JP2749252B2 - 流体の導電率の差を決定する方法と装置 - Google Patents
流体の導電率の差を決定する方法と装置Info
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Description
【０００１】
【技術分野】この発明は、再循環効率の測定に関する。
更に詳しくは、この発明は、医療中または診断の目的で
の生物学的または医学的流体の再循環効率の測定に関す
る。
更に詳しくは、この発明は、医療中または診断の目的で
の生物学的または医学的流体の再循環効率の測定に関す
る。
【０００２】
【従来技術】多くの医療場面で、治療処置の効果を増す
ためもしくはそれに要する時間を減少するため、または
診断の目的で生物学的または医学的流体の再循環率また
は再循環効率を定量的に決定または測定することが望ま
しい。例えば、血液透析（以下“透析”と称する）は不
便で、高価で、不快な医療処置である。したがって、こ
の処置を終えるに要する時間の量を最少にして所望のレ
ベルの治療を達成することが望ましいと広く認識されて
いる。
ためもしくはそれに要する時間を減少するため、または
診断の目的で生物学的または医学的流体の再循環率また
は再循環効率を定量的に決定または測定することが望ま
しい。例えば、血液透析（以下“透析”と称する）は不
便で、高価で、不快な医療処置である。したがって、こ
の処置を終えるに要する時間の量を最少にして所望のレ
ベルの治療を達成することが望ましいと広く認識されて
いる。
【０００３】透析では、透析を受ける患者の静脈と動脈
の間に典型的には外科的に接合部を作る。この接合部
は、透析装置への取入管路と透析装置からの排出管路を
結合する血液出入場所を提供する。この取入管路はこの
患者から処理すべき血液を引き出し、一方この排出管路
はこの患者へ処理した血液を返す。
の間に典型的には外科的に接合部を作る。この接合部
は、透析装置への取入管路と透析装置からの排出管路を
結合する血液出入場所を提供する。この取入管路はこの
患者から処理すべき血液を引き出し、一方この排出管路
はこの患者へ処理した血液を返す。
【０００４】この接合部は、この患者の静脈の一つを直
接この患者の動脈の一つに結合する、動静脈をつなぐ瘻
管でもよい。その代りに、この接合部は、静脈を動脈に
つなぐ合成または動物の移植器官であってもよい。ここ
で使うこの“瘻管”という語は、患者の静脈の一つと患
者の動脈の一つの間に、方法はどうであれ外科的に作ら
れたまたは移植された接合部を指す。
接この患者の動脈の一つに結合する、動静脈をつなぐ瘻
管でもよい。その代りに、この接合部は、静脈を動脈に
つなぐ合成または動物の移植器官であってもよい。ここ
で使うこの“瘻管”という語は、患者の静脈の一つと患
者の動脈の一つの間に、方法はどうであれ外科的に作ら
れたまたは移植された接合部を指す。
【０００５】この瘻管の中でこの排出管路によって患者
に返される処理済血液の一部が再循環するかもしれな
い。再循環する処理済血液は、この取入管路によって患
者から引き出す未処理の血液と混ざり合うだろう。この
再循環およびその結果生ずる処理済血液と未処理血液の
混合は、一部、この患者から引き出され戻される血液の
割合に依る。この関係は典型的に正比例であるが、非線
形の関係である。この取入管路が患者の安全性と両立す
るこの透析装置の能力の最大流量で未処理血液だけを引
き出すとき、この透析装置は最も効果的に作動し、最短
時間で所望のレベルの治療に達することは容易にわか
る。しかし、実際問題として、この透析装置を通る流量
が増すと、この取入管路を通して引かれる血液の中の再
循環した処理済血液の割合は増加する。この透析装置を
通る流量を選択するために、この取入管路によって患者
から引き出される血液の中の再循環した処理済血液の割
合を知ることが望ましい。この割合をここでは“再循環
比”と称する。この再循環比は、この瘻管に戻される血
液の流量に対するこの瘻管から引き出される再循環血液
の流量の比とも定義できる。そこで再循環効率を次の関
係によって定義してもよい。即ち、 Ｅ＝１−Ｒ 但し Ｅ＝再循環効率 Ｒ＝再循環比 その代りに、再循環効果をこの瘻管に戻される全血液流
量に対するこの瘻管に戻されるが再循環ではない血液の
流量の比と定義しても同等である。この再循環効率を知
って、この透析装置の操作者はこの透析装置を通る流量
を調節して所望のレベルの治療を達成するために要する
時間を最少にすることができる。
に返される処理済血液の一部が再循環するかもしれな
い。再循環する処理済血液は、この取入管路によって患
者から引き出す未処理の血液と混ざり合うだろう。この
再循環およびその結果生ずる処理済血液と未処理血液の
混合は、一部、この患者から引き出され戻される血液の
割合に依る。この関係は典型的に正比例であるが、非線
形の関係である。この取入管路が患者の安全性と両立す
るこの透析装置の能力の最大流量で未処理血液だけを引
き出すとき、この透析装置は最も効果的に作動し、最短
時間で所望のレベルの治療に達することは容易にわか
る。しかし、実際問題として、この透析装置を通る流量
が増すと、この取入管路を通して引かれる血液の中の再
循環した処理済血液の割合は増加する。この透析装置を
通る流量を選択するために、この取入管路によって患者
から引き出される血液の中の再循環した処理済血液の割
合を知ることが望ましい。この割合をここでは“再循環
比”と称する。この再循環比は、この瘻管に戻される血
液の流量に対するこの瘻管から引き出される再循環血液
の流量の比とも定義できる。そこで再循環効率を次の関
係によって定義してもよい。即ち、 Ｅ＝１−Ｒ 但し Ｅ＝再循環効率 Ｒ＝再循環比 その代りに、再循環効果をこの瘻管に戻される全血液流
量に対するこの瘻管に戻されるが再循環ではない血液の
流量の比と定義しても同等である。この再循環効率を知
