JP2012000319A

JP2012000319A - 陰圧検出装置

Info

Publication number: JP2012000319A
Application number: JP2010139186A
Authority: JP
Inventors: Masato Hidaka; 正人日高; Chozo Sato; 長蔵佐藤; Kimihiko Nakamura; 公彦中村; Akinobu Yamaguchi; 晃伸山口
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】血液が滞留し難い陰圧検出装置を提供する。
【解決手段】陰圧検出装置１０は、ピロー型の本体５０と、本体５０に血液を流入させるための第１ポート５４と、本体５０から血液を流出させるための第２ポート５５と、を具備する。本体５０の第３断面積ＳＡ３が１００平方ミリメートル未満である。これにより、本体５０の内部空間に血液が滞留し難い陰圧検出装置１０が実現される。第１ポート５４と第２ポート５５とが同一直線状に配置されることにより、血流に対して抵抗が生じ難く、血液が滞留し難くなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、動脈側回路と静脈側回路とを有する透析用血液回路における動脈側回路に接続される陰圧検出装置に関する。

人工透析においては、患者から採取した血液がダイアライザと称される人工腎臓で濾過されて患者に還流される。患者からダイアライザへ血液を導く血液回路は動脈側回路と称され、ダイアライザから患者へ血液を戻す血液回路は静脈側回路と称される。透析用血液回路は、主にダイアライザと動脈側回路及び静脈側回路とによって構成されている（特許文献１）。

人工透析において、患者からの採血不良によって透析用血液回路の内部が陰圧になることがあり得る。この陰圧を検知するために、動脈側回路に陰圧検出器が設けられている。陰圧検出器は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製のチューブの両端が熱溶着されることによりピロー型に形成されている（特許文献２）。人工透析において動脈側回路が陰圧になると、陰圧検出器のピロー形状が潰れるように変形する。これにより、動脈側回路が陰圧となったことを目視により容易に確認できる。

特開２００３−２６５６０１号公報特開平１１−２６７１９８号公報

ピロー型の陰圧検出器は、内部空間の四隅において血液が滞留しやすい。人工透析は数時間行われるので、陰圧検出器の内部空間の四隅において滞留した血液が凝固することがあり得る。そして、血液の凝固による塊が陰圧検出器から流出すると、ダイアライザの目詰まりの原因となり、その結果、ダイアライザの性能が低下したり、人工透析後の血液回収に不具合が生じたりするという問題が生じる。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、血液が滞留し難い陰圧検出装置を提供することにある。

本発明は、動脈側回路と静脈側回路とを有する透析用血液回路における動脈側回路に接続される陰圧検出装置に関する。陰圧検出装置は、内部空間が陰圧となることにより当該内部空間を減少させるように変形可能なピロー型の本体と、上記本体の第１端側に血液を流入させるために設けられており、血流方向に直交する第１断面積が上記本体の内部空間における血流方向に直交する第３断面積より小さい第１ポートと、上記本体の上記第１端と反対側の第２端側に血液を流出させるために設けられており、血流方向に直交する第２断面積が上記第３断面積より小さい第２ポートと、を具備する。上記第３断面積が１００平方ミリメートル未満である。

上記第１ポートと上記第２ポートとが同一直線状に配置されることが、血流に対して抵抗が生じ難く、血液が滞留し難くなることから好ましい。

上記陰圧検出装置として、合成樹脂製のチューブの両端が熱溶着されることにより、上記本体、上記第１ポート及び上記第２ポートが形成されたものが挙げられる。

本発明は、透析用のダイアライザに接続される動脈側回路と、上記ダイアライザに接続される静脈側回路と、上記動脈側回路に接続される陰圧検出装置と、を具備し、上記陰圧検出装置は、内部空間が陰圧となることにより当該内部空間を減少させるように変形可能なピロー型の本体と、上記本体の第１端側に血液を流入させるために設けられており、血流方向に直交する第１断面積が上記本体の内部空間における血流方向に直交する第３断面積より小さい第１ポートと、上記本体の上記第１端と反対側の第２端側に血液を流出させるために設けられており、血流方向に直交する第２断面積が上記第３断面積より小さい第２ポートと、を具備し、上記第３断面積が１００平方ミリメートル未満である透析用血液回路として捉えられてもよい。

