要的,可谋求部件数量的削减和成本的降低。
此外,由于本实施方式的泵D由蠕动型泵构成,该蠕动型泵可沿其纵向对配管部K进行操纵,送出空气,故在泵D的停止时,封闭配管部K,在于第1步骤时,第1区域处于封闭状态的场合,不必要求各自的封闭部。另外,可代替由蠕动型泵构成的泵D,而采用其它的泵(比如,注射泵等),在此场合,可采用设置在接近于大气开放部Kb的位置的各自的封闭(在本实施方式中,为封闭部A)。
下面对本发明的另一实施方式进行说明。
本实施方式在上述第1实施方式或第2实施方式的膜部件M的初始位置设定之前而进行,以进行该初始位置设定(密贴步骤、第1步骤、第2步骤等)的情况为前提。即,本实施方式的调整压力获得部N可根据第1步骤时的第1区域K1的压力和容积与第2步骤时的气相部S2、第1区域K1和第2区域K2的压力和容积的关系,计算第1区域K1或第2区域K2的实际的容量。
根据图17的流程图,对本实施方式的具体的控制进行说明。根据需要,沿用第1实施方式等所采用的附图。
首先,在与血液回路的所需位置连接的相应的压力检测器S的连接端口C3上连接配管部K的一端(连接部Ka)。另外,在本实施方式中,以打开状态而维持封闭部A,并且动脉侧血液回路1的前端(连接器c)和静脉侧血液回路2的前端(连接器d)没有安装穿刺针(a,b),处于打开开放状态。
接着,像图6所示的那样,通过使电磁阀B处于打开状态(S1),对泵D进行正向旋转驱动(α方向的旋转驱动)(S2),由此,像图7所示的那样,相对气相部S2导出空气,使膜部件M密贴于该气相部S2的内周壁面上。通过该泵D的驱动,判断通过第1压力检测部P1(或第2压力检测部P2)而检测的值是否达到规定压力(在此场合,接近真空的规定的负压)(S3),如果判定达到规定压力,则进行步骤S4。
在步骤S4,像图8所示的那样,通过停止泵D,并且使电磁阀B处于关闭状态,关闭流路,使气相部S2和第2区域K2所形成的空间、与第1区域K1的空间分别处于封闭状态。然后,像图9所示的那样,通过一边维持电磁阀B的关闭状态,一边对泵D逆向旋转驱动(β方向的旋转驱动)(S5),从外部,将空气导入封闭状态的第1区域K1中。通过该泵D的驱动,进行第1区域K1的蓄压,并且判断通过第1压力检测部P1而检测的值是否到达规定压力(S6),如果判定到达规定压力,则进行步骤S7。
在步骤S7,像图10所示的那样,通过停止泵D,并且使电磁阀B处于打开状态,解除流路的封闭,使气相部S2、第2区域K2和第1区域K1所形成的空间处于封闭状态。由此,将在第1步骤中,于第1区域K1中积蓄的空气送给气相部S2。接着,在电磁阀B处于关闭状态之后,对液相部S1施加任意的压力,检测可测定的压力的幅度(压力范围)(S8),根据该压力范围,求出膜部件M处于初始位置时的气相部S2的容量(S9)。
即,压力范围(mmHg)与膜部件M处于初期位置时的气相部S2的容量(mL)指下述值,即,沿用确认图18所示的那样的关系,故可通过采用该关系求出气相部S2的容量。另外,由于通过作为S5、S6的空气的蓄压状态、与S7的蓄压的空气的解放状态之间的关系的波义尔-查理定律(其中,由于温度T一定,故形成波义尔定律),下述的运算式成立,故可根据该运算式,求出第1区域K1的实际的容量。
Vpump=Patm/(Paccum-Patm)×(Vpod+Vair)
(其中,Vpump表示第1区域K1的实际的容量,Vair表示根据压力范围而求出的气相部S2的容量,Vpod表示第2区域K2的容量(设计值),Paccum表示在S6中积蓄的空气的压力(规定压力),Patm表示大气压(760mmHg))。
另外,在上述运算式中,假定第2区域K2的容量(Vpod)为设计值,求出第1区域K1的实际的容量(Vpump),但是,也可假定第1区域K1的容量(Vpump)为设计值,求出第2区域K2的容量(Vpod)。另外,在本实施方式中,由于第1区域K1的容量与第2区域K2的容量相比较,较大地设定,其误差的影响大,故最好假定第2区域K2的容量(Vpod)为设计值,求出第1区域K1的实际的容量(Vpump)。
按照上述实施方式,由于调整压力获得部E可根据在第1步骤时的第1区域K1的压力和容积和第2步骤时的气相部、与第1区域和第2区域的压力和容积的关系,计算第1区域K1或第2区域K2的实际的容量,故在使膜部件M为任意的初始位置时,可减轻第1区域K1或第2区域K2的尺寸误差的影响,可提高精度。
以上对本实施方式进行了说明,但是,本发明不限于此,比如,不限于使动脉侧血液回路1的前端和静脉侧血液回路2的前端处于大气开放的状态,也可在封闭相应的前端或将前端之间连接的状态进行第1步骤和第2步骤。在该场合,运算式1和运算式2的PM必须要求输入液相部S1的规定的压力值(在使用时预计的压力)。
此外,在本实施方式中,按照通过经由密贴步骤固定膜部件M,进行第1步骤的方式构成,但是,也可通过其它的方法而固定膜部件M,不经由密贴步骤。另外,在本实施方式中,形成压力获得部N所采用的压力和容积的关系为基于波义尔-查理定律(波义尔定律)的关系,但是,也可采用经由第1步骤和第2步骤而成立的其它的关系。