って、この透析装置の操作者はこの透析装置を通る流量
を調節して所望のレベルの治療を達成するために要する
時間を最少にすることができる。
【０００６】従来技術では、再循環比または再循環効率
の定量的決定には、かなりの時間を要し、患者から血液
を取る必要があって、望ましくないと認識されている血
液の尿素窒素試験のような、実験室試験を典型的に要す
る。
の定量的決定には、かなりの時間を要し、患者から血液
を取る必要があって、望ましくないと認識されている血
液の尿素窒素試験のような、実験室試験を典型的に要す
る。
【０００７】瘻管内に再循環があるかないかを定量的に
検出する方法および装置は、１９８２年に行った研究を
基にガンブロ社から発行された“ＦＡＭＩＯ瘻管流れの
研究とその解釈”に記述されている。このガンブロの方
法および装置は、処理済血液の光学濃度より淡い光学濃
度の流体をある量この透析装置の排出管路に注入する。
その結果生ずる、この透析装置排出管路を通って引かれ
る血液の光学濃度の変化を再循環があることを示すもの
として検出する。このガンブロの方法および装置は、再
循環比または再循環効率を定量的には決定または測定し
ない。熱的手法によって再循環効率を決定する装置も知
られている。
検出する方法および装置は、１９８２年に行った研究を
基にガンブロ社から発行された“ＦＡＭＩＯ瘻管流れの
研究とその解釈”に記述されている。このガンブロの方
法および装置は、処理済血液の光学濃度より淡い光学濃
度の流体をある量この透析装置の排出管路に注入する。
その結果生ずる、この透析装置排出管路を通って引かれ
る血液の光学濃度の変化を再循環があることを示すもの
として検出する。このガンブロの方法および装置は、再
循環比または再循環効率を定量的には決定または測定し
ない。熱的手法によって再循環効率を決定する装置も知
られている。
【０００８】体内のまたは医学的流体の再循環効率を定
量的に測定することは、他の治療上のまたは診断上の処
置でも同様に有用である。例えば、再循環比および再循
環効率は、心臓の出力、血管間の再循環、非外科的に作
られた出入場所での再循環、および透析器の血液側もし
くは透析物側、または両方からの透析器の性能を決定す
るために有用である。
量的に測定することは、他の治療上のまたは診断上の処
置でも同様に有用である。例えば、再循環比および再循
環効率は、心臓の出力、血管間の再循環、非外科的に作
られた出入場所での再循環、および透析器の血液側もし
くは透析物側、または両方からの透析器の性能を決定す
るために有用である。
【０００９】閉非金属導管の中の流体の導電率は、既知
の断面積および長さの閉電気通路を含む導管ループに交
流電流を誘起することによってこの流体に接触すること
なく測定できることが知られている。このようにして誘
起した電流の大きさはこの流体の導電率に比例する、そ
こでこの誘起した電流の大きさを誘導検知によって検出
し、流体導電率の定量的表示を得ることができる。閉導
管の中の流体の導電率をこの流体に接触することなく測
定するための導電率セルが、１９８８年４月２６日にオ
ガワに発行され、この発明の譲受人に譲渡された“流体
流路中にトランス結合を有する遠隔導電率センサ”とい
う名称の米国特許第４，７４０，７５５号に記述されて
いる。それでその明細書をここに参考として含める。こ
の発明の差動導電率再循環モニタを開発したのはこうい
った背景による。
の断面積および長さの閉電気通路を含む導管ループに交
流電流を誘起することによってこの流体に接触すること
なく測定できることが知られている。このようにして誘
起した電流の大きさはこの流体の導電率に比例する、そ
こでこの誘起した電流の大きさを誘導検知によって検出
し、流体導電率の定量的表示を得ることができる。閉導
管の中の流体の導電率をこの流体に接触することなく測
定するための導電率セルが、１９８８年４月２６日にオ
ガワに発行され、この発明の譲受人に譲渡された“流体
流路中にトランス結合を有する遠隔導電率センサ”とい
う名称の米国特許第４，７４０，７５５号に記述されて
いる。それでその明細書をここに参考として含める。こ
の発明の差動導電率再循環モニタを開発したのはこうい
った背景による。
【００１０】
【発明の概要】本発明の目的は、以上のような従来技術
における問題点に鑑みてなされたものであり、処理装置
を通る流量を選択するために処理された流体と未処理流
体の混合割合を知るための少なくとも２つの流体の導電
率の差を決定する方法および装置を提供することであ
る。 この目的は、請求項１から請求項５、請求項１１か
ら請求項１５および請求項２０から請求項２５に記載の
方法および装置の構成によって達成され、以下のような
作用を奏する。 このような方法および装置によれば、第
１流体は第１導電率セルに入れられ、第２流体は第２導
電率セルに入れられる。各導電率セルは、所定の外周を
もつリング状構成に作られた、所定の断面積をもつ導管
である。各導電率セルのこの構成は、その中の流体を所
定の断面積と所定の通路長をもつ電気通路の中に閉じ込
める。交流で励磁される励磁コイルが励磁場所で両導電
率セルの導管に近接している。第１流体交流電流がこの
第１流体の導電率に関連してこの第１流体に誘起され
る。第２流体交流電流がこの第２流体の導電率に関連し
てこの第２流体に誘起される。この第１流体および第２
流体の中の第１流体交流と第２流体交流は、この励磁場
所でほぼ同じ電気的方向に流れる。検知コイルが検知場
所でこの第１および第２導電率セルの導管に近接してい
る。これら第１および第２導電率セルの管は、この検知
場所で，この第１流体交流がこの第２流体交流の方向と
ほぼ反対の電気的方向に流れるように位置づけられてい
る。検知した交流がこの第１流体交流および第２流体交
流によってこの検知コイルの中に、この第１および第２
流体交流の間の差に比例して誘起される。この検知した
