JP2016083307A - 血液透析装置 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】 透析液回路4には、供給室11aと回収室11bとを備えた第1透析液チャンバ11と、供給室12aと回収室12bとを備えた第2透析液チャンバ12が配置されている。制御手段5が透析液回路4内の所要位置の開閉弁を開閉させることにより、上記両チャンバ11、12の動作を交互に切り替えて、透析器2に透析液を供給するとともに使用済み透析液を回収するようになっている。圧力検出器23によって検出される圧力は常時制御手段5に入力されている。
制御手段5は、第1透析液チャンバ11と第2透析液チャンバ12の間で動作が切り替えられた際の、圧力検出器23から入力される圧力変動に基づいて透析治療中の動作異常を検出して、警報信号を出力する。
【効果】 透析治療中の動作異常を確実に検出できる。
【選択図】 図4

Description

本発明は血液透析装置に関し、より詳しくは、透析液回路の圧力変動に基づいて、透析治療中の動作異常を検出できるようにした血液透析装置に関する。
従来より血液透析装置においては、新鮮な透析液を収容する供給室と使用済み透析液を収容する回収室が形成された2つの透析液収容容器を備えており、透析治療中は、一方の透析液収容容器と他方の透析液収容容器において透析器に対する透析液の給排動作を交互に切り替えるようになっている。この動作の切り替えは、透析液収容容器に対応して設けた開閉弁の開閉状態を異ならせることで行われている。それによって、透析器に対して透析液を連続的に供給する一方、透析器から使用済みの透析液を連続的に回収するようになっており、また、除水ポンプを備えて血液中から所定量の除水を行うようになっている(特許文献1)。
特許第3933512号公報
ところで、従来の血液透析装置においては、一方から他方の透析液収容容器に動作を切り替える際に、電磁的に作動する開閉弁に個体差による作動不良が発生して閉鎖タイミングが遅れる場合があり、この場合には透析液収容容器における正常な給排動作が行われず、除水誤差を引き起こす原因となっていた。このような開閉弁の作動遅れに起因する誤差は、1回あたりは軽微な量であるが、数時間に及ぶ透析治療が終了した時点においては、目標とする除水量との差が大きくなり、気付かずに放置しておくと意図した治療が行われないため、患者に与える影響が大きいという問題があった。
上述した事情に鑑み、本発明は、透析器に供給する新鮮な透析液を収容する供給室および透析器を経て回収される使用済み透析液を収容する回収室を備えた透析液収容容器を2つ備えるとともに、これら2つの透析液収容容器毎に、供給室に新鮮な透析液を給液する給液通路と、この給液通路を開閉する開閉弁と、供給室から透析器に新鮮な透析液を供給する供給通路と、この供給通路を開閉する開閉弁と、透析器を経て回収される使用済み透析液を回収室に回収させる回収通路と、この回収通路を開閉する開閉弁と、回収室から使用済み透析液を排液させる排液通路と、この排液通路を開閉する開閉弁を備え、
一方の透析液収容容器において新鮮な透析液を供給室に給液するとともに使用済み透析液を回収室から排液させる間に、他方の透析液収容容器において供給室から透析器に新鮮な透析液を供給するとともに使用済み透析液を回収室に回収させ、これら一方と他方の動作を各透析液収容容器に対応した開閉弁を開閉させることにより交互に行うようにした血液透析装置において、
透析器を経て透析液収容容器の供給室から回収室に至る透析液回路に回路内の圧力を検出する圧力検出器を備えるとともに、この圧力検出器の検出結果を認識する制御手段を備え、該制御手段は、一方の透析液収容容器から他方の透析液収容容器へ動作が切り替わった際の圧力変動を認識し、該圧力変動幅が許容範囲を逸脱した場合に警報信号を出力するようにしたものである。
上述した構成によれば、透析治療中の動作異常を確実に検出することができる。
本発明の一実施例を示す血液透析装置の液回路を示す図。 図1の液回路の動作状態を示す図。 図2から動作が切り替わった状態を示す図。 開閉弁に作動不良が生じた状態を示す図。 開閉弁の構成を示す断面図であり、図5(a)は閉鎖状態を示しており、図5(b)は開放状態を示している。 図1の液回路内の圧力変動を示す図。
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1において1は血液透析を行うための血液透析装置に備えられた液回路を示し、この液回路1は、血液透析を行う透析器2と、この透析器2に接続された血液回路3と、上記透析器2に接続された透析液回路4と、血液透析装置全体の作動を制御する制御手段5を備えている。
