CN113412128A - 溶氢水生成装置以及溶氢水生成方法 - Google Patents

Abstract

溶氢水生成装置(1)是用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水的装置。溶氢水生成装置(1)具备：氢水生成部(3)，用于生成溶氢水；检测部(12)，用于使用以溶氢水所制备的透析液来检测接受透析的患者的呼气中所含的氢气；以及控制部(13)，用于根据检测部(12)的检测结果来控制氢水生成部(3)。

Description

溶氢水生成装置以及溶氢水生成方法

技术领域

本发明涉及用于生成在透析液的制备中使用的溶氢水的溶氢水生成装置以及溶氢水生成方法。

背景技术

在血液透析治疗中，采用溶入有氢的溶氢水所制备的透析液有助于降低患者的氧化应激，因此近年备受关注(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开5840248号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

在利用上述专利文献1中所公开的装置的透析治疗中，氢以何种程度被送至患者的体内是不清楚的，期望建立一种根据送至体内的氢来控制溶氢的生成的技术。

本发明鉴于以上事实而提出，主要目的在于，提供一种技术，用于在采用溶氢水的血液透析治疗中，根据送至患者的体内的氢来控制溶氢的生成。

(用于解决课题的技术方案)

本发明的第一发明是用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水的溶氢水生成装置，所述溶氢水生成装置具备：氢水生成部，生成所述溶氢水；检测部，用于使用以所述溶氢水所制备的透析液来检测接受透析的患者的呼气中所含的氢气；控制部，用于根据所述检测部的检测结果来控制所述氢水生成部，以增大或减小所述溶氢水的溶氢浓度。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述控制部根据所述氢气的有无来控制所述氢水生成部。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述控制部根据所述呼气的每单位体积的所述氢气的量来控制所述氢水生成部。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述控制部根据所述量的平均值来控制所述氢水生成部。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述控制部根据所述量的累积值来控制所述氢水生成部。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述溶氢水生成装置还具备通知部，所述通知部通知所述氢气的所述量。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述氢水生成部包含用于对所述水进行电解的阳极供电体和阴极供电体，所述控制部控制向所述阳极供电体以及所述阴极供电体供给的用于所述电解的电流，以增大或减小所述溶氢水的溶氢浓度。

优选地，在本发明所涉及的所述溶氢水生成装置中，所述氢水生成部包含用于对所述水进行电解的阳极供电体和阴极供电体，在所述量小于预先设定的阈值时，所述控制部增大向所述阳极供电体以及所述阴极供电体供给的用于所述电解的电流。

本发明的第二发明是一种溶氢水生成方法，用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水，所述溶氢水生成方法包含：生成工序，通过对所述水进行电解来生成所述溶氢水；检测工序，使用以所述溶氢水中所制备的透析液来检测接受透析的患者的呼气中所含的氢气；以及控制工序，根据所述氢气的检测结果来控制所述溶氢水的溶氢浓度。

(发明效果)

本第一发明的所述溶氢水生成装置具备：所述检测部，检测所述透析中的所述患者的所述呼气中所含的所述氢气；以及所述控制部，用于根据所述检测部的检测结果来控制所述氢水生成部。由此，能根据送至所述患者的体内的所述氢来适当地控制用于所述透析液的制备的所述溶氢水的生成。

本第二发明的所述溶氢水生成方法包含：所述检测工序，检测所述透析中的患者的呼气中所含的所述氢气；以及控制工序，根据所述氢气的所述检测结果来控制所述溶氢水的溶氢浓度。由此，能根据送至所述患者的体内的所述氢来适当地控制用于所述透析液的制备的所述溶氢水的溶氢浓度。

附图说明

图1是表示包含本发明的溶氢水生成装置的透析系统的概略构成的图。

图2是表示作为图1的溶氢水生成部的一例的电解槽的图。

图3是表示用于图1的溶氢水生成装置的溶氢水生成方法的处理过程的流程图。

图4是表示图3的溶氢水生成方法的变形例的处理过程的流程图。

图5是表示图4的溶氢水生成方法的另一变形例的处理过程的流程图。

图6是表示图4的溶氢水生成方法的又一变形例的处理过程的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。

