JP2003190277A

JP2003190277A - 透析装置

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Publication number: JP2003190277A
Application number: JP2001394341A
Authority: JP
Inventors: Takashi Haruhara; 隆司春原
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-08
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP3994436B2

Abstract

(57)【要約】【課題】規模が小さく衛生的で、かつ、透析治療中継
続して、患者の体内に流入する透析液量を自動的に制御
できる透析装置を提供する。【解決手段】透析器１と、血液ポンプ２１が設けられ
てなる血液流路２と、透析液ポンプ３１が設けられてな
る透析液流路３とを備えてなる透析装置において、超音
波を用いて該透析器１内の任意の場所の血液速度を測定
する測定手段４と、該血液速度を透析器１の内部濾過流
量もしくは内部逆濾過流量に換算する演算手段５と、該
内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が予め設定された
数値範囲内で維持されるように透析条件を制御する制御
手段６とを備えてなることを特徴とする透析装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は透析装置に関し、さ
らに詳細には透析器内での内部濾過流量および内部逆濾
過流量を所定の数値範囲内で維持しながら透析治療を行
うことができる透析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、腎機能が損なわれた患者、例えば
腎不全などにより血液中の老廃物除去機能等が損なわれ
た患者の治療のために、血液透析や血液透析濾過などの
血液浄化による治療が行われている。この血液浄化治療
においては、血液を透析器内の半透膜を介して透析液に
接触させることにより、血液中に蓄積した尿素、クレア
チニン、尿酸、低分子量タンパク質、水等が除去され
る。

【０００３】近年、透析治療における合併症の一つであ
るアミロイドーシスの原因物質が、分子量11,800のβ_２
ミクログロブリンであると同定された（Gejyo F, et a
l. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1985; 129: 701-7
06）。これにより、分子量の大きいβ_２ミクログロブリ
ンを除去しうるような、物質透過性および透水性に優れ
た透析器が開発されてきた。しかし、このように物質透
過性および透水性に優れた透析器は、除水によって強制
的な濾過を行わない場合においても、半透膜を介して血
液と透析液との間で濾過および逆濾過（以下、内部濾過
および内部逆濾過と呼ぶ）を起こしていることが発見さ
れた（U. Bauremeister et al., Nephrol Dial Transpl
ant. Suppl., 1989）。そこで、前記内部濾過および内
部逆濾過を利用して濾過と補液を行う血液透析濾過法
（HDF）が提案されている。

【０００４】通常、内部濾過および内部逆濾過は透析器
内の同じ場所で起こることはない。透析器内で血液と透
析液は互いに対向する方向に流通させられるため、半透
膜を介して血液と透析液のうち、圧力の高い方から低い
方へ液体が移動する。すなわち、内部濾過は透析器内の
血液流入側で、また内部逆濾過は透析器内の血液流出側
で起こる傾向がある。透析器内で内部濾過が大量に起こ
ると、血液流路内で血液が濃縮され、透析器内で膜の目
詰まりや血液凝固が起こりやすくなる。また、血液流路
内の圧力が上昇し、血液流路の破損を招く可能性があ
る。透析器内で膜の目詰まりが起こった場合、透析器の
透水性が低下し、これによって内部濾過流量および内部
逆濾過流量が低下するおそれもある。このような問題点
が存在することから、透析器の性能が向上するにつれ
て、透析治療中に継続して単位時間あたりに透析器の内
部濾過により半透膜を介して移動する液体量（以下、内
部濾過流量と呼ぶ）および内部逆濾過により半透膜を介
して移動する液体量（以下、内部逆濾過流量と呼ぶ）を
把握し、これらの流量を所望の数値範囲内で維持するこ
とが重要になってきた。

【０００５】前記内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量
を求める方法としては、数値解析による方法と実測によ
る方法がある。数値解析による方法としては、透析器の
内部濾過量を数値解析によって計算で算出する方法が公
知である（人工臓器, 28(1),127-133, 1999）。しか
し、この方法によって得られる内部濾過量の値は、透析
器の寸法や透水性能の他、患者の血液パラメータの個人
差や透析条件によって変動が大きいため、臨床時の透析
器性能および血液性状の経時変化に対応できない。