上記血液回路3は、透析器2に接続された動脈側通路6と静脈側通路7とから構成されており、動脈側通路6には血液を送液する血液ポンプ8が設けられている。この血液ポンプ8を作動させることにより、動脈側通路6を介して患者から血液を透析器2に送り、静脈側通路7を介して患者に戻すようになっている。
上記透析液回路4は、透析液を給排する2つの同形の第1透析液チャンバ11および第2透析液チャンバ12と、上記第1、第2透析液チャンバ11、12に新鮮な透析液を給液する給液通路13と、第1、第2透析液チャンバ11、12から新鮮な透析液を透析器2に供給する供給通路14と、透析器2を通過した使用済み透析液を第1、第2透析液チャンバ11、12に回収する回収通路15と、第1、第2透析液チャンバ11、12から使用済みの透析液を排液する排液通路16とを備えている。
透析器2は、多数の中空糸膜とこの中空糸膜を収容するハウジングとから構成され、中空糸の内側を血液が流通し、外側を逆方向に透析液が流通することで、血液中の老廃物が透析液側に移動して除去されるようになっている。
上記給液通路13の下流端は第1、第2透析液チャンバ11、12に向けて分岐するとともに、その分岐部分にはそれぞれ制御手段5によって開閉される給液弁V1a、V3aが設けられている。
上記供給通路14の上流端は第1、第2透析液チャンバ11、12に向けて分岐するとともに、分岐部分にはそれぞれ制御手段5によって開閉される供給弁V1b,V3bが設けられている。
上記回収通路15の下流端は第1、第2透析液チャンバ11、12に向けて分岐するとともに、分岐部分にはそれぞれ制御手段5によって開閉される回収弁V2a、V4aが設けられている。
上記排液通路16の上流端は第1、第2透析液チャンバ11、12に向けて分岐するとともに、分岐部分にはそれぞれ制御手段5によって開閉される排液弁V2b、V4bが設けられている。
また上記供給通路14の下流端および回収通路15の上流端は透析器2に接続されている。
第1透析液チャンバ11および第2透析液チャンバ12の内部は2枚のダイアフラムによって区画され、新鮮な透析液が収容される供給室11a,12aと、使用済み透析液が収容される回収室11b、12bと、これらの間に形成された中間室11c、12cが形成されており、透析液収容容器として構成されている。
上記中間室11c、12cの内部にはシリコーンオイルを充満させてあり、各中間室11c、12cには、一方から他方へシリコーンオイルを送液して容積を増減させる除水ポンプとしてのオイルポンプ17が接続されている。オイルポンプ17は制御手段5によって作動を制御されるようになっており、制御手段5はオイルポンプ17の作動を制御して各中間室11c、12cの容積を増減させることにより、回収室11b、12bの容積が増減されるようになっている。
このような第1透析液チャンバ11に対応する開閉弁として、上記給液弁V1a、供給弁V1b、回収弁V2a、排液弁V2bが備えられ、第2透析液チャンバ12に対応する開閉弁として、上記給液弁V3a、供給弁V3b、回収弁V4a、排液弁V4bが備えられている。
上記給液通路13には、図示しない透析液供給装置から供給された新鮮な透析液を送液する給液ポンプ21が設けられており、この給液ポンプ21の上流側には制御手段5によって開閉される開閉弁V5が設けられている。
上記供給通路14の途中には、透析液中の細菌やエンドトキシンを捕捉して透析液を浄化する浄化フィルタ22が設けられており、この浄化フィルタ22は、多数の中空糸膜とこの中空糸膜を収容するハウジングとから構成されている。透析治療中においては、上記供給通路14を流通する透析液が浄化フィルタ22内を通過することにより透析液中の細菌やエンドトキシンが捕捉されるようになっている。
上記回収通路15には、その上流端から順に、制御手段5によって開閉される開閉弁V6と、透析器2から使用済み透析液を送液する回収ポンプ24と、除気槽25とが設けられ、回収ポンプ24の上流側に、第1透析液チャンバ11および第2透析液チャンバ12の供給室11a、12aから回収室11b、12bに至る供給通路14および回収通路15からなる透析液回路内の圧力を検出する圧力検出器23が設けられている。
そして、上記排液通路16には、上記分岐部分よりも下流側に開閉弁V7が設けられている。開閉弁V7の隣接上流位置となる排液通路16と上記除気槽25とにわたって排気通路26が設けられており、この排気通路26には開閉弁V8が設けられている。上記開閉弁V6、V7、V8は制御手段5によって開閉作動を制御されるようになっている。