图1示出了包含本实施方式的溶氢水生成装置1的透析系统100的概略构成。溶氢水生成装置1是在使用以溶氢水所制备的透析液的透析系统100中用于生成溶氢水的装置。

透析系统100包含反渗透膜处理装置2、溶氢水生成装置1、透析液制备装置5以及透析装置6。

反渗透膜处理装置2通过反渗透处理对原水进行净化，并供给至溶氢水生成装置1。虽然原水一般采用自来水，但除此以外，能使用其他水，例如，井水、地下水等。

反渗透膜处理装置2包含软水化处理装置21、活性碳处理装置22以及反渗透膜模块23。软水化处理装置21从原水中去除钙离子以及镁离子等的硬度成分而软水化。活性碳处理装置22具有作为微细的多孔质物质的活性碳，从软水化处理装置21供给的水中吸附或去除氯等。反渗透膜模块23将从活性碳处理装置22供给的水分离为由反渗透膜进行净化后的处理水与包含杂质的浓缩水。由反渗透膜模块23净化后的处理水送至溶氢水生成装置1。另一方面，未能透过反渗透膜的浓缩水排出至反渗透膜处理装置2的外部。

溶氢水生成装置1在由反渗透膜处理装置2净化处理后的水中加氢而生成溶氢水。溶氢水生成装置1包含用于生成溶入有氢气的溶氢水(含氢水)的氢水生成部3。在本实施方式中，应用了电解槽4作为氢水生成部3的一部分。关于电解槽4的细节将后述。由氢水生成部3生成的溶氢水作为透析液制备用水而被送至透析液制备装置5。

透析液制备装置5使用从氢水生成部3供给的透析液制备用水，例如对液状的透析原剂进行稀释来制备透析液。由透析液制备装置5制备的透析液被送至透析装置6。

透析装置6包含透析液供给装置61和透析器62。透析液供给装置61将从透析液制备装置5供给的透析液送出至透析器62。透析器62例如是包含由中空纤维等多孔质膜构成的透析膜62a的人工肾脏，使经由透析膜62a从透析液制备装置5供给的透析液作用于接受透析治疗的患者H的血液，从血液中去除代谢废物以及水分。

患者H与透析器62通过血液回路63、64进行连接。血液回路63将从患者H采集的血液送至透析器62。在血液回路63设置有用于送出血液的泵65。血液回路64使由透析器62去除代谢废物等后的血液返回患者H。

溶氢水生成装置1除具备上述氢水生成部3以外，还具备用于采集患者H的呼气的采集部11、用于检测患者H的呼气中所含的氢气的检测部12以及用于控制氢水生成部3的控制部13。

采集部11安装于患者H的鼻子以及嘴角，采集患者H的呼气并送到检测部12。

检测部12检测患者H的呼气中所含的的氢气的量，且将对应的电信号输出至控制部13。检测部12能采用已知的氢气探测器等。在采用能从患者H的口内等的呼气中检测氢气的检测部12的形态中，采集部11是不需要的。

控制部13例如由具有执行各种运算处理、信息处理等的CPU(Central ProcessingUnit)以及对负责CPU的动作的程序以及各种信息进行存储的存储器等构成。控制部13负责溶氢水生成装置1的各部的控制。

更具体而言，控制部13根据从检测部12输入的电信号，即，检测部12的检测结果，来控制氢水生成部3。例如，在从患者H的呼气中检测到氢气的情况下，能确认由氢水生成部3附加的氢通过透析液以及血液确切地遍及患者H的体内而被吸收，因此使氢水生成部3的动作减弱或停止。

另一方面，在未从患者H的呼气中检测到氢气的情况下，能确认氢还未遍及患者H的体内，因此例如继续氢水生成部3的动作，即，溶氢水的生成。在此情况下，控制部13也可以控制氢水生成部3的动作以增大溶氢浓度。

因此，根据溶氢水生成装置1，能根据送至患者H的体内的氢来适当地控制用于透析液的制备的溶氢水的生成。

在本溶氢水生成装置1中，优选构成为：检测部12检测呼气的每单位体积的氢气的量，控制部13根据由检测部12检测出的氢气的量来控制氢水生成部3。例如，控制部13通过计算呼气的每单位体积的氢气的量，并与预先设定的第一阈值进行比较，从而适当地控制氢水生成部3。第一阈值例如能通过以统计的方式处理与患者H的症状的推移相关的信息来规定(以下，关于第二阈值至第六阈值也相同)。在这样的构成中，能根据呼气中的氢气的浓度来适当地控制氢水生成部3。