【０００６】一方、実測による方法としては、放射性同
位元素（以下、RIと略す）で標識したアルブミンを用い
るRI法が公知である（Ronnco C, et al. Kidney Int. 1
992;41: 1383-1393）。この方法は、RI標識アルブミン
を含有させた血液を透析器内に流通させ、該透析器をガ
ンマカメラで撮影して、透析器内のアルブミン濃度分布
を測定するものである。血液中に含まれるアルブミンは
分子量が大きく、半透膜を介して透析液側に流出しない
ので、透析器の長さ方向に沿って任意の箇所でアルブミ
ン濃度を測定することにより、下式（１）および（２）
を用いて内部濾過流量および内部逆濾過流量を求めるこ
とができる。内部濾過流量 UF [mL/min]＝Qbin×（1−Cin／Cmax）（１）内部逆濾過流量 BF [mL/min]＝Qbout×（1−Cout／Cmax）（２）（式中、Qbin[mL/min]は血液流入口での血液流量 Qbout[mL/min]は血液流出口での血液流量 Cin[％]は血液流入口でのアルブミン濃度 Cout[％]は血液流出口でのアルブミン濃度 Cmax[％]はアルブミン濃度最大値である。）

【０００７】上述したRI法は、測定精度はよいものの、
設備が大規模で、かつ、試薬や装置の取扱いに許可がい
るため、汎用性に乏しく、透析治療中に継続して測定を
行うことは不可能である。

【０００８】また、実測による方法の他の例として、超
音波ドップラーを用いて内部濾過流量および内部逆濾過
流量を測定する方法も開発されている（医工学治療 13;
55,2001, ASAIO Suppl. 2001）。この方法で用いられる
超音波ドップラーは、超音波診断装置の探触子を用い、
透析器の長手方向に沿って探触子を移動させながら透析
器に対してある一定の角度で超音波を発信して、透析器
内の血液の速度分布を測定するものであり、下式（３）
および（４）を用いて、内部濾過流量および内部逆濾過
流量を求めることができる。内部濾過流量 UF[mL/min]＝Qbin×（１−Vmin／Vin）（３）内部逆濾過流量 BF [mL/min]＝Qbout×（1−Vmin／Vout ）（４）（式中、Qbin[mL/min]は血液流入口での血液流量 Qbout[mL/min]は血液流出口での血液流量 Vin[cm/sec]は血液流入口での血液速度 Vout[cm/sec]は血液流出口での血液速度 Vmin[cm/sec]は血液速度の最低値である。）

【０００９】このような超音波ドップラー法は、内部濾
過流量および内部逆濾過流量の算出そのものには有効で
あるが、これを臨床現場で用いようとしても、単に算出
が行えるだけでは内部濾過流量および内部逆濾過流量を
制御することはできない。また、超音波診断装置の探触
子と透析器の間に空気が入ると超音波が透析器内に伝わ
らないため、上記刊行物に記載される方法は水を張った
水槽の中に透析器を浸漬して測定を行うものである。し
かし、このような測定方法は臨床上不潔であり、また規
模が大きくなってしまうため透析治療中継続して測定を
行うことはできない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記事情に鑑み、本発
明の目的は、規模が小さく衛生的で、透析治療中に継続
して透析器内の内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量を
把握でき、これにより該内部濾過流量および内部逆濾過
流量を所望の数値範囲内で維持できる透析装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々鋭意検討した結果、超音波ドップラ
ー法により得られた透析器の内部濾過流量もしくは内部
逆濾過流量に応じて透析条件を自動的に制御しうる制御
手段を設け、さらに、超音波診断装置の探触子と透析器
との間に接触媒体を狭持させることにより、上記課題を
解決しうる透析装置を提供できることを見出した。