圧力検出器23が検出した圧力は上記制御手段5に入力されるようになっており、後に詳述するが、本実施例の制御手段5は認識される圧力変動に基づいて、上記2つの透析液収容容器の一方から他方へ動作が切り替った際の動作不良を検出し、警報信号を出力するようになっている。
圧力検出器23の隣接上流位置となる回収通路15と、浄化フィルタ22の未濾過液排出口22Aとにわたってバイパス通路27が設けられており、このバイパス通路27には開閉弁V9が設けられている。この開閉弁V9も制御手段5によって開閉作動を制御されるようになっている。
患者に対する透析治療中においては、制御手段5は、透析液回路4に配置された各ポンプ17、21,24及び開閉弁V5〜V9の作動を制御して、一方の透析液チャンバにおいて新鮮な透析液を供給室に給液するとともに、使用済み透析液を回収室から排液させ、他方の透析液チャンバにおいて供給室から透析器2に新鮮な透析液を供給するとともに、使用済み透析液を回収室に回収させるようになっており、両透析液チャンバ11,12に対応した各給液弁V1a、V3a、供給弁V1b、V3b、回収弁V2a、V4a、および排液弁V2b、V4bの開閉を制御することにより、透析液チャンバの一方と他方の動作を交互に切り替えるようになっている。
上記透析液回路4に設けられた各開閉弁は同じ構成となっており、作動されない状態では閉鎖される構成となっている。図5(a)(b)は、開閉弁の構成を示しており、(a)は閉鎖状態を(b)は開放状態を示している。この図5に示すように、開閉弁は、下方側に位置して液通路31A、弁座31B及び弁体31Cが設けられるバルブボディ31と、バルブボディ31の上面に連結された略円筒状のケーシング32と、上記弁体31Cを昇降させるプランジャ33と、このプランジャ33を常時下方に向けて付勢するばね34と、上記プランジャ33をばね34に抗して上昇させる電磁コイル35と、ケーシング32を閉鎖する閉鎖部材36とを備え、通電することにより液通路31Aを開放する常時閉式(ノーマルクローズドタイプ)の電磁弁として構成されている。
ケーシング32内に電磁コイル35が収容されており、その内周側にプランジャ33が昇降可能に収容されている。プランジャ33は、環状ガイド37に案内されて昇降されるようになっている。閉鎖部材36とその下方側のプランジャ33とにわたってばね34が弾装されているので、プランジャ33は常時弁体31Cを弁座31Bに押し付ける方向に向けて付勢されている。
プランジャ33の下端部は弁体31Cに連結されており、弁体31Cはダイアフラム31Dの中央に形成されている。ダイアフラム31Dはバルブボディ31の上面中央に形成された凹部31Eを覆うようにして、その周縁部がバルブボディ31とケーシング32に挟まれて保持されている。電磁コイル35が励磁されていない状態では、プランジャ33がばね34によって付勢されているため、弁体31Cは上記凹部31Eの底面に形成した弁座31Bに着座して液通路31Aが遮断されるようになっている(図5(a)の状態)。
これに対して、所要時に制御手段5が電磁コイル35を励磁させると、ばね34の付勢力に抗してプランジャ33が移動されるので、弁体31Cが弁座31Bから離隔するようになっている(図5(b))。これにより、バルブボディ31に形成した凹部31Eを介して液通路31Aが連通し、液体を流通させるようになっている。
また、図5(b)に示す開放状態から制御手段5が電磁コイル35の励磁を停止させると、ばね34によってプランジャ33が付勢されて弁体31Cが弁座31Bに着座し、液通路31Aが再度遮断されるようになっている(図5(a))。なお、このような電磁式の開閉弁の構成は従来公知である。
上記構成に基づく液回路1による患者に対する透析治療中においては、制御手段5は、一方の第1透析液チャンバ11による透析器2に対する透析液の給排動作と、他方の第2透析液チャンバ12による透析器2に対する透析液の給排動作とを交互に切り替えることにより、透析器2に連続的に透析液を供給し回収するようになっている。
より詳細には、図2に示すように、給液通路13の開閉弁V5を開放させるとともに給液ポンプ21を作動させ、また、排液通路16の排液側となる開閉弁V7を開放させるとともに、回収通路15の開閉弁V6を開放させて回収ポンプ24を作動させる。これとともに、血液ポンプ8を作動させて血液回路3及び透析器2に血液を流通させる。
また、第1透析液チャンバ11に対応する供給弁V1bと回収弁V2aを開放させるとともに、第2透析液チャンバ12に対応する給液弁V3aと排液弁V4bを開放させる。