交流は、この第１および第２流体の導電率間の差を定量
的に表す。
における問題点に鑑みてなされたものであり、処理装置
を通る流量を選択するために処理された流体と未処理流
体の混合割合を知るための少なくとも２つの流体の導電
率の差を決定する方法および装置を提供することであ
る。 この目的は、請求項１から請求項５、請求項１１か
ら請求項１５および請求項２０から請求項２５に記載の
方法および装置の構成によって達成され、以下のような
作用を奏する。 このような方法および装置によれば、第
１流体は第１導電率セルに入れられ、第２流体は第２導
電率セルに入れられる。各導電率セルは、所定の外周を
もつリング状構成に作られた、所定の断面積をもつ導管
である。各導電率セルのこの構成は、その中の流体を所
定の断面積と所定の通路長をもつ電気通路の中に閉じ込
める。交流で励磁される励磁コイルが励磁場所で両導電
率セルの導管に近接している。第１流体交流電流がこの
第１流体の導電率に関連してこの第１流体に誘起され
る。第２流体交流電流がこの第２流体の導電率に関連し
てこの第２流体に誘起される。この第１流体および第２
流体の中の第１流体交流と第２流体交流は、この励磁場
所でほぼ同じ電気的方向に流れる。検知コイルが検知場
所でこの第１および第２導電率セルの導管に近接してい
る。これら第１および第２導電率セルの管は、この検知
場所で，この第１流体交流がこの第２流体交流の方向と
ほぼ反対の電気的方向に流れるように位置づけられてい
る。検知した交流がこの第１流体交流および第２流体交
流によってこの検知コイルの中に、この第１および第２
流体交流の間の差に比例して誘起される。この検知した
交流は、この第１および第２流体の導電率間の差を定量
的に表す。
【００１１】また、本発明の他の目的は、処理装置を循
環する流体の再循環する割合を知るために流体の再循環
流の程度を定量的に決定する装置を提供することであ
る。 この他の目的は、請求項６から請求項１０および請
求項１６から請求項２５に記載の方法および装置の構成
によって達成され、以下のような作用を奏する。 このよ
うな装置によれば、例えば瘻管のような、容器の中に流
体を含み、そこから第１管路、即ち、流入管路を通して
この流体を引き出し、かつそこへこの流体を第２管路、
即ち、排出管路を通して戻し、この流体の再循環効率を
定量的に測定する。この排出管路を流れる流体の導電率
とは異なる導電率をもつ標識流体の不連続量（ここでは
“全量を一度に投入すること”と称する）をこの排出管
路を流れる流体の中に注入する。この標識流体はこの排
出管路の中の流体の導電率を変える。もし再循環があれ
ば、この排出管路の中の導電率の変った流体がこの容器
に入り、この容器の中の流体と混ざり合う。それでこの
容器の中の流体の導電率がこの再循環の程度に比例して
変わる。この取入管路は、この再循環の程度に関連して
導電率の変った流体をこの容器から引き出す。この排出
管路の中の導電率の変った流体の導電率とこの取入管路
の中の流体の導電率の定量的値を測定し、差を決定す
る。この導電率間の決定した差をこの容器の中の再循環
効率の定量的測定を決定するために使う。
環する流体の再循環する割合を知るために流体の再循環
流の程度を定量的に決定する装置を提供することであ
る。 この他の目的は、請求項６から請求項１０および請
求項１６から請求項２５に記載の方法および装置の構成
によって達成され、以下のような作用を奏する。 このよ
うな装置によれば、例えば瘻管のような、容器の中に流
体を含み、そこから第１管路、即ち、流入管路を通して
この流体を引き出し、かつそこへこの流体を第２管路、
即ち、排出管路を通して戻し、この流体の再循環効率を
定量的に測定する。この排出管路を流れる流体の導電率
とは異なる導電率をもつ標識流体の不連続量（ここでは
“全量を一度に投入すること”と称する）をこの排出管
路を流れる流体の中に注入する。この標識流体はこの排
出管路の中の流体の導電率を変える。もし再循環があれ
ば、この排出管路の中の導電率の変った流体がこの容器
に入り、この容器の中の流体と混ざり合う。それでこの
容器の中の流体の導電率がこの再循環の程度に比例して
変わる。この取入管路は、この再循環の程度に関連して
導電率の変った流体をこの容器から引き出す。この排出
管路の中の導電率の変った流体の導電率とこの取入管路
の中の流体の導電率の定量的値を測定し、差を決定す
る。この導電率間の決定した差をこの容器の中の再循環
効率の定量的測定を決定するために使う。
【００１２】また、本発明のさらに他の目的は、以上の
ような方法および装置を具体化する装置に使用すること
ができる配管セットを提供することである。 この目的
は、請求項２６から請求項２９に記載の配管セットの構
成によって達成され、以下のような作用を奏する。この
配管セットによれば、典型的に透析装置および他の医療
装置に使われるような、使い捨て配管セットがこの配管
セットの二つの管の各々に作られた導電率セルを有す
る。各導電率セルは、所定の外周をもつリング状に作ら
れた、所定の断面積をもつ導管である。各導電率セル
は、この導電率セルと流体的に流通する上流管およびこ
の導電率セルと流体的に流通する下流管がそれに作られ
ていて、この上流管および下流管は、この導電率セルの
リング状構成がこの上流管をこの下流管に流体的に相互
接続する二つの分岐管を形成するように位置づけられて
いる。
ような方法および装置を具体化する装置に使用すること
ができる配管セットを提供することである。 この目的
は、請求項２６から請求項２９に記載の配管セットの構
成によって達成され、以下のような作用を奏する。この
配管セットによれば、典型的に透析装置および他の医療
装置に使われるような、使い捨て配管セットがこの配管
セットの二つの管の各々に作られた導電率セルを有す
る。各導電率セルは、所定の外周をもつリング状に作ら