【００１２】すなわち、本発明は、透析器と、血液ポン
プが設けられてなる血液流路と、透析液ポンプが設けら
れてなる透析液流路とを備えてなる透析装置において、
超音波を用いて該透析器内の任意の場所の血液速度を測
定する測定手段と、該血液速度から透析器の内部濾過流
量もしくは内部逆濾過流量を算出する演算手段と、該内
部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が予め設定された数
値範囲内で維持されるように透析条件を制御する制御手
段とを備えてなることを特徴とする透析装置である。前
記内部濾過流量（UF）と内部逆濾過流量（BF）は、次式 BF＝UF−QF （QF：除水流量）の関係が成り立つため、本発明の透析装置は、内部濾過
流量もしくは内部逆濾過流量のいずれか一方を算出して
透析条件を制御することにより、内部濾過流量および内
部逆濾過流量の両方が所望の数値範囲内で維持されるよ
うに、制御を行うことが可能となるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の透析装置を添付
図面に示す好適な実施例に基づいて詳細に説明するが、
本発明はこれらの説明に限定されるものではない。図１
は本発明の透析装置の概略構成図であり、図２は本発明
における超音波探触子の設置方法を示す説明図である。
また図４および図５は本発明の透析装置による内部濾過
流量制御方法の一例を示すフローチャートである。ここ
で内部濾過流量とは、単位時間あたりに半透膜を介して
液体（水分等）が血液側から透析液側へ流れる量を指
す。また内部逆濾過流量とは、単位時間あたりに半透膜
を介して液体（透析液等）が透析液側から血液側へ流れ
る量を指す。

【００１４】本発明の透析装置は、透析器１と、血液ポ
ンプ２１が設けられてなる血液流路２と、透析液ポンプ
３１が設けられてなる透析液流路３を備えてなる。前記
透析装置はその他、図示しないが従来の透析装置に備え
られているドリップチャンバー、血液抗凝固剤注入部、
補液機構、除水機構などの他の部品を備えていても差し
支えない。透析器１としては、円筒形状の箱体内部に中
空繊維状の半透膜が収容された、中空糸膜型透析器が好
ましく用いられる。透析器１は、中空糸膜内側に血液を
流通せしめ、中空糸膜外側に透析液を流通せしめて、該
膜を介して血液中の物質を透析液中に拡散により移動さ
せるものである。また前記透析器１は、前記血液透析を
行うと同時に、透析液側に陰圧をかけて、血液中の物
質、例えば尿素やクレアチニン、水分等を透析液側に濾
過により移動させる（血液透析）ものであってもよい
し、さらに補液を行う（血液透析濾過）ものであっても
よい。本発明の透析器１には、血液流入口、血液流出
口、透析液流入口および透析液流出口の４つのポート部
が設けられており、該血液流入口および血液流出口には
中空糸膜内側と連通しうる血液流路２が、また透析液流
入口および透析液流出口には中空糸膜外側と連通しうる
透析液流路３が接続されている。また、透析器１内に流
入する血液および透析液の単位時間あたりの流量は、前
記血液流路２に設けられた血液ポンプ２１と、前記透析
液流路３に設けられた透析液ポンプ３１とにより、変更
できるようになっている。前記血液ポンプ２１および透
析液ポンプ３１としては、ローラーポンプやカスケード
ポンプ、ギアポンプ、遠心ポンプ等が好ましく用いられ
る。

【００１５】本発明の透析装置には、超音波ドップラー
法を利用して透析器１内の血液速度を自動的に測定する
測定手段４が設けられている。前記測定手段４は、超音
波探触子４１とケーブル４１１により接続される超音波
発信器４２を内蔵しており、該超音波発信器４２で発信
された超音波は該超音波探触子４１に伝えられる。前記
超音波探触子４１は、先端から超音波を発信および受信
して透析器１内の血液速度を測定するためのものであ
り、図２に示すようにクランプなどの固定手段４１２を
用いて、超音波探触子４１の先端が透析器１の側面に接
し、かつ、透析器１の長手方向に移動しうるように配置
される。前記超音波探触子４１は、図２（ｂ）で示すよ
うに、例えば固定手段４１２に設けられたタイヤがモー
ターにより回転させられるもののような駆動手段４１３
により、自動的に透析器１の側面を長手方向に移動する
ことがより好ましい。