この状態では、第1透析液チャンバ11の供給室11aが供給通路14に、回収室11bが回収通路15にそれぞれ接続され、これにより、図2に太線で示すように、透析器2を経由する閉回路が形成される。この閉回路において回収ポンプ24が作動することにより、第1透析液チャンバ11の供給室11a内の透析液は供給通路14を介して透析器2へ供給されるとともに、透析器2内を通過した使用済みの透析液は回収回路15を介して第1透析液チャンバ11の回収室11bに回収される。この状態においては、透析器2の中空糸膜を介して透析液側の圧力が血液側よりも低くなっており、さらにオイルポンプ17によって第1透析液チャンバ11の中間室11cのシリコーンオイルを、第2透析液チャンバ12の中間室12cに移動させることにより、回収室11bの容積が増大され、これに見合う量の水分が血液中から除水される。なお、図2に点線で示すように、この間に第2透析液チャンバ12の供給室12aに給液通路13が接続されて透析液が給液されるとともに、回収室12bに排液通路16が接続されて使用済み透析液が排出される。
この状態で所定時間が経過し、所定量の透析液が透析器2に供給されると、制御手段5は、第1透析液チャンバ11による透析器2に対する透析液の給排動作を、第2透析液チャンバ12による給排動作に切り替える。すなわち、図3に太線で示すように、第2透析液チャンバ12の供給室12aに供給通路14を、回収室12bに回収通路15をそれぞれ接続し、これにより透析器2を経由する閉回路を形成するとともに、点線で示すように、第1透析液チャンバ11の供給室11aに給液通路13を、回収室11bに排液通路16をそれぞれ接続する。
上述したようにして第1透析液チャンバ11による透析液の給排動作と、第2透析液チャンバ12による透析液の給排動作を交互に切り替えて、透析器2に連続的に透析液を供給して透析治療を行うが、例えば図3に示す状態から図2に示す状態に切り替えた際に、回収弁V4aに作動遅れが生じる場合がある。すなわち、制御手段5により、第2透析液チャンバ12に対応する回収弁V4aに閉鎖指令を出して、該回収弁V4aの励磁を停止するが、ばね34の付勢力によるプランジャ33の移動がスムーズでないと、弁体31Cが弁座31Bに着座して完全に閉鎖状態となるタイミングが遅れ、図4に示すように、回収弁V4aの閉鎖後に開放されるべき排液弁V4bが開放してしまい、その後で回収弁V4aが閉鎖する場合がある。
この場合のように極めて短い時間であっても、回収弁V4aと排液弁V4bとが同時に開放した状態となることがあると、もう一方の第1透析液チャンバ11において形成される閉回路による除水とは無関係に、使用済み透析液が第2透析液チャンバ12の回収室12bを通過して排液され、その分が不必要に除水されてしまう。このように、一度の切り替え時に除水される量はわずかであるが、透析治療には数時間を要するので、結果的には目標とする除水量を大きく上回って除水されることになる。
このような開閉弁の閉鎖遅れに起因する除水量の増加は、第1透析掖チャンバ11の回収弁V2aの閉鎖遅れによって発生する場合もあり、また、排掖弁V2b、V4bの閉鎖遅れによって発生する場合もある。排液弁V2b、V4bにおいて発生した場合には、排液弁V2b、V4bが閉鎖する前に回収弁V2a、V4aが開放して排液弁と回収弁が同時に開放した状態となり、回収室11b、12bに貯留されるべき使用済み透析液が不必要に排液されることになる。
このように、回収弁V2a、V4aや排液弁V2b、V4bに閉鎖遅れが生じた場合には、回収室11b、12bを介して回収通賂15が排液通路16に連通してしまうため、閉回路が形成できず回収ポンプ24の下流側で圧力が低下する。これに伴って回収ポンプ24の上流側の圧力も低下し、これが圧力検出器23に検出される。
図6はこの状態を示しており、圧力検出器23から入力される圧力変動を表す波形に対し、tは回収弁V2a、V4aや排液弁V2b、V4bに開放指令を出力するタイミングを示している。これら回収弁V2a、V4aまたは排液弁V2b、V4bが開放されることで、一方の透析液収容容器から他方の透析液収容容器へ動作は切り替わるが、切り替わった際に、既に閉鎖されているべき排液弁V2b、V4bまたは回収弁V2a、V4aに閉鎖遅れが発生した場合には、このタイミングtから若干遅れて顕著な圧力の低下が検出される。
