JP2006198141A - 血液体外循環装置における異常検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】既存の装置を大幅に変えることなく、血液流路内の圧力挙動をより適切に監視することにより、容易に、迅速かつ的確に、静脈圧（または／および動脈圧）の圧力検出ラインの異常を検知できるようにし、それによって常時正確な静脈圧（または／および動脈圧）の検出を行うことができるようにした、血液体外循環装置における異常検知システムを提供する。
【解決手段】血液ポンプを用いて患者の体内との間で血液を循環させる血液流路を有する血液体外循環装置における異常検知システムであって、血液ポンプ以降の血液流路内の動脈圧または／および静脈圧の脈動の挙動を検出し、脈動に関して正常時、異常時を比較できるようにした手段を有することを特徴とする、血液体外循環装置における異常検知システム。
【選択図】図３

Description

本発明は、血液体外循環装置における異常検知システムに関し、とくに、血液流路における圧力検知部のクランプ（閉塞）、エアフィルタの詰まり等を迅速かつ的確に検知可能な、血液体外循環装置における異常検知システムに関する。

血液体外循環装置、たとえば、血液透析装置においては、患者の動脈側から採血され、体外の血液透析装置で透析した後の浄化された血液が静脈側に戻される。血液透析装置は既に広く実用化されており、代表的なものとして、たとえば特許文献１や特許文献２等に記載されたものが知られている。血液透析装置では、血液透析を行うための血液透析要素として、透析膜を内在させた血液透析要素（ダイアライザー）が用いられ、患者の動脈側から送られてきた血液中から、血液透析要素内で血液流路側と透析液流路側との間で透析膜を介して尿成分等が除去され、また、余剰水分が除水されて、透析後の血液が患者の静脈側へと戻される。この患者の体内との間の血液の送液・循環には、通常、血液流路中の血液透析要素の上流側に設けられたチューブとローラーを備えたチューブポンプからなる血液ポンプが用いられている。

血液透析装置のより具体的な構成としては、たとえば図１に示すように、患者の動脈側２からの血液を血液透析後に静脈側３へと戻すように循環させる血液流路１中の血液は、一対のローラ４ａを備えたチューブポンプからなる血液ポンプ４によって定量送液され、血液透析要素としての血液透析フィルター５（ダイアライザー）内で、血液流路１と透析液流路６との間で透析膜７を介して血液透析される。透析膜７は、実際には、たとえば多数の中空糸膜からなるが、図１では模式的に示してある。透析液は、たとえば図１に示したように、調製済透析液供給装置８から供給された透析液を、計量チャンバー９の一方の室９ａから膜１０の押圧を介して吐出し、フィルター１１を介して血液透析フィルター５に供給される。血液透析済みの透析液は、循環ポンプ１２によって計量チャンバー９の他方の室９ｂに戻されるとともに、除水ポンプ１３を介して一部が除水される。透析液流路６にはバイパス流路１４が設けられており、ダイアライザー５内へ透析液を送液しない場合には、バイパス流路１４を介して循環ないし排出できるようになっている。通常、血液ポンプ４以降の血液流路１内の圧力を検知するために、図示例では静脈側の位置に、圧力センサ１５が設けられ、圧力値およびその挙動を検知できるようになっている（ダイアライザー５の動脈側に設けられることもある）。

血液透析中、静脈圧は上記のように血液流路を介して、血液透析装置に表示される。この静脈圧の挙動は、血液ポンプ（チューブポンプ）によるしごき、透析液圧、除水による影響、患者穿刺部の患者側静脈圧等の要因により決定される。現在はこられの要素を総合して検知し、静脈圧として表示を行っている。この血液透析中の静脈圧の変動をより詳細に観察すると、たとえば図２のような波形のデータが得られる。図２に示すような波形のデータからは、大きな波は血液ポンプによる脈動（チューブポンプしごきによる脈動）の影響を受けていることは容易に推察できる。
特公昭５６−８２号公報 特公昭６１−２５３８２号公報

上述の如く、血液透析中の静脈圧（または／および動脈圧）は、血液流路の圧力検出を介して透析装置に表示される。この静脈圧（または／および動脈圧）の挙動は、血液流路に設けられた圧力検出部（圧力検出ライン）がクランプ（閉塞）されたり圧力検出部（圧力検出ライン）に設けられたエアフィルタが詰まったりすると大きく変化し、その挙動は勿論のこと、正確な静脈圧（または／および動脈圧）の検出が不可能となる。