【００１６】前記超音波探触子４１と透析器１の間に空
気が存在すると、該超音波探触子４１から発信された超
音波は透析器１に著しく伝わりにくくなる。そこで、前
記超音波探触子４と透析器１との間隙をなくすため、該
超音波探触子４１と透析器１との間には、スペーサーと
して適当な接触媒体４１４を介在させることが好まし
い。該接触媒体４１４の例としては、通常超音波診断あ
るいは音響カップリングで用いられるゲル状物質、ある
いはシート状などの適当な形状に成型されたものなどで
ある。具体的には、寒天ゲルや含水高分子ゲル、高吸水
性樹脂などのゲル状物質や、天然ゴム製ウォーターバッ
グやゲルパットなどの成型品があげられる。該接触媒体
４１４を用いることにより、本発明の透析装置は、透析
器１を水槽に浸漬するなどの方法によって、超音波探触
子と透析器との間隙をなくして測定を行う必要はなく、
小規模かつ衛生的な透析装置を提供できる。

【００１７】前記超音波探触子４１から発信された超音
波は、ドップラー法を用いて血液速度を測定するために
利用される。超音波探触子４１から発信された超音波の
周波数f₀は、血液中の赤血球に当たって散乱するため、
超音波探触子４１で受信する超音波には、発信時の周波
数f₀を有するものと、赤血球からの散乱周波数f_dを有す
るものとが混在する。これらの超音波のうち、散乱周波
数f_dの超音波のみがケーブル４１５により測定手段４に
内蔵される増幅器４３、検波器４４および周波数分析器
４５などに順次伝えられることで、血液速度が求められ
る。このようなドップラー法による血液速度測定のため
に超音波発信器４１から発信される超音波としては、通
常周波数3〜10MHzのものが好ましく用いられる。超音波
の発信による血液速度測定は、超音波探触子４１を該透
析器１の一端から他端まで長手方向に移動させながら行
うものであるが、１回の測定における透析器内の測定点
は２０箇所以上であることが好ましい。また、超音波探
触子４１に超音波発信点および受信点を複数箇所設ける
ことにより、１回の測定における超音波発信回数を減少
させることも可能である。

【００１８】本発明の透析装置は、前記測定手段４から
伝達された血液速度から内部濾過流量もしくは内部逆濾
過流量を算出する演算手段５が設けられている。該演算
手段５としては、コンピューターが好ましく用いられ
る。該演算手段５では、下式（５）〜（８）に基づいて
血液速度から内部濾過流量UF[mL/min]もしくは内部逆濾
過流量BF[mL/min]が算出される。 QF＝QBin×（1−uBout／uBin）（５） UF＝QBin×（1−uBmin／uBin）（６） BF＝UF−QF＝QBout×（1−uBmin／uBout）（７） QBout＝QBin−QF （８）（式中、QF[mL/min]は血液からの除水流量 QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量 QBout[mL/min]は血液流出口での血液流量 uBin[cm/sec]は血液流入口での血液速度 uBout[cm/sec]は血液流出口での血液速度 uBmin[cm/sec]は透析器内の血液速度の最小値であ
る。）