れた、所定の断面積をもつ導管である。各導電率セル
は、この導電率セルと流体的に流通する上流管およびこ
の導電率セルと流体的に流通する下流管がそれに作られ
ていて、この上流管および下流管は、この導電率セルの
リング状構成がこの上流管をこの下流管に流体的に相互
接続する二つの分岐管を形成するように位置づけられて
いる。
【００１３】この発明の更に他の局面は、この再循環モ
ニタを組込んだ医療装置である。
ニタを組込んだ医療装置である。
【００１４】この発明により完全な評価とその範囲は、
「図面の簡単な説明」に要約する添付の図面、以下のこ
の発明の現在好ましい実施例の説明、および前記特許請
求の範囲を理解することから得ることができる。
「図面の簡単な説明」に要約する添付の図面、以下のこ
の発明の現在好ましい実施例の説明、および前記特許請
求の範囲を理解することから得ることができる。
【００１５】
【実施例】図１は、この発明により再循環効率を測定し
かつ表示するための差動導電率再循環モニタ２２を組込
んだ透析システム２０を示す。この発明を有利に使うこ
とができる医療システムの一例であるこの透析システム
２０は、透析患者（図示せず）に外科的に作られた瘻管
２６に接続された透析装置２４を含む。未処理の血液が
この瘻管２６から透析器取入針２８と透析器取入管路３
０を通して引込まれる。処理した血液は透析器排出管路
３２と透析器排出針３４を通してこの瘻管へ戻される。
この再循環モニタ２２は、この透析器取入管路と排出管
路３０および３２にこの瘻管２６とこの透析装置２４と
の間の中間点に位置する。
かつ表示するための差動導電率再循環モニタ２２を組込
んだ透析システム２０を示す。この発明を有利に使うこ
とができる医療システムの一例であるこの透析システム
２０は、透析患者（図示せず）に外科的に作られた瘻管
２６に接続された透析装置２４を含む。未処理の血液が
この瘻管２６から透析器取入針２８と透析器取入管路３
０を通して引込まれる。処理した血液は透析器排出管路
３２と透析器排出針３４を通してこの瘻管へ戻される。
この再循環モニタ２２は、この透析器取入管路と排出管
路３０および３２にこの瘻管２６とこの透析装置２４と
の間の中間点に位置する。
【００１６】この透析装置２４は、典型的には蠕動ポン
プである血液ポンプ３６、半透膜４４によって分離され
た血液室４０と透析物室４２を有する透析器３８、気泡
トラップ４６および透析物発生器４８を含む。血液は、
この血液ポンプ３６の作用によってこの瘻管２６から引
込まれ、この透析器３８の血液室を通過する。この膜４
４は、血液中の尿素やクレアチニンのような不純物をこ
の透析器３８の血液室から透析物室４２へ転移させる。
この透析物室４２は透析物発生器４８に接続されてい
て、その発生器は透析物と、血液と等張の液体とを発生
し、それをこの透析物室４２を通して循環する。
プである血液ポンプ３６、半透膜４４によって分離され
た血液室４０と透析物室４２を有する透析器３８、気泡
トラップ４６および透析物発生器４８を含む。血液は、
この血液ポンプ３６の作用によってこの瘻管２６から引
込まれ、この透析器３８の血液室を通過する。この膜４
４は、血液中の尿素やクレアチニンのような不純物をこ
の透析器３８の血液室から透析物室４２へ転移させる。
この透析物室４２は透析物発生器４８に接続されてい
て、その発生器は透析物と、血液と等張の液体とを発生
し、それをこの透析物室４２を通して循環する。
【００１７】この発明の差動導電率再循環検出器２２の
動作原理を図２および図３を参照して説明する。この再
循環検出器２２は、この透析器排出管路３２に針挿入場
所５０を有する。第１または排出導電率セル５２は、こ
の透析器排出管路３２にこの針挿入場所５０の下流に位
置する。第２または取入導電率セル５４は、この透析器
取入管路３０に位置する。この第１導電率セル５２は、
上流連結部５６、下流連結部５８ならびに第１および第
２分岐管、それぞれ６０および６２を含み、その分岐管
の各々はこの上流連結部５６を下流連結部５８と相互接
続する。この透析器からの処理した血液は、この透析器
排出管路３２の中を針挿入場所５０を通り上流連結部５
６へ流れる。この上流連結部５６で、この流れはこの処
理した血液の一部がこの排出導電率セル５２の二つの分
岐管６０および６２の各々に流れてほぼ等しく分かれ
る。この流れは下流連結部５８で再び合流し、この透析
器排出管路３２を通り瘻管２６（図１）へ流れる。同様
に、この取入導電率セル５４は、上流連結部６４、下流
連結部６６ならびに第３および第４分岐管、それぞれ６
８および７０を含み、その分岐管の各々はこの上流連結
部６４を下流連結部６６に接続する。この透析器取入管
路３０の中を流れる瘻管２６からの未処理の血液は、こ
の上流連結部６４でこの取入導電率セル５４に入り、こ
の第３および第４の分岐管６８および７０の間にほぼ等
しく分かれ、下流連結部６６で再びこの取入導電率セル
５４に合流する。分岐管６０，６２，６８および７０の
それぞれは互いに断面積および長さが等しい。
動作原理を図２および図３を参照して説明する。この再
循環検出器２２は、この透析器排出管路３２に針挿入場
所５０を有する。第１または排出導電率セル５２は、こ
の透析器排出管路３２にこの針挿入場所５０の下流に位
置する。第２または取入導電率セル５４は、この透析器
取入管路３０に位置する。この第１導電率セル５２は、
上流連結部５６、下流連結部５８ならびに第１および第
２分岐管、それぞれ６０および６２を含み、その分岐管
の各々はこの上流連結部５６を下流連結部５８と相互接
続する。この透析器からの処理した血液は、この透析器
排出管路３２の中を針挿入場所５０を通り上流連結部５
６へ流れる。この上流連結部５６で、この流れはこの処
理した血液の一部がこの排出導電率セル５２の二つの分
岐管６０および６２の各々に流れてほぼ等しく分かれ