本発明によれば、ピロー型の本体の内部空間における流路方向と直交する第３断面積が１００平方ミリメートル未満なので、本体の内部空間に血液が滞留し難い。

図１は、本発明の実施形態に係る透析用血液回路１１を示す模式図である。図２は、本発明の実施形態に係る陰圧検出装置１０を示す平面図である。図３は、図２におけるIII-III切断線の断面図である。図４は、第１断面積ＳＡ１、第２断面積ＳＡ２及び第３断面積ＳＡ３を示す模式図である。図５は、実施例の結果を示すグラフである。

以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される各実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態が適宜変更できることは言うまでもない。

図１に示されるように、陰圧検出装置１０は、透析用血液回路１１に適用される。透析用血液回路１１は、ダイアライザ１２と、患者からの血液を流入させるためにダイアライザ１２に接続される動脈側回路１３と、患者へ血液を還流させるためにダイアライザ１２に接続される静脈側回路１４と、を有する。陰圧検出装置１０は、動脈側回路１３の一部として構成されている。

ダイアライザ１２は、概ね円筒形状の筐体２０の両端に、血液流入ポート２１及び血液流出ポート２２が設けられたものである。また、筐体２０の両端側の側周面に、透析液流入ポート２３及び透析液流出ポート２４が設けられている。図には現れていないが、筐体２０の内部空間には複数本の中空糸が筐体２０の軸線方向に沿って並んで詰められている。血液流入ポート２１及び血液流出ポート２２は、複数本の中空糸の内部空間を通じて血液を流通可能に連続されている。

ダイアライザ１２は、透析液を流通させるライン１５，１６を通じて透析装置１７に接続されている。透析装置１７から、透析液流入ポート２３を通じて筐体２０の内部空間へ流入された透析液は、中空糸の外周面と接触しながら筐体２０の内部空間を流通して、透析液流出ポート２４を通じて筐体２０の内部空間から流出される。中空糸の周壁には複数の微小な孔が形成されており、中空糸の内部を流通する血液の老廃物は、周壁の孔から抜け出て透析液に回収される。

動脈側回路１３は、主にポリ塩化ビニル製のチューブ３０から構成されている。図においては、このチューブ３０が２点鎖線により示されている。チューブ３０の一端は、ダイアライザ１２の血液流入ポート２１に接続されている。チューブ３０の他端には、動脈側シャントコネクタ３１が接続されている。なお、図には現れていないが、チューブ３０の途中には、ローラポンプにより扱かれる扱き部が形成されている。チューブ３０の途中には陰圧検出装置１０が接続されている。陰圧検出装置１０の詳細な構成については後述される。

静脈側回路１４は、主にポリ塩化ビニル製のチューブ４０から構成されている。図においては、このチューブ４０が２点鎖線により示されている。チューブ４０の一端は、ダイアライザ１２の血液流出ポート２２に接続されている。チューブ４０の他端には、静脈側シャントコネクタ４１が接続されている。なお、図には現れていないが、チューブ３０，４０には、ドリップチャンバなどの透析用血液回路における公知の他の部材が更に設けられていてもよい。

図２，３に示されるように、陰圧検出装置１０は、動脈側回路１３のチューブ３０と一体に形成されている。陰圧検出装置１０は、チューブ３０より外側へ膨出しており、ピロー型の本体５０を有する。本体５０は、チューブ３０より大径のポリ塩化ビニル製のチューブが、２本のチューブ３０の各端部を接続するように外嵌されて、その外嵌部分をチューブ３０の内部空間を保持しながら熱溶着により平板形状に圧壊することによりピロー型に形成されている。

本体５０のピロー部分５１は、ほぼ一定の肉厚であり、内部空間も外径と同様のピロー形状をなしている。このピロー部分５１は、内部空間が陰圧となることにより、内部空間の容積を減少させるように変形可能である。どの程度の陰圧によりピロー部分５１が変形するかは、ピロー部分５１の肉厚や素材により設定可能である。

本体５０の両端には、平板部分５２，５３が形成されている。この平板部分５２，５３は、チューブ３０の端部を覆うようにして、チューブ３０の外周面と液密に密着している。この平板部分５２，５３により覆われた各チューブ３０の内部空間が、第１ポート５４及び第２ポート５５である。第１ポート５４は、動脈側シャントコネクタ４１が接続されているチューブ３０により形成されており、本体５０の内部空間に血液を流入させるためのものである。第２ポート５５は、ダイアライザ１２が接続されているチューブ３０により形成されており、本体５０の内部空間から血液を流出させるためのものである。第１ポート５４と第２ポート５５とは、各チューブ３０の軸線が同一直線となるように配置されている。本体５０において、第１ポート５４が形成されている側が請求項において第１端側と称され、第２ポート５５が形成されている側が請求項において第２端側と称される。