【００１９】また、本発明の透析装置は、前記演算手段
５より伝達された内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量
の値に基づき、該値が予め設定された数値範囲内で維持
されるように透析条件を変更しうる制御手段６を備えて
なる。前記制御手段６は制御装置６１と、予め内部濾過
流量もしくは内部逆濾過流量の好ましい数値範囲や、透
析開始時の透析条件、該内部濾過流量もしくは内部逆濾
過流量が設定された数値範囲から外れた場合の透析条件
の変更方法などを制御装置６１に設定するための入力器
６２と、透析条件や各種測定値などを表示する表示器６
３とを有している。図３は透析器内の血液側および透析
液側の圧力分布を示すグラフである。透析器の内部濾過
および内部逆濾過は、血液側圧力と透析液側圧力との差
（膜間圧力差TMP）によって生じるものである。したが
って、血液流入口付近（グラフ左側）では血液側圧力が
透析液側圧力よりも大きいため内部濾過が生じ、血液流
出口付近（グラフ右側）では血液側圧力が透析液側圧力
よりも小さいため内部逆濾過が生じる。TMPが大きいほ
ど多量に内部濾過または内部逆濾過が行われる。すなわ
ち、グラフ中で血液側圧力を示す線と透析液側圧力を示
す線とグラフの左側の軸で囲まれる面積が大きいほど、
内部濾過流量が多いことを示す。また、グラフ中で血液
側圧力を示す線と透析液側圧力を示す線とグラフの右側
の軸で囲まれる面積が大きいほど、内部逆濾過流量が多
いことを示す。したがって、前記入力器６２より、予め
内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の上限値および下
限値を制御装置６１に設定しておき、前記演算手段５よ
り伝達される内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量が設
定された上限値を越えた場合は、該内部濾過流量もしく
は内部逆濾過流量を減少させるために血液側圧力または
透析液側圧力を下げればよい。そのために、制御装置６
１は、血液ポンプと透析液ポンプのどちらか一方、また
は両方の流量を下げるように制御し、内部濾過流量もし
くは内部逆濾過流量を減少させる。図３では、透析液側
圧力を下げた（透析液側圧力１から透析液側圧力２に線
が移動した）ことにより、二つの三角形の面積はどちら
も減少しており、これは内部濾過流量および内部逆濾過
流量が減少したことを示している。また、前記演算手段
５より伝達される内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量
が設定された下限値を下回った場合は、該内部濾過流量
もしくは内部逆濾過流量を増加させるために、制御装置
６１は血液ポンプおよび／または透析液ポンプの流量を
上げるように制御を行う。このような自動的測定および
自動的制御を行うことにより、本発明の透析装置は、透
析器内の内部濾過流量および内部逆濾過流量を自動的に
制御することができる。

【００２０】さらに、本発明の透析装置は、内部濾過流
量もしくは内部逆濾過流量による透析条件の制御に加え
て、透析器内を流れる血液中の最大ヘマトクリット値の
変化によっても透析条件を制御する機構を設けたもので
あってもよい。該最大ヘマトクリット値は、内部濾過流
量もしくは内部逆濾過流量と同様、測定手段４によって
測定された血液速度より算出しうる、血液中の有形成分
の体積比率（％）を示す値である。透析器内の最大ヘマ
トクリット値は下式（９）より算出できる。透析器内の最大ヘマトクリット値[％] Htimax＝Htin×（uBin／uBmin）（９）（式中、Htin[％]は透析器内の血液流入口におけるヘマ
トクリット値 uBin[cm/sec]は血液流入口での血液速度 uBmin[cm/sec]は透析器内の最小血液速度である。）

【００２１】したがって、予め最大ヘマトクリット値の
上限値および下限値を制御装置６１に設定しておき、演
算手段５より伝達された最大ヘマトクリット値が設定さ
れた上限値を越えた場合は、内部濾過流量もしくは内部
逆濾過流量を減少させ、該最大ヘマトクリット値が設定
された下限値を下回った場合は、内部濾過流量もしくは
内部逆濾過流量を増加させるように血液ポンプおよび／
または透析液ポンプの流量を制御して、最大ヘマトクリ
ット値を設定数値範囲内に維持することができる。透析
器内を流れる血液中の最大ヘマトクリット値は、高すぎ
ると透析器内の圧力が高くなりすぎたり、中空糸膜の目
詰まりや血液凝固が起こりやすくなるため、該最大ヘマ
トクリット値を制御することにより、患者への透析治療
をより安全に行うことができる。

【００２２】次に、図４に示すフローチャートに従っ
て、本発明の透析装置において内部濾過流量を用いた透
析条件の制御方法の一例について説明する。まず、透析
治療を行う前に、入力器６２より制御装置６１に設定す
る透析条件を入力する（７１）。前記透析条件は、初期
の血液流量QB[mL/min]、透析液流量QD[mL/min]、除水量
VF[L]、透析時間TD[hr]および置換液量VI[L]である。次
いで、入力された透析条件を用いて下式（１０）より、
内部濾過流量の初期設定値Vi[mL/min]が制御装置６１ま
たは演算手段５にて算出される。 Vi＝（VF＋VI）×1,000／(TD×60) （10）