る。この流れは下流連結部５８で再び合流し、この透析
器排出管路３２を通り瘻管２６（図１）へ流れる。同様
に、この取入導電率セル５４は、上流連結部６４、下流
連結部６６ならびに第３および第４分岐管、それぞれ６
８および７０を含み、その分岐管の各々はこの上流連結
部６４を下流連結部６６に接続する。この透析器取入管
路３０の中を流れる瘻管２６からの未処理の血液は、こ
の上流連結部６４でこの取入導電率セル５４に入り、こ
の第３および第４の分岐管６８および７０の間にほぼ等
しく分かれ、下流連結部６６で再びこの取入導電率セル
５４に合流する。分岐管６０，６２，６８および７０の
それぞれは互いに断面積および長さが等しい。
【００１８】各導電率セル５２および５４の中を流れる
血液、または他の生物学的もしくは医学的流体は電気回
路を構成する。この電気回路は、電流がこの上流連結部
から、分岐管の一つを通り、下流連結部へおよびこの下
流連結部から他の分岐管を通り上流連結部へ循環するた
めの通路である。
血液、または他の生物学的もしくは医学的流体は電気回
路を構成する。この電気回路は、電流がこの上流連結部
から、分岐管の一つを通り、下流連結部へおよびこの下
流連結部から他の分岐管を通り上流連結部へ循環するた
めの通路である。
【００１９】この排出導電率セル５２と取入導電率セル
５４は互いに隣接してフレッツェルに似た角度関係に配
置され、排出導電率セル５２の第１分岐管６０が励磁場
所でこの取入導電率セルの第３分岐管６８と平行に配置
されている。これらの導電率セルは、更に検知場所でこ
の排出導電率セル５２の第２分岐管６２が取入導電率セ
ル５４の第４分岐管７０とある角度、好ましい実施例で
は約６０°で交差するように配置されている。励磁コイ
ル７２がこの励磁場所でこの排出導電率セル５２が第１
分岐管６０と取入導電率セル５４の第３分岐管６８を取
巻いている。検知コイル７４は、この検知場所で、この
排出導電率セル５２の第２分岐管６２と取入導電率セル
５４の第４分岐管７０を取巻いている。
５４は互いに隣接してフレッツェルに似た角度関係に配
置され、排出導電率セル５２の第１分岐管６０が励磁場
所でこの取入導電率セルの第３分岐管６８と平行に配置
されている。これらの導電率セルは、更に検知場所でこ
の排出導電率セル５２の第２分岐管６２が取入導電率セ
ル５４の第４分岐管７０とある角度、好ましい実施例で
は約６０°で交差するように配置されている。励磁コイ
ル７２がこの励磁場所でこの排出導電率セル５２が第１
分岐管６０と取入導電率セル５４の第３分岐管６８を取
巻いている。検知コイル７４は、この検知場所で、この
排出導電率セル５２の第２分岐管６２と取入導電率セル
５４の第４分岐管７０を取巻いている。
【００２０】図３に概略的に示すような、電気回路がこ
のようにしてできる。この励磁コイル７２は、この排出
導電率セル５２および取入導電率セル５４と誘導的に結
合されている。励磁エネルギー源７６がこの励磁コイル
７２の中を矢印７８で示す交流励磁電流が流れるように
したとき、変化する磁場が発生し、それがこの排出導電
率セル５２の中を流れる血液に矢印８０で示す電流が流
れるようにし、また取入導電率セル５４の中を流れる血
液に矢印８２で示す別の電流が同じ方向に流れるように
する。これらの導電率セル５２および５４は断面積が等
しく長さが等しい電気通路を作るように形成されている
ので、模式的抵抗８４および８６で示すこれらの通路の
電気コンダクタンス、従って誘起した電流の大きさ８０
および８２はそれぞれの導電率セル５２および５４の中
の血液の導電率に関係する。
のようにしてできる。この励磁コイル７２は、この排出
導電率セル５２および取入導電率セル５４と誘導的に結
合されている。励磁エネルギー源７６がこの励磁コイル
７２の中を矢印７８で示す交流励磁電流が流れるように
したとき、変化する磁場が発生し、それがこの排出導電
率セル５２の中を流れる血液に矢印８０で示す電流が流
れるようにし、また取入導電率セル５４の中を流れる血
液に矢印８２で示す別の電流が同じ方向に流れるように
する。これらの導電率セル５２および５４は断面積が等
しく長さが等しい電気通路を作るように形成されている
ので、模式的抵抗８４および８６で示すこれらの通路の
電気コンダクタンス、従って誘起した電流の大きさ８０
および８２はそれぞれの導電率セル５２および５４の中
の血液の導電率に関係する。
【００２１】この排出および取入導電率セル５２および
５４の中を流れる誘起した電流８０および８２がこの検
知場所に変化する磁場を発生し、それが検知コイル７４
に、矢印８８で示す、検知した電流を誘起する。これら
の誘起した電流８０および８２は方向が反対なので、こ
の検知場所での磁場の大きさはこれらの誘起した電流の
差に比例する。この検知した電流８８は、この検知コイ
ル７４がそれぞれ第２および第４分岐管６２および７０
を取巻くこの検知場所での磁場に比例する。従って、検
知トランス７４に誘起した検知電流８８は、それぞれ排
出および取入導電率セル５２および５４に誘起した電流
８０および８２の差に比例する。それぞれこの排出およ
び取入導電率セル５２および５４に誘起した電流８０お
よび８２は、これらの室の中の流体の導電率に関係す
る。従って、この検知コイル７４に誘起した検知電流８
８の大きさは、この排出および取入導電率セル５２およ
び５４の中の流体の導電率の差に関係する。この検知し
た電流８８は、検知論理および表示回路９０に伝えら
れ、判断されて、それがこの再循環効率を表示する。
５４の中を流れる誘起した電流８０および８２がこの検
知場所に変化する磁場を発生し、それが検知コイル７４
に、矢印８８で示す、検知した電流を誘起する。これら
の誘起した電流８０および８２は方向が反対なので、こ
の検知場所での磁場の大きさはこれらの誘起した電流の
差に比例する。この検知した電流８８は、この検知コイ
ル７４がそれぞれ第２および第４分岐管６２および７０