これは回収弁V2a、V4aや排液弁V2b、V4bは、指令出力から若干のタイムラグを有して開放されるためであり、制御手段5においては、開放指令を出力するタイミングtから所定問隔Ta毎に圧力の差を求めて圧力変動を認識し、変動幅が予め設定した許容範囲を逸脱することで異常として検出し、警報信号を出力するようにしている。この場合。今回の検出値を前回の検出値で減算することで増減が分かるので、図6で示すように減少幅が許容範囲を逸脱した場合には、回収弁V2a、V4aまたは排液弁V2b、V4bに閉鎖遅れが生じているものと判断する。そして、警報信号の出力に伴って、音声や表示により動作異常の発生を知らせる。
上述のような、開閉弁の閉鎖遅れに起因する動作異常の発生は、回収弁V2a、V4aや排液弁V2b、V4bに限らず、給液弁V1a、V3aや供給弁V1b、V3bにおいても発生することがある。
すなわち、給液弁Vla、V3aや供給弁Vlb、V3bに閉鎖遅れが生じた場合は、これら給液弁Vla、V3aと供給弁V1b、V3bが同時に開放した状態となることで、供給室11a、12aを介して供給通略14が給液通路13に連通してしまい、閉回路が形成できず、給液ポンプ21の送液圧が直接的に供給通路14を通して透析器2や回収通路15に作用する。このように透析液回路側の圧力が高まると、透析器2では除水能力が低下して除水量が減少してしまい、数時問に及ぶ透析治療においては目標とする除水量を大きく下回ることになる。
このような圧力の上昇は圧力検出器23で検出されるので、この場合にも回収弁V2a、V4aや排液弁V2b、V4bの場合と同様に、開放指令を出力するタイミングtから所定間隔Ta毎に圧力の差を求めて圧力変動を認識し、変動幅が予め設定した許容範囲を逸脱することで異常として検出することができる。この場合においても、今回の検出値を前回の検出値で減算することで増減が分かるので、増加幅が許容範囲を逸脱することで、給液弁V1a、V3aまたは供給弁Vlb、V3bに閉鎖遅れが生じているものと判断する。
なお、本実施例においては血液透析装置として、図示しない透析液供給装置から供給される透析液を使用する透析用監視装置について説明したが、透析原液を装置内で希釈して透析液を調製する個人用透析装置に本発明を採用することも可能である。
1‥液回路 2‥透析器
4‥透析液回路 5‥制御手段
11‥第1透析液チャンバ(一方の透析液収容容器)
12‥第2透析液チャンバ(他方の透析液収容容器)
13‥給液通路 14‥供給通路
15‥回収通路 16‥排液通路
23‥圧力検出器 V1a、V3a‥給液弁(開閉弁)
V1b、V3b‥供給弁(開閉弁)
V2a、V4a‥回収弁(開閉弁)
V2b、V4b‥排液弁(開閉弁)

Claims (3)

  1. 透析器に供給する新鮮な透析液を収容する供給室および透析器を経て回収される使用済み透析液を収容する回収室を備えた透析液収容容器を2つ備えるとともに、これら2つの透析液収容容器毎に、供給室に新鮮な透析液を給液する給液通路と、この給液通路を開閉する開閉弁と、供給室から透析器に新鮮な透析液を供給する供給通路と、この供給通路を開閉する開閉弁と、透析器を経て回収される使用済み透析液を回収室に回収させる回収通路と、この回収通路を開閉する開閉弁と、回収室から使用済み透析液を排液させる排液通路と、この排液通路を開閉する開閉弁を備え、
    一方の透析液収容容器において新鮮な透析液を供給室に給液するとともに使用済み透析液を回収室から排液させる間に、他方の透析液収容容器において供給室から透析器に新鮮な透析液を供給するとともに使用済み透析液を回収室に回収させ、これら一方と他方の動作を各透析液収容容器に対応した開閉弁を開閉させることにより交互に行うようにした血液透析装置において、
    透析器を経て透析液収容容器の供給室から回収室に至る透析液回路に回路内の圧力を検出する圧力検出器を備えるとともに、この圧力検出器の検出結果を認識する制御手段を備え、該制御手段は、一方の透析液収容容器から他方の透析液収容容器へ動作が切り替わった際の圧力変動を認識し、該圧力変動幅が許容範囲を逸脱した場合に警報信号を出力することを特徴とする血液透析装置。
  2. 上記制御手段は、一方の透析液収容容器から他方の透析液収容容器へ動作が切り替わった際の圧力の減少幅が、許容範囲を逸脱した場合に警報信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の血液透析装置。
  3. 上記制御手段は、一方の透析液収容容器から他方の透析液収容容器へ動作が切り替わった際の圧力の増加幅が、許容範囲を逸脱した場合に警報信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の血液透析装置。
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