そこで本発明の課題は、既存の装置を大幅に変えることなく、血液流路内の圧力挙動をより適切に監視することにより、容易に、迅速かつ的確に、静脈圧（または／および動脈圧）の圧力検出ラインの異常を検知できるようにし、それによって常時正確な静脈圧（または／および動脈圧）の検出を行うことができるようにした、血液体外循環装置における異常検知システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る血液体外循環装置における異常検知システムは、血液ポンプを用いて患者の体内との間で血液を循環させる血液流路を有する血液体外循環装置における異常検知システムであって、前記血液ポンプ以降の前記血液流路内の動脈圧または／および静脈圧の脈動の挙動を検出する手段を有することを特徴とするものからなる。

上記血液ポンプとしては、通常、チューブとローラーを備えたチューブポンプが用いられる。このような血液ポンプを使用すると、前述の図２に示したように、血液流路の圧力検出ラインから検出された動脈圧または／および静脈圧は、明らかな脈動を示す。もし、圧力検出ラインがクランプ（閉塞）されたり圧力検出ラインに設けられたエアフィルタが詰まったりすると、この脈動特性が大きく変化したり、脈動が消失したりする。本発明では、この大きな特性変化を検出することにより、圧力検出ラインのクランプ（閉塞）やエアフィルタの詰まり等の異常の発生を検出し、それによって異常の無い状態での正確な静脈圧や動脈圧の検出を可能にしている。

本発明は、血液体外循環装置として、血液流路と透析液流路との間で血液透析を行う血液透析装置、血液流路中の血液を浄化する血液浄化装置のいずれにも適用可能である。

また、本発明においては、上記のような検出圧力の脈動の挙動変化をより正確にとらえるために、所定時間ごとの最高圧力と最低圧力から血液流路内の圧力振幅を検知する手段を備えていることが好ましい。さらに、圧力振幅の検知結果に基づき、異常が認められた場合、血液体外循環装置に異常を知らせる手段を有することが好ましい。

対象とする異常検知箇所としては、動脈圧または／および静脈圧の圧力を検出可能な部分であれば、血液流路中任意の箇所でよい。

また、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ラインとの両方を備えている場合には、対象とする異常検知を、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ライン間の接続間違いの検知とすることもできる。

たとえば、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ラインとの両方を備えている場合には、動脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅の方が、静脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅よりも必ず大きくなる関係にあるから、接続間違いが発生するとこの大小関係が逆転し、その接続間違いを極めて簡単に判断することができる。この判断に基づいて、適切な表示や警報により異常を知らせるようにすればよい。

本発明によれば、血液流路における圧力挙動を、とくに脈動挙動に焦点を合わせて検出、監視することにより、血液流路内の圧力検出に関する異常を極めて簡単にかつ的確に検出でき、それによって常に正常な状態での血液透析や血液浄化が可能になる。また、本発明に係るシステムは、簡単で安価なシステムとして構成でき、新設、既存の装置にかかわらず、確実に目標とする性能を発揮できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、本発明の開発経過から、試験結果に至るまでを主体に説明する。
前述の図２に示したデータは、図３に示す試験装置を用いて得られたものである。図３に示す試験装置２１においては、患者の腕２２の穿刺部２３の動脈側穿刺部２４からの血液は、体外の血液流路２５を流れ、所定の処理（図示例では血液透析であるが、血液浄化も可能）が行われた後、静脈側穿刺部２６から患者の体内に戻される。動脈側穿刺部２４からの血液は、血液透析装置２７（東レ・メディカル（株）製、ＴＲ−７０００Ｓ）に設けられた、チューブとローラーを備えたチューブポンプからなる血液ポンプ２８により、血液透析要素としてのダイアライザー２９に送られ、透析液流路３０を介して供給排出される透析液との間で血液透析が行われ、しかる後に上記静脈側穿刺部２６から患者の体内に戻される。血液流路２５のダイアライザー２９よりも静脈側部分からは、静脈圧センサ３１により静脈圧が検知されるとともに、動脈側部分からは、動脈圧センサ３２により動脈圧が検知され、信号処理器３３を介して検知信号がコンピュータ３４に送られる。前述の図２に示したデータは、２００ｍＬ／ｍｉｎの血液流量設定で、除水１．０Ｌ／ｈｒ（図１における除水ポンプ１３による除水）の条件で得られたものである。

このような図３に示した装置を用いて得られた図２に示したデータは、前述したように、血液ポンプ２８による脈動の影響を含む条件で、正常な圧力検出ラインの状態にて静脈圧側の圧力挙動を検出した波形である。ここで、もし血液透析中等に血液流路の静脈圧（および／または動脈圧）の圧力検出ラインにクランプ（閉塞）が生じた場合や、静脈圧および動脈圧検出ラインに設置されているエアフィルタが詰まった場合には、上述の図２に示した静脈圧（および／または動脈圧）の挙動においては、血液ポンプ２８による脈動が消失し、図４に示すような挙動となる。