を取巻くこの検知場所での磁場に比例する。従って、検
知トランス７４に誘起した検知電流８８は、それぞれ排
出および取入導電率セル５２および５４に誘起した電流
８０および８２の差に比例する。それぞれこの排出およ
び取入導電率セル５２および５４に誘起した電流８０お
よび８２は、これらの室の中の流体の導電率に関係す
る。従って、この検知コイル７４に誘起した検知電流８
８の大きさは、この排出および取入導電率セル５２およ
び５４の中の流体の導電率の差に関係する。この検知し
た電流８８は、検知論理および表示回路９０に伝えら
れ、判断されて、それがこの再循環効率を表示する。
【００２２】この励磁コイル７２と検知コイル７４の位
置を逆にしても、この発明はほぼ同じ方法で機能するこ
とを理解すべきである。
置を逆にしても、この発明はほぼ同じ方法で機能するこ
とを理解すべきである。
【００２３】さて、図１および図２を参照して、再循環
試験を行うためにこの再循環モニタ２２を使うため、こ
の透析システムの操作者は、典型的な皮下注射針９２を
使ってこの針挿入場所５０でこの透析器排出管路３２の
処理した血液に標識流体の全量を一度に注入する。この
標識流体は、この排出管路３２を流れる流体より導電率
が高くても低くてもよい。この好ましい実施例では、血
液細胞の損傷を避けるために導電率の高い標識流体を使
用する。この好ましい実施例では一度に投入する量は、
２４％高張食塩水１mlである。この透析器排出管路３２
とこの再循環モニタ２２の排出導電率セル５２とを通し
て患者に返される処理済血液の導電率は変わる。この導
電率の変った血液は排出針３４を通ってこの瘻管に入
る。
試験を行うためにこの再循環モニタ２２を使うため、こ
の透析システムの操作者は、典型的な皮下注射針９２を
使ってこの針挿入場所５０でこの透析器排出管路３２の
処理した血液に標識流体の全量を一度に注入する。この
標識流体は、この排出管路３２を流れる流体より導電率
が高くても低くてもよい。この好ましい実施例では、血
液細胞の損傷を避けるために導電率の高い標識流体を使
用する。この好ましい実施例では一度に投入する量は、
２４％高張食塩水１mlである。この透析器排出管路３２
とこの再循環モニタ２２の排出導電率セル５２とを通し
て患者に返される処理済血液の導電率は変わる。この導
電率の変った血液は排出針３４を通ってこの瘻管に入
る。
【００２４】もし、この瘻管２６の中の流れの均衡がど
の流れも再循環しないようなっているなら、この導電率
の変った血液は、この瘻管内の血液の導電率を変えるこ
となく、流れ循環矢印９４で示すように、この瘻管を出
るだろう。しかし、もしこの瘻管２６内の流れの均衡
が、流れ循環矢印９６で示すように、血液が再循環する
ようであれば、ポンプ３６によってこの瘻管２６から取
入れられる血液の一部はこの導電率の変った血液だろ
う。この再循環モニタ２２は、この排出管路３２の中を
流れる血液の導電率と取入管路３０の中を流れる血液の
導電率を測定し、この再循環試験全体を通じて連続的に
これらの導電率の差を定量的に決定する。この検知論理
および表示回路９０はこの再循環モニタ２２が測定した
定量的導電率の差を判断して再循環効率を決定する。
の流れも再循環しないようなっているなら、この導電率
の変った血液は、この瘻管内の血液の導電率を変えるこ
となく、流れ循環矢印９４で示すように、この瘻管を出
るだろう。しかし、もしこの瘻管２６内の流れの均衡
が、流れ循環矢印９６で示すように、血液が再循環する
ようであれば、ポンプ３６によってこの瘻管２６から取
入れられる血液の一部はこの導電率の変った血液だろ
う。この再循環モニタ２２は、この排出管路３２の中を
流れる血液の導電率と取入管路３０の中を流れる血液の
導電率を測定し、この再循環試験全体を通じて連続的に
これらの導電率の差を定量的に決定する。この検知論理
および表示回路９０はこの再循環モニタ２２が測定した
定量的導電率の差を判断して再循環効率を決定する。
【００２５】この再循環効率の決定を図４、図５および
図６を参照して説明する。排出導電率セル５２と取入導
電率セル５４は、この排出導電率セルと取入導電率セル
に誘起電流８０および８２を発生する信号発生装置と考
えてもよい。この取入導電率セル５４の誘起電流８２
は、これらの導電率セル、励磁コイル７２および検知コ
イル７４の間の物理的関係によって、反転され（９
８）、この排出導電率セル５２の誘起電流８０と加算さ
れ（１００）て検知した電流８８を生ずる。
図６を参照して説明する。排出導電率セル５２と取入導
電率セル５４は、この排出導電率セルと取入導電率セル
に誘起電流８０および８２を発生する信号発生装置と考
えてもよい。この取入導電率セル５４の誘起電流８２
は、これらの導電率セル、励磁コイル７２および検知コ
イル７４の間の物理的関係によって、反転され（９
８）、この排出導電率セル５２の誘起電流８０と加算さ
れ（１００）て検知した電流８８を生ずる。
【００２６】この検知論理および表示回路９０は、零点
規正演算１０２、透析器排出流れ決定演算１０４、およ
び不再循流れ決定演算１０６、ならびに割算１０８を行
い、可視表示装置１１０、好ましくは液晶表示装置を含
む。その代りに、この検知論理および表示回路９０の機
能をディジタルコンピュータ（図示せず）で行ってもよ
い。
規正演算１０２、透析器排出流れ決定演算１０４、およ
び不再循流れ決定演算１０６、ならびに割算１０８を行
い、可視表示装置１１０、好ましくは液晶表示装置を含
む。その代りに、この検知論理および表示回路９０の機
能をディジタルコンピュータ（図示せず）で行ってもよ
い。
【００２７】図５は、典型的な再循環試験中の時間（参
照番号１１４）の関数としての導電率差（参照番号１１
２）を示すグラフである。図６はこの典型的な再循環試
験中の時間（参照番号１１４）の関数としての導電率差
の積分値（参照番号１１６）を示すグラフである。この