此外，作为上述氢气的量，除了质量以外，也可以是体积、分子量等。另外，控制部13也可以构成为计算患者H单位时间呼出的呼气中所含的氢气的量。

另外，在本溶氢水生成装置1中，控制部13也可以构成为根据呼气的每单位体积的氢气的量来控制氢水生成部3。例如，控制部13通过计算呼气的每单位体积的氢气的量的平均值并与预先设定的第二阈值进行比较，从而控制氢水生成部3。控制部13优选计算每段固定时间的移动平均值来作为上述平均值的形态。在这样的构成中，不受呼气中的氢气的浓度的微小的变动影响，能适当地控制氢水生成部3。

另外，在本溶氢水生成装置1中，控制部13也可以构成为根据由检测部12检测出的氢气的量的累积值来控制氢水生成部3。例如，控制部13通过计算由检测部12检测到的氢气的量的累积值，并与预先设定的第三阈值进行比较，从而控制氢水生成部3。在这样的构成中，能根据蓄积于患者H的体内的氢气来适当地控制氢水生成部3。

在本溶氢水生成装置1中，优选还具备通知部14，通知部14通知氢气的量。通知部14例如除了采用输出光信号的LED等以外，还采用输出声音信号的扬声器装置等。通知也可以兼用光信号和声音信号。通知部14的动作例如由控制部13控制。通过在溶氢水生成装置1中设置通知部14，医师、护士或患者H能通过通知部14得知氢已到达患者H的体内。

图2示出了构成氢水生成部3的电解槽4。电解槽4通过对水进行电解来产生氢分子。通过使该氢分子溶入于水，来生成附加有第一氢的水即溶氢水。

电解槽4具备电解室40，在电解室40内具有第一供电体41和第二供电体42。第一供电体41以及第二供电体42设置于电解室40。

在第一供电体41与第二供电体42之间设置有隔膜43。电解室40通过隔膜43而被划分为配有第一供电体41的第一极室40a和配有第二供电体42的第二极室40b。

第一供电体41以及第二供电体42的极性和施加于第一供电体41以及第二供电体42的电压由控制部13进行控制。

在供电体41、42与控制部13之间的电流供给线，设置有电流检测器。电流检测器对供给至第一供电体41、第二供电体42的电解电流进行检测，并将相当于其值的电信号输出至控制部13。

控制部13例如根据从电流检测器输出的电信号来控制施加于第一供电体41以及第二供电体42的直流电压。更具体而言，控制部13对施加于第一供电体41以及第二供电体42的直流电压进行反馈控制，以使由电流检测器检测的电解电流成为预先设定的期望的值。例如，在电解电流过大的情况下，控制部13使上述电压减少，在电解电流过小的情况下，控制部13使上述电压增加。由此，对供给至第一供电体41以及第二供电体42的电解电流适当地进行控制。

通过在电解室40内中对水进行电解来产生氢气以及氧气。例如，在阴极侧的第二极室40b中产生氢气，并生成溶入有该氢分子的溶氢水，且将该溶氢水供给至反渗透膜处理装置2的反渗透膜模块23。此外，伴随这样的电解而生成的溶氢水也称为“电解氢水”，使用电解氢水的透析治疗也称为“电解水透析”。另一方面，在阳极侧的第一极室40a中产生氧气。

隔膜43例如酌情采用由具有磺酸基的氟系树脂构成的固体高分子膜。固体高分子膜通过电解使在阳极侧的第一极室40a中产生的氧鎓离子向阴极侧的第二极室40b移动来作为氢气的生成原料。因此，在电解时不产生氢氧化物离子，溶氢水的pH不变化。

在本实施方式中，控制部13优选构成为：根据由检测部12检测到的呼气的每单位体积的氢气的量来控制供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流，以使溶氢水的溶氢浓度变大或变小。

更具体而言，在由检测部12检测到的呼气的每单位体积的氢气的量小于预先设定的阈值时，控制部13将供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流控制得较大。另一方面，在上述氢气的量大于预先设定的阈值时，控制部13将供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流控制得较小。

另外，在由检测部12检测到的上述氢气的量的平均值或累积值小于预先设定的阈值时，控制部13可以构成为将供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流控制得较大。另一方面，在上述氢气的量的平均值或累积值大于预先设定的阈值时，控制部13可以将供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流控制得较小。