【００２３】内部濾過流量の初期設定値Viが算出されれ
ば、置換液量VIの誤差範囲と同じ割合で、該内部濾過流
量の上限値および下限値が設定される。例えば、前記置
換液量VIの誤差範囲が±３％であった場合、前記内部濾
過流量の初期設定値Viの103％が内部濾過流量の上限値V
imax[mL/min]、97％が内部濾過流量の下限値Vimin[mL/m
in]に設定され（７２）、透析治療が開始される（７
３）。透析治療中は、測定手段４にて透析器１内の血液
速度が測定され、透析器１内の血液流入口での血液速度
uBin[cm/sec]と透析器１内の血液速度の最小値uBmin[cm
/sec]が決定される（７４）。測定手段４にて測定され
た血液速度は演算手段５へ伝達され、上記した式（６）
より内部濾過流量UF[mL/min]が算出される（７５）。得
られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の上限値Vimaxよ
りも大きければ（７６）、血液流量QBおよびおよび透析
液流量QDのいずれか一方または両方が減少するように、
血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３１が制御
手段６により制御される。また、得られた内部濾過流量
UFが内部濾過流量の下限値Viminよりも小さければ（７
７）、血液流量QBおよび透析液流量QDのいずれか一方ま
たは両方が増加するように、血液ポンプ２１および／ま
たは透析液ポンプ３１が制御される。得られた内部濾過
流量UFが上限値Vimaxと下限値Viminの間に入っていれ
ば、透析条件が制御されることなく透析治療が継続され
る。以上の工程（７４）〜（７７）が、透析治療中３０
分に１回以上の間隔で繰り返される。これにより、透析
治療中安定した内部濾過流量を維持することが可能であ
る。測定手段４にて測定された血液速度は、随時制御手
段６へ伝達され、図３の血液圧力分布を示すグラフとし
て、表示器６３にて表示される（７８）。該表示器６３
は、透析器内の血液流量分布や、内部濾過流量もしくは
内部逆濾過流量の値が直接表示されるものであってもよ
い。

【００２４】次に、図５に示すフローチャートに従っ
て、本発明の透析装置における透析条件の制御方法の他
の例として、図４で説明した内部濾過流量に加えて、透
析器を流れる血液中の最大ヘマトクリット値も用いた透
析条件の制御方法について説明する。まず、図４のフロ
ーチャートで説明したように、透析条件の設定入力を行
い、次いで、患者パラメータの入力を行う（８１）。前
記患者パラメータは、初期の血中ヘマトクリット値Ht
(0)[％]、循環血液量VB[L]および透析器の許容しうるヘ
マトクリット値の上限値Htimax[％]である。次いで、入
力された透析条件を用いて上記した式（１０）より内部
濾過流量の初期設定値Vi[mL/min]が算出され、内部濾過
流量の上限値Vimax[mL/min]および下限値Vimin[mL/min]
が設定される（８２）。また、透析条件と患者パラメー
タを用いて下式（１１）および（１２）より、透析終了
時に予測される透析器内の最大ヘマトクリット値Htimax
(TD)[％]が算出される（８３）。 Htimax(TD)＝Ht(TD)×（１−Vi／QB) （11） Ht(TD)＝Ht(0)×VB／（VB−VF）（12）（式中、Ht(TD)[％]は透析終了時の目標ヘマトクリット
値 QB[mL/min]は初期の血液流量 VF[L]は除水量である。）

【００２５】得られた終了時最大ヘマトクリット値Htim
ax(TD)が上限値Htimaxよりも大きければ（８４）エラー
となるため、透析条件を設定しなおす（８１）。以上の
工程（８１）〜（８４）が、終了時最大ヘマトクリット
値Htimax(TD)が上限値Htimaxを下回るまで繰り返され
る。終了時最大ヘマトクリット値Htimax(TD)が上限値Ht
imaxを下回れば、透析が開始される（８５）。透析治療
中は、測定手段４にて透析器１内の血液速度が測定さ
れ、上記した式（６）より内部濾過流量UFが、また下記
式（13）および（14）より透析開始後t時間経過時点で
の透析器内の最大ヘマトクリット値Htmax(t)が算出され
る（８６）。 Htmax(t)＝Ht(t)×（１−UF／QBin）（13） Ht(t)＝Ht(0)×VB／（VB−VF(t)）（14）（式中、Ht(t)[％]は透析開始後t時間経過時点での血中
ヘマトクリット値 QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量 Ht(0)[％]は初期の血中ヘマトクリット値 VB[L]は循環血液量 VF(t)[L]は透析開始後t時間経過時点での除水量であ
る。）