再循環試験を始める前に、この透析器排出管路３２（図
２）の中の処理済血液の導電率とこの透析器取入管路３
０（図２）の中の未処理血液のそれとの間にいくらかの
正常の差（参照番号１１８）があるかもしれない。この
正常な導電率差１１８の影響を再循環効率の決定から除
去するために、検知論理および表示回路９０の零点規正
演算１０２によって検知した電流８８からこの正常導電
率差１１８を引く。この再循環試験は、高導電率流体の
全量を針挿入場所５０（図２）でこの透析器排出管路３
２（図２）に一度に注入したときに始まる（参照時刻Ｔ
１）。この透析器排出管路３２（図２）の中の処理済血
液の導電率は増加する。この薬剤が排出導電率セル５２
（図２）を通過すると、この導電率差１１２は増加し
（参照番号１２０）、次に正常な導電率差１１８に達す
るまで（参照時刻Ｔ２）減少する（参照番号１２２）。
この排出流れ決定演算１０４は、この試験の開始（参照
時刻Ｔ１）からこの導電率差が正常値１１８に戻るまで
（参照時刻Ｔ２）の導電率の積分を計算する。この導電
率の積分値１１６は、この導電率差１１２が正常値１１
８に戻って（参照時刻Ｔ２）この積分値１１６が第１定
常状態値（参照番号１２６）に達するまで増加する（参
照番号１２４）。この第１定常状態値１２６は、排出流
れ決定演算１０４で記憶され、この透析器排出管路３２
（図２）の中の処理済血液の流れを表す。この導電率が
変った処理済血液がこの瘻管２６（図１）に入ると、そ
の一部は再循環し、この透析器取入管路３０（図２）を
通ってこの瘻管２６（図１）から引き出されるかもしれ
ない。この取入導電率セル５４の中の未処理血液の導電
率は増加し（参照時刻Ｔ３）、導電率差を減少させ（１
２８）それから増加して（１３０）、正常値の導電率差
１１８に戻る（参照時刻Ｔ４）。この再循環試験の開始
（参照時刻Ｔ１）からこの導電率差が再び正常値１１８
に達するまで（参照時刻Ｔ４）、この検知論理および表
示回路９０の不再循環流れ決定演算１０６によって導電
率差の積分を計算する。この導電率差の積分１１６は第
２定常状態値１３４（参照時刻Ｔ４）まで減少する（参
照番号１３２）。この導電率差の積分の第２定常状態値
１３４は、この検知論理および表示回路９０の非再循環
流れ決定演算１０６で記憶され、一度に注入した高導電
率流体の再循環しない部分を表す。それでこの第２定常
状態値１３４は処理済血液の流れの再循環しない部分を
表す。この割算は、この第２定常状態値１３４を第１定
常状態値１２６で割って再循環効率１３６を計算する。
この再循環効率１３６は、この表示装置１１０によって
可視出力として操作者に与えられる。この検知論理およ
び表示回路９０はアナログまたはディジタル回路装置を
使って実施できること、および再循環効率１３６を計算
するために他の計算アルコリズムを使ってもよいことは
当業者には明白だろう。更に、この再循環効率１３６は
リアルタイムで計算してもよく、またはその代りに、必
要なデータを記憶しこの記憶したデータで計算を行って
もよい。
照番号１１４）の関数としての導電率差（参照番号１１
２）を示すグラフである。図６はこの典型的な再循環試
験中の時間（参照番号１１４）の関数としての導電率差
の積分値（参照番号１１６）を示すグラフである。この
再循環試験を始める前に、この透析器排出管路３２（図
２）の中の処理済血液の導電率とこの透析器取入管路３
０（図２）の中の未処理血液のそれとの間にいくらかの
正常の差（参照番号１１８）があるかもしれない。この
正常な導電率差１１８の影響を再循環効率の決定から除
去するために、検知論理および表示回路９０の零点規正
演算１０２によって検知した電流８８からこの正常導電
率差１１８を引く。この再循環試験は、高導電率流体の
全量を針挿入場所５０（図２）でこの透析器排出管路３
２（図２）に一度に注入したときに始まる（参照時刻Ｔ
１）。この透析器排出管路３２（図２）の中の処理済血
液の導電率は増加する。この薬剤が排出導電率セル５２
（図２）を通過すると、この導電率差１１２は増加し
（参照番号１２０）、次に正常な導電率差１１８に達す
るまで（参照時刻Ｔ２）減少する（参照番号１２２）。
この排出流れ決定演算１０４は、この試験の開始（参照
時刻Ｔ１）からこの導電率差が正常値１１８に戻るまで
（参照時刻Ｔ２）の導電率の積分を計算する。この導電
率の積分値１１６は、この導電率差１１２が正常値１１
８に戻って（参照時刻Ｔ２）この積分値１１６が第１定
常状態値（参照番号１２６）に達するまで増加する（参
照番号１２４）。この第１定常状態値１２６は、排出流
れ決定演算１０４で記憶され、この透析器排出管路３２
（図２）の中の処理済血液の流れを表す。この導電率が
変った処理済血液がこの瘻管２６（図１）に入ると、そ
の一部は再循環し、この透析器取入管路３０（図２）を
通ってこの瘻管２６（図１）から引き出されるかもしれ
ない。この取入導電率セル５４の中の未処理血液の導電
率は増加し（参照時刻Ｔ３）、導電率差を減少させ（１
２８）それから増加して（１３０）、正常値の導電率差
１１８に戻る（参照時刻Ｔ４）。この再循環試験の開始
（参照時刻Ｔ１）からこの導電率差が再び正常値１１８
に達するまで（参照時刻Ｔ４）、この検知論理および表
示回路９０の不再循環流れ決定演算１０６によって導電
率差の積分を計算する。この導電率差の積分１１６は第
２定常状態値１３４（参照時刻Ｔ４）まで減少する（参
照番号１３２）。この導電率差の積分の第２定常状態値
１３４は、この検知論理および表示回路９０の非再循環
流れ決定演算１０６で記憶され、一度に注入した高導電
率流体の再循環しない部分を表す。それでこの第２定常
状態値１３４は処理済血液の流れの再循環しない部分を
表す。この割算は、この第２定常状態値１３４を第１定
常状態値１２６で割って再循環効率１３６を計算する。
この再循環効率１３６は、この表示装置１１０によって