还有,在本实施方式的配管部K中,其另一端大气开放,但是,如果可导入或导出气体,则也可与接纳规定的气体(包括空气以外的气体)的气体室等连接。在此场合,代替相对气相部2、第1区域K1和第2区域K2而导入或导出的空气,而为其它的规定的气体。另外,在本实施方式中,通过第1压力检测部P1检测第1区域K1的流路的压力,形成规定的调整压力,但是,也可预先存储为了形成规定的调整压力而必须要求的泵D的驱动量(转子的旋转、喷射数量等),在第1步骤时,以该驱动量驱动泵D。另外,在本实施方式中,以血液净化装置的血液回路的血液的压力为测定对象,但是,也可形成以其它的液体为测定对象的压力检测器S的调整装置。
产业上的利用可能性
本申请采用下述的压力检测器的调整装置,该压力检测器的调整装置包括:控制部,该控制部可控制泵和封闭部,依次进行第1步骤和第2步骤,在该第1步骤中,一边通过封闭部的封闭来封闭第1区域,一边驱动泵,使该第1区域为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除封闭部的封闭来封闭气相部、第1区域和第2区域;调整压力获得部,该调整压力获得部根据第1步骤时的第1区域的压力和容积与第2步骤时的气相部,第1区域和第2区域的压力和容积的关系获得第1步骤的调整压力,控制部在按照形成通过调整压力获得部而计算的调整压力的方式驱动泵后,进行第2步骤,由此,可使膜部件为任意的初始位置,则也可用于其它的方式和用途。
标号的说明:
标号1表示动脉侧血液回路;
标号2表示静脉侧血液回路;
标号3表示透析器(血液净化器);
标号4表示血液泵;
标号5表示复式泵;
标号6表示除水泵;
符号La表示透析液导入管线;
符号Lb表示透析液排出管线;
符号C表示外壳;
符号M表示膜部件;
符号S表示压力检测器;
符号S1表示液相部;
符号S2表示气相部;
符号K表示管部;
符号K1表示第1区域(配管部);
符号K2表示第2区域(配管部);
符号Ka表示连接部(一端);
符号Kb表示大气开放部(另一端);
符号D表示泵;
符号B表示电磁阀(封闭部);
符号P1表示第1压力检测部;
符号P2表示第2压力检测部;
符号E表示控制部;
符号N表示调整压力获得部。
Claims (8)
1.一种压力检测器的调整装置,该压力检测器包括:
外壳,该外壳能与液体的流路连接;
膜部件,膜部件安装于该外壳的内部,划分能填充上述流路的液体的液相部与能填充气体的气相部,并且能对应于填充于上述液相部中的液体的压力而发生位移,
该压力检测器通过检测上述气相部的压力,检测上述流路的液体的压力,
其特征在于,该压力检测器的调整装置包括:
配管部,在该配管部的一端形成能与上述气相部连接的连接部,并且能从该配管部的另一端导入或导出气体;
泵,该泵相对经由上述连接部而连接的上述配管部和气相部的流路,经由该配管部的另一端导入或导出气体;
封闭部,该封闭部能封闭上述配管部的流路的规定位置,通过该封闭而按照上述另一端侧的第1区域与上述一端侧的第2区域划分上述配管部的流路;
控制部,该控制部能控制上述泵和封闭部,该控制部依次进行第1步骤和第2步骤,在该第1步骤中,一边通过上述封闭部的封闭来封闭上述第1区域,一边驱动上述泵,使该第1区域为规定的调整压力,在该第2步骤中,解除上述封闭部的封闭,封闭上述气相部、第1区域和第2区域;
调整压力获得部,该调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,获得上述第1步骤的上述调整压力;
上述控制部在上述第1步骤,按照形成上述调整压力获得部所获得的上述调整压力的方式驱动上述泵后,进行上述第2步骤,由此,使上述膜部件处于与上述调整压力相对应的位置。
2.根据权利要求1所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述压力和容积的关系为波义尔-查理定律。
3.根据权利要求1或2所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述控制部在进行密贴步骤后,依次进行上述第1步骤和第2步骤,在该密贴步骤中,通过驱动上述泵,相对上述气相部导入或导出气体,使上述膜部件密贴于该气相部的内周壁面或上述液相部的内周壁面上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,其包括检测上述第1区域的压力的第1压力检测部。
5.根据权利要求4所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,其不仅包括上述第1压力检测部,还包括检测上述第2区域的压力的第2压力检测部。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述泵为蠕动型泵,该蠕动型泵能在其纵向操纵上述配管部,送出气体。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,计算上述调整压力。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的压力检测器的调整装置,其特征在于,上述调整压力获得部根据上述第1步骤时的上述第1区域的压力和容积与上述第2步骤时的上述气相部、第1区域和第2区域的压力和容积的关系,计算上述第1区域或第2区域的实际的容量。
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