【００２６】得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の
上限値Vimaxよりも大きいか、または得られた最大ヘマ
トクリット値Htmax(t)が上限値Htimaxよりも大きければ
（８７）、血液流量QBおよびおよび透析液流量QDのいず
れか一方または両方が減少するように、血液ポンプ２１
および／または透析液ポンプ３１が制御手段６により制
御されるか、もしくは警報をならして透析治療を停止さ
せる。また、得られた内部濾過流量UFが内部濾過流量の
下限値Viminよりも小さければ（８８）、血液流量QBお
よび透析液流量QDのいずれか一方または両方が増加する
ように、血液ポンプ２１および／または透析液ポンプ３
１が制御される。得られた内部濾過流量UFが上限値Vima
xと下限値Viminの間に入っており、最大ヘマトクリット
値Htmax(t)が上限値Htimaxよりも小さければ、透析条件
が制御されることなく透析治療が継続される。以上の工
程（８６）〜（８８）が、透析治療中３０分に１回以上
の間隔で繰り返される。これにより、より安定した透析
治療を行うことが可能である。なお、表示器６３の機能
（８９）については、図４に示すフローチャートにおけ
る表示器６３の機能（７８）と同様である。

【００２７】以上は、内部濾過流量UFを用いた透析条件
の制御方法の例であるが、本発明の透析装置は内部逆濾
過流量BFを用いることによっても、透析条件の制御を行
うことができる。内部逆濾過流量BFを用いて制御を行う
場合は、上記した内部濾過流量UFを用いた制御において
使用された式（10）〜（14）に代えて、以下の式（1
0’）〜（14’）を使用する。 Vbi＝VI×1,000／(TD×60) （10’） Htimax(TD)＝Ht(TD)×｛１−（Vbi＋QF）／QB｝（11’） Ht(TD)＝Ht(0)×VB／（VB−VF）（12’） Htmax(t)＝Ht(t)×｛１−（BF＋QF）／QBin｝（13’） Ht(t)＝Ht(0)×VB／（VB−VF(t)）（14’）（式中、BF[mL/min]は内部逆濾過流量 Vbi[mL/min]は内部逆濾過流量の初期設定値 VI[L]は置換液量 VB[L]は循環血液量 VF[L]は除水量 VF(t)[L]は透析開始後t時間経過時点での除水量 TD[hr]は透析時間 QF[mL/min]は除水流量 QB[mL/min]は初期の血液流量 QBin[mL/min]は血液流入口での血液流量 Htimax(TD)[％]は透析器内の最大ヘマトクリット値 Ht(TD)[％]は透析終了時の目標ヘマトクリット値 Htmax(t)[%]は透析器内の最大ヘマトクリット値 Ht(t)[％]は透析開始後t時間経過時点での血中ヘマトク
リット値 Ht(0)[％]は初期の血中ヘマトクリット値である。）

【００２８】本発明の透析装置は、一般的な透析装置の
圧力測定値と連動させることによって、測定により得ら
れた内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量から透析器の
限外濾過率を計算することも可能である。該限外濾過率
を経時的に算出して表示する機能を設けることにより、
本発明の透析装置は透析器の劣化度合いを把握すること
も可能である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の超音波ドップラー法を用いて
得られる内部濾過流量の測定精度について説明する。＜実施例＞トリアセテート中空糸膜からなる透析器（FB
-190E、ニプロ社製）を用いた図１に示すような透析装
置を使用し、血液側試験液として牛血を、透析液側試験
液として生理食塩水を用いて、血液流量250mL/min、透
析液流量500mL/min、除水速度0mL/minの透析条件で透析
操作を行った。前記透析器に、周波数7.5MHzの超音波を
照射して、超音波ドップラー法により、透析器における
血液流入口からの距離が0cm、8cm、16cmである３箇所の
血液速度を測定した。また、得られた血液速度値を用い
て式（５）〜（８）により、透析器内の内部濾過流量を
算出した。その結果を表１に示す。なお、表中の変化率
[%]とは、前記３箇所でのそれぞれの測定値を、一つ血
液流入口側の箇所で測定された測定値と比較したときの
変化率である。