図２，３に示されるように、第１ポート５４において、血流方向１０１に直交する断面積を第１断面積ＳＡ１とする。第２ポート５５において、血流方向１０１に直交する断面積を第２断面積ＳＡ２とする。本体５０の内部空間において、血流方向１０１に直交する最大の断面積を第３断面積ＳＡ３とする。ピロー型の本体５０において、血流方向１０１に直交する断面積が最大となる箇所は、本体５０における血流方向１０１の中央である。

チューブ３０の内径は一定なので、第１断面積ＳＡ１及び第２断面先ＳＡ２は同一面積である。本体５０は、内部空間が大気圧であるときに、チューブ３０より外側へ膨らんでいるので、第３断面積ＳＡは、第１断面積ＳＡ１及び第２断面先ＳＡ２より大きい（第３断面積ＳＡ３＞第１断面積ＳＡ１、第３断面積ＳＡ３＞第２断面先ＳＡ２）。第３断面積ＳＡ３は、１００平方ミリメートル未満である。

［本実施形態の作用効果］
第３断面積ＳＡ３が１００平方ミリメートル未満なので、本体５０の内部空間に血液が滞留し難い。また、第１ポート５４と第２ポート５５とが、それぞれを形成する各チューブ３０の軸線が同一直線となるように配置されているので、血流方向１０１が直線となって本体５０において流路抵抗が生じ難く、血液が滞留し難くなる。

陰圧検出装置１０について流体解析を行った。解析ソフトとしてOpenFOAMを使用し、ソルバーとしてtwoLiquidMixingFoamを使用した。材料物性値として、使用流体を水とし、動粘度係数を１．０×１０^−６m²/sとし、密度を１０００kg/m³とし、重力を９．８１m/s²とした。また、流速条件を、流入が２００ml/min、０．３７m/sとし、流入後５秒までを解析時間とした。この条件により、陰圧検出装置１０の第３断面積ＳＡ３を４０mm²（実施例１），６０mm²（実施例２），８０mm²（実施例３），９０mm²（実施例４），１００mm²（比較例１），１２０mm²（比較例２），１４０mm²（比較例３）として、それぞれの流体解析を行った。

実施例１〜３及び比較例１〜３の解析結果である断面画像から、流速が約０m/sの領域を抽出して、その容積を算出した。その結果を、図５に示す。

図５から明らかなように、第３断面積ＳＡ３が１００mm²未満である実施例１〜３が、第３断面積ＳＡ３が１００mm²以上である比較例１〜３より顕著に流速が約０m/sの領域が少なかった。

１０・・・陰圧検出装置
１１・・・透析用血液回路
１２・・・ダイアライザ
１３・・・動脈側回路
１４・・・静脈側回路
５０・・・本体
５４・・・第１ポート
５５・・・第２ポート

Claims

動脈側回路と静脈側回路とを有する透析用血液回路における動脈側回路に接続される陰圧検出装置であって、
内部空間が陰圧となることにより当該内部空間を減少させるように変形可能なピロー型の本体と、
上記本体の第１端側に血液を流入させるために設けられており、血流方向に直交する第１断面積が上記本体の内部空間における血流方向に直交する第３断面積より小さい第１ポートと、
上記本体の上記第１端と反対側の第２端側に血液を流出させるために設けられており、血流方向に直交する第２断面積が上記第３断面積より小さい第２ポートと、を具備し、
上記第３断面積が１００平方ミリメートル未満である陰圧検出装置。
上記第１ポートと上記第２ポートとが同一直線状に配置されたものである請求項１に記載の陰圧検出装置。
合成樹脂製のチューブの両端が熱溶着されることにより、上記本体、上記第１ポート及び上記第２ポートが形成されたものである請求項１又は２に記載の陰圧検出装置。
透析用のダイアライザに接続される動脈側回路と、
上記ダイアライザに接続される静脈側回路と、
上記動脈側回路に接続される陰圧検出装置と、を具備し、
上記陰圧検出装置は、
内部空間が陰圧となることにより当該内部空間を減少させるように変形可能なピロー型の本体と、
上記本体の第１端側に血液を流入させるために設けられており、血流方向に直交する第１断面積が上記本体の内部空間における血流方向に直交する第３断面積より小さい第１ポートと、
上記本体の上記第１端と反対側の第２端側に血液を流出させるために設けられており、血流方向に直交する第２断面積が上記第３断面積より小さい第２ポートと、を具備し、
上記第３断面積が１００平方ミリメートル未満である透析用血液回路。