另外，控制部13可以构成为：根据呼气的每单位体积的氢气的量的平均值以及累积值的组合，将供给至第一供电体41以及第二供电体42的用于电解的电流控制得较大。

图3示出了用于本溶氢水生成装置1的溶氢水生成方法500的处理过程。溶氢水生成方法500在采用加氢的透析液的透析治疗中执行，包含生成工序S1、检测工序S21、S22以及控制工序S3、S4、S5。

在生成工序S1中，由氢水生成部3生成溶氢水。在透析治疗的执行过程中，原则上持续进行溶氢水的生成。

在检测工序S21中，安装于患者H的嘴角的采集部11采集透析中的患者H的呼气。在检测工序S22中，检测部12检测在检测工序S21中采集的呼气中所含的氢气。在控制工序S3、S4中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果(氢气的有无)来控制氢水生成部3。即，在从呼气中检测到氢气的情况下(在S3中为“是”)，能判断氢气已遍及患者H的体内，因此使氢水生成部3的动作减弱或停止(S4)。例如，在控制工序S4中，控制部13减弱或切断用于电解的电流。

另一方面，在未从呼气中检测到氢气的情况下(在S3中为“否”)，控制氢水生成部3的动作(S5)以使溶氢浓度变大，并返回到S21。例如，在控制工序S5中，控制部13使用于电解的电流变大。

根据本溶氢水生成方法500，能根据送至患者H的体内的氢来适当地控制用于透析液的制备的溶氢水的生成。

图4示出了作为图3的溶氢水生成方法500的变形例的溶氢水生成方法500A。关于溶氢水生成方法500A当中的以下未说明的部分，能采用上述溶氢水生成方法500的处理过程。

在溶氢水生成方法500A中，在应用溶氢水生成方法500的控制工序S3、S4、S5的基础上还应用控制工序S31、S32。在控制工序S3、S31、S32、S4、S5中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果，计算呼气的每单位体积的氢气的量，从而控制氢水生成部3的动作。

即，在控制工序S3中从呼气中检测到氢气的情况下(在S3中为“是”)，转移至控制工序S31。在控制工序S31中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果来计算呼气的每单位体积的氢气的量。而且，在氢气的量为第一阈值以上的情况下(在S32中为“是”)，转移至S4。可以构成为：在执行S4后，返回到S21。

另一方面，在氢气的量小于第一阈值的情况下(在S32中为“否”)，转移至S5后，返回到S21。在溶氢水生成方法500A中，控制部13根据呼气中的氢气的浓度来控制氢水生成部3的动作，因此能适当地控制用于透析液的制备的溶氢水的生成。

图5示出了作为图3的溶氢水生成方法500A的变形例的溶氢水生成方法500B。关于溶氢水生成方法500B当中的以下未说明的部分，能采用上述溶氢水生成方法500A等的处理过程。

在溶氢水生成方法500B中，应用控制工序S33、S34来代替溶氢水生成方法500A的控制工序S31、S32。在控制工序S3、S33、S34、S4、S5中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果来计算呼气的每单位体积的氢气的量的平均值，并控制氢水生成部3的动作。

即，在控制工序S3中从呼气中检测到氢气的情况下(在S3中为“是”)，转移至控制工序S33。在控制工序S33中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果来计算呼气的每单位体积的氢气的量的平均值。而且，在氢气的量的平均值为第二阈值以上的情况下(在S34中为“是”)，移动至S4。另一方面，在氢气的量的平均值小于第二阈值的情况下(在S34中为“否”)，移动至S5后，返回到S21。在溶氢水生成方法500B中，根据呼气中的氢气的浓度的平均值来控制氢水生成部3的动作，因此不受呼气中的氢气的浓度的微小的变动影响，而能适当地控制用于透析液的制备的溶氢水的生成。

图6示出了作为图3的溶氢水生成方法500A的另一变形例的溶氢水生成方法500C。关于溶氢水生成方法500C当中的以下未说明的部分，能采用上述溶氢水生成方法500A等处理过程。

在溶氢水生成方法500C中，应用控制工序S35、S36来代替溶氢水生成方法500A的控制工序S31、S32。在控制工序S3、S35、S36、S4、S5中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果来计算呼气的每单位体积的氢气的量的累积值，从而控制氢水生成部3的动作。