【００３０】＜比較例＞血液側試験液としてRI標識アル
ブミンを混合した血液を用いた以外は、実施例と同じ条
件で透析操作を行った。ガンマカメラ（GCA-90 b、東芝
社製）を用いてRI法により、透析器内を流れる血液中の
RI標識アルブミン濃度分布を撮影した。該アルブミン濃
度分布から得られるアルブミン濃度値を用いて式（１）
〜（３）により、透析器内の内部濾過流量を算出した。
その結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１からわかるように、実施例で得られ
た、超音波ドップラー法による内部濾過流量は、比較例
で得られたRI法による総内部濾過流量とほぼ同じ値であ
った。したがって、本発明の超音波ドップラー法による
内部濾過流量測定は、従来のRI法と同程度の測定精度を
有していることがわかった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の透析装置は、従来のRI法と同程
度の測定精度を有する上に、装置が小規模で衛生的であ
るため、従来困難であった透析治療中の継続した内部濾
過流量もしくは内部逆濾過流量の算出を容易に行うこと
ができる。したがって、算出された内部濾過流量もしく
は内部逆濾過流量の値に応じて透析条件を制御すること
により、透析治療中継続して内部濾過流量および内部逆
濾過流量を制御でき、より安定した透析治療をおこなう
ことが可能である。また、内部濾過流量もしくは内部逆
濾過流量とともに、ヘマトクリット値を用いて透析条件
を制御すれば、患者への透析治療をさらに安全に行うこ
とができる。さらに、本発明の透析装置は、血液速度の
自動測定および内部濾過流量もしくは内部逆濾過流量の
自動演算を行って透析条件を透析治療中継続して自動的
に制御することにより、前記内部濾過流量および内部逆
濾過流量の制御を自動的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透析装置の概略構成図である。

【図２】本発明の透析装置における、超音波診探触子
の設置方法を示す説明図である。

【図３】透析器内の血液側および透析液側の圧力分布
を示すグラフである。

【図４】本発明の透析装置において内部濾過流量を用
いた透析条件の制御方法の一例を示すフローチャートで
ある。

【図５】本発明の透析装置において内部濾過流量を用
いた透析条件の制御方法の他の例を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１透析器２血液流路２１血液ポンプ３透析液流路３１透析液ポンプ４測定手段４１超音波探触子４１２固定手段４１３駆動手段４１４接触媒体４２超音波発信器４３増幅器４４検波器４５周波数分析器５演算手段６制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透析器と、血液ポンプが設けられてなる
血液流路と、透析液ポンプが設けられてなる透析液流路
とを備えてなる透析装置において、超音波を用いて該透
析器内の任意の場所の血液速度を測定する測定手段と、
該血液速度から透析器の内部濾過流量もしくは内部逆濾
過流量を算出する演算手段と、該内部濾過流量もしくは
内部逆濾過流量が予め設定された数値範囲内で維持され
るように透析条件を制御する制御手段とを備えてなるこ
とを特徴とする透析装置。
【請求項２】前記制御手段は、さらに測定された血液
速度から算出される透析器内の血中ヘマトクリット値が
予め設定された数値範囲内で維持されるように透析条件
を制御するものである、請求項１記載の透析装置。
【請求項３】前記測定手段は、超音波探触子、超音波
発信器、増幅器、検波器および周波数分析器を有してな
り、該超音波探触子が接触媒体を介して透析器側面に固
定される、請求項１または２に記載の透析装置。
【請求項４】前記超音波探触子は、駆動手段を有する
固定手段を用いて透析器側面に固定され、該駆動手段に
より自動的に透析器の長手方向に移動せしめられるもの
である、請求項３記載の透析装置。
【請求項５】前記制御手段は、血液ポンプおよび／ま
たは透析液ポンプの流量を変更することにより、透析条
件を制御するものである、請求項１〜４のいずれかに記
載の透析装置。