図２と図４を比較すると、血液ポンプ２８のしごきによる圧力の変化が消失していることが明らかである。よって、図２に現れているような脈動の大きさ（振幅）を連続的に監視することにより、静脈圧（および／または動脈圧）の圧力検出ライン（圧力検出部）に異常があることを明確に検知できる。

そして、静脈圧（および／または動脈圧）の検出挙動において、血液ポンプ２８による脈動の圧力振幅が消失している場合は、静脈圧（および／または動脈圧）の圧力検出ライン（圧力検出部）にクランプ（閉塞）や、そこに設けられたエアフィルタの詰まりなどの異常があることになる。したがって、この振幅を血液透析装置側で検知し、異常の場合は適当な表示や警報により容易に異常を知らせるようにすることができる。

このように、本発明では、正常時、異常時の圧力挙動、とくに脈動挙動の変化を比較できるようにし、その比較を介して、血液体外循環装置における異常検知を確実に行うことが可能になる。

さらに、前述したように、本発明においては、図３にしめしたように動脈圧検出ラインと静脈圧検出ラインとの両方を備えている場合には、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ライン間の接続間違いも異常検知の対象とするすることができる。

すなわち、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ラインとの両方を備えている場合には、動脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅の方が、必ず、静脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅よりも大きくなる関係にあり、接続間違いが発生するとこの大小関係が逆転するから、圧力振幅の大小関係により、接続間違いを極めて簡単に判断することが可能である。判断手段は、図３の装置では 血液透析装置２７内に組み込んでおけばよい。そして、この大小関係の判断に基づいて、接続間違いについて適切な表示や警報により異常を知らせるようにすればよい。

なお、上記説明は、血液透析装置について行ったが、本発明は、患者の血液を体外に循環させ、血液流路中の血液を浄化する血液浄化装置に対しても適用できる。とくに本発明は、既存の装置、新設の装置に関わらず、容易に実施することができる。

本発明を適用可能な血液透析装置の概略構成図である。 血液透析装置における静脈圧の変化特性の一例を示す波形図である。 静脈圧の変化特性データを得るための試験装置の概略構成図である。 圧力検出ラインに異常がある場合の静脈圧の変化特性の一例を示す波形図である。

符号の説明

１ 血液流路
２ 動脈側
３ 静脈側
４ 血液ポンプ
４ａ 血液ポンプのローラ
５ 血液透析要素としての血液透析フィルター（ダイアライザー）
６ 透析液流路
７ 透析膜
８ 調製済透析液供給装置
９ 計量チャンバー
１０ 膜
１１ フィルター
１２ 循環ポンプ
１３ 除水ポンプ
１４ バイパス流路
１５ 圧力センサ
２１ 試験装置
２２ 患者の腕
２３ 穿刺部
２４ 動脈側穿刺部
２５ 血液流路
２６ 静脈側穿刺部
２７ 血液透析装置
２８ 血液ポンプ
２９ 血液透析要素としてのダイアライザー
３０ 透析液流路
３１ 静脈圧センサ
３２ 動脈圧センサ
３３ 信号処理器
３４ コンピュータ

Claims (9)

1. 血液ポンプを用いて患者の体内との間で血液を循環させる血液流路を有する血液体外循環装置における異常検知システムであって、前記血液ポンプ以降の前記血液流路内の動脈圧または／および静脈圧の脈動の挙動を検出する手段を有することを特徴とする、血液体外循環装置における異常検知システム。
2. 前記血液ポンプが、チューブとローラーを備えたチューブポンプからなる、請求項１の血液体外循環装置における異常検知システム。
3. 前記血液体外循環装置が、前記血液流路と透析液流路との間で血液透析を行う血液透析装置からなる、請求項１または２の血液体外循環装置における異常検知システム。
4. 前記血液体外循環装置が、前記血液流路中の血液を浄化する血液浄化装置からなる、請求項１または２の血液体外循環装置における異常検知システム。
5. 所定時間ごとの最高圧力と最低圧力から血液流路内の圧力振幅を検知する手段を備えている、請求項１〜４のいずれかに記載の血液体外循環装置における異常検知システム。
6. 圧力振幅の検知結果に基づき、異常が認められた場合、血液体外循環装置に異常を知らせる手段を有する、請求項５の血液体外循環装置における異常検知システム。
7. 対象とする異常検知箇所が、動脈圧または／および静脈圧の圧力を検出可能な部分である、請求項１〜６のいずれかに記載の血液体外循環装置における異常検知システム。
8. 対象とする異常検知が、動脈圧検出ラインと静脈圧検出ラインとの両方を備えている場合の接続間違いである、請求項１〜７のいずれかに記載の血液体外循環装置における異常検知システム。
9. 動脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅と静脈圧検出ラインにより検出された圧力振幅との大小関係に基づいて接続間違いを判断する手段を有する、請求項８の血液体外循環装置における異常検知システム。

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