即，在控制工序S3中从呼气中检测到氢气的情况下(在S3中为“是”)，转移至控制工序S35。在控制工序S35中，控制部13根据检测工序S22中的检测结果来计算上述氢气的量的累积值。而且，在氢气的量的累积值为第三阈值以上的情况下(在S35中为“是”)，转移至S4。另一方面，在氢气的量的累积值小于第三阈值的情况下(在S36中为“否”)，转移至S5后，返回到S21。在溶氢水生成方法500C中，根据氢气的量的累积值来控制氢水生成部3的动作，因此能根据蓄积于患者H的体内的氢气来适当地控制用于透析液的制备的溶氢水的生成。

虽然以上详细说明了本发明的溶氢水生成装置1，但本发明不限于上述具体的实施方式而能变更为各种各样的形态来实施。即，本溶氢水生成装置1是用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水的装置，至少具备生成溶氢水的氢水生成部3、用于使用以溶氢水所制备的透析液来检测接受透析的患者H的呼气中所含的氢气的检测部12、以及用于根据检测部12的检测结果来控制氢水生成部3的控制部13即可。

因此，例如，控制部13也可以构成为：在呼气的每单位体积的氢气的量或氢气的量的上述平均值超过预先设定的第四阈值或第五阈值的情况下，判断为透析完成。另外，控制部13也可以构成为：在氢气的量的上述累积值超过预先设定的第六阈值的情况下，判断为透析完成。

另外，氢水生成部3不限于通过对水进行电解来生成溶氢水的电解槽4，例如可以是使通过水与镁的化学反应等产生的氢分子溶解于水来生成溶氢水的装置，或者可以是使从氢气储罐供给的氢气(氢分子)溶解于水来生成溶氢水的装置。

另外，本溶氢水生成方法500等是用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水的方法，至少包含生成溶氢水的生成工序S1、使用以溶氢水所制备的透析液来检测接受透析的患者H的呼气中所含的氢气的检测工序S22、以及根据氢气的检测结果来控制溶氢水的溶氢浓度的控制工序S3至S5即可。

(标号说明)

1 透析判定装置

12 检测部

13 控制部

14 通知部

500 溶氢水生成方法

500A 溶氢水生成方法

500B 溶氢水生成方法

500C 溶氢水生成方法

S2 检测工序

S21 检测工序

S22 检测工序

S3 控制工序

S4 控制工序

S5 控制工序

H 患者。

Claims (9)

1.一种溶氢水生成装置，用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水，

所述溶氢水生成装置具备：

氢水生成部，生成所述溶氢水；

检测部，用于使用以所述溶氢水所制备的透析液来检测接受透析的患者的呼气中所含的氢气；以及

控制部，用于根据所述检测部的检测结果来控制所述氢水生成部。

2.根据权利要求1所述的溶氢水生成装置，其中，

所述控制部根据所述氢气的有无来控制所述氢水生成部。

3.根据权利要求1所述的溶氢水生成装置，其中，

所述控制部根据所述呼气的每单位体积的所述氢气的量来控制所述氢水生成部。

4.根据权利要求3所述的溶氢水生成装置，其中，

所述控制部根据所述量的平均值来控制所述氢水生成部。

5.根据权利要求3或4所述的溶氢水生成装置，其中，

所述控制部根据所述量的累积值来控制所述氢水生成部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的溶氢水生成装置，其中，

所述溶氢水生成装置还具备通知部，所述通知部通知所述氢气的所述量。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的溶氢水生成装置，其中，

所述氢水生成部包含用于对所述水进行电解的阳极供电体和阴极供电体，

所述控制部控制向所述阳极供电体以及所述阴极供电体供给的用于所述电解的电流，以增大或减小所述溶氢水的溶氢浓度。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的溶氢水生成装置，其中，

所述氢水生成部包含用于对所述水进行电解的阳极供电体和阴极供电体，在所述量小于预先设定的阈值时，所述控制部增大向所述阳极供电体以及所述阴极供电体供给的用于所述电解的电流。

9.一种溶氢水生成方法，用于生成在水中溶入有氢而得到的溶氢水，

所述溶氢水生成方法包含：

生成工序，生成所述溶氢水；

检测工序，使用以所述溶氢水所制备的透析液，来检测接受透析的患者的呼气中所含的氢气；以及

控制工序，根据所述氢气的检测结果，来控制所述溶氢水的溶氢浓度。

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