可視出力として操作者に与えられる。この検知論理およ
び表示回路９０はアナログまたはディジタル回路装置を
使って実施できること、および再循環効率１３６を計算
するために他の計算アルコリズムを使ってもよいことは
当業者には明白だろう。更に、この再循環効率１３６は
リアルタイムで計算してもよく、またはその代りに、必
要なデータを記憶しこの記憶したデータで計算を行って
もよい。
【００２８】この差動導電率再循環モニタの好ましい実
施例を図７ないし図９を参照して更に詳しく説明する。
施例を図７ないし図９を参照して更に詳しく説明する。
【００２９】図７は、この発明による導電率セル５２お
よび５４を組込んだ典型的な使い捨て配管セット１４０
の一部を示す。この技術分野でよく知られているよう
に、患者間の相互汚染および感染を防ぐために、透析シ
ステムに使用する配管セット１４０は全部使い捨てであ
ることが非常に望ましい。これは大ていの血液および生
物学的または医学的流体の処理システムについて真であ
る。
よび５４を組込んだ典型的な使い捨て配管セット１４０
の一部を示す。この技術分野でよく知られているよう
に、患者間の相互汚染および感染を防ぐために、透析シ
ステムに使用する配管セット１４０は全部使い捨てであ
ることが非常に望ましい。これは大ていの血液および生
物学的または医学的流体の処理システムについて真であ
る。
【００３０】使い捨て配管セットは、複数のプラスチッ
ク管、連結部、針およびこの技術分野でよく知られた技
術を使う医療装置で作ることができる。従ってこの配管
セット１４０の議論はこの配管セットの差動導電率再循
環モニタ２２（図１）部の議論だけに限定する。
ク管、連結部、針およびこの技術分野でよく知られた技
術を使う医療装置で作ることができる。従ってこの配管
セット１４０の議論はこの配管セットの差動導電率再循
環モニタ２２（図１）部の議論だけに限定する。
【００３１】この透析器排出管路３２は、針挿入場所５
０を通って排出導電率セル５２へ伸びるプラスチック管
である。この排出導電率セル５２はプラスチック導管か
ら成り、上流連結部５６、長い分割された第１および第
２分岐管６０および６２、ならびに下流連結部５８を含
む。この下流連結部５８には透析器排出管路３２の延長
部が取付けられていて、それは連結部１４２を介して排
出針３４に取付けられている。
０を通って排出導電率セル５２へ伸びるプラスチック管
である。この排出導電率セル５２はプラスチック導管か
ら成り、上流連結部５６、長い分割された第１および第
２分岐管６０および６２、ならびに下流連結部５８を含
む。この下流連結部５８には透析器排出管路３２の延長
部が取付けられていて、それは連結部１４２を介して排
出針３４に取付けられている。
【００３２】この透析器取入針２８は、連結部１４４を
介して透析器取入管路３０に接続されている。この透析
器取入管路３０は取入導電率セル５４に結合されてい
て、そのセルは上流連結部６４、長い分割された第３お
よび第４分岐管、それぞれ６８および７０、ならびに下
流連結部６６を含む。この透析器取入管路３０はこの下
流連結部６６から透析装置２４（図１）まで伸びてい
る。
介して透析器取入管路３０に接続されている。この透析
器取入管路３０は取入導電率セル５４に結合されてい
て、そのセルは上流連結部６４、長い分割された第３お
よび第４分岐管、それぞれ６８および７０、ならびに下
流連結部６６を含む。この透析器取入管路３０はこの下
流連結部６６から透析装置２４（図１）まで伸びてい
る。
【００３３】この好ましい実施例では、透析器排出管路
３２の透析器排出針３４と排出針導電率セル５２の下流
連結部５８との間の部分と透析器取入管路３０の透析器
取入針２８と取入導電率セル５４の上流連結部６４との
間の部分は、導電率の変った流体がこの瘻管２６からい
くらかでも取入導電セルに入ってくる前にこの一度に投
与した標識流体が排出導電率セルを完全に通過するよう
に十分に長くなければならない。
３２の透析器排出針３４と排出針導電率セル５２の下流
連結部５８との間の部分と透析器取入管路３０の透析器
取入針２８と取入導電率セル５４の上流連結部６４との
間の部分は、導電率の変った流体がこの瘻管２６からい
くらかでも取入導電セルに入ってくる前にこの一度に投
与した標識流体が排出導電率セルを完全に通過するよう
に十分に長くなければならない。
【００３４】これらの導電率セル５２および５４は全体
として普通の鎖のリンクのような形をし、直線部１４６
が両端で半円部１４８によって結合されている。励磁場
所での断面では、図８に示すように、各導電率セル５２
および５４の壁はＤ字形を形成し、これらのＤ字形の内
部が導管部１５０および１５２をなす。排出導電率セル
５２のＤ字形の平坦部１５４は、これらの導電率セルの
１対の半円部１４８の端から端まで取入導電率セル５４
のＤ字形の平坦部１５６に当接し付着している。他の対
の円形部１４８は離れていて、これらの導電率セル５２
と５４の軸がそれらの間に約６０°の角度をなす。これ
らの導電率セル５２および５４の平坦部１５４および１
５６は、更に検知場所でそれぞれ第２および第４分岐管
６２および７０に沿った場所で二つの直線部１４６の間
で結合されている。この取入導電率セル５４に定位タブ
１５９が作られている。
として普通の鎖のリンクのような形をし、直線部１４６
が両端で半円部１４８によって結合されている。励磁場
所での断面では、図８に示すように、各導電率セル５２
および５４の壁はＤ字形を形成し、これらのＤ字形の内
部が導管部１５０および１５２をなす。排出導電率セル
５２のＤ字形の平坦部１５４は、これらの導電率セルの
１対の半円部１４８の端から端まで取入導電率セル５４
のＤ字形の平坦部１５６に当接し付着している。他の対
の円形部１４８は離れていて、これらの導電率セル５２
と５４の軸がそれらの間に約６０°の角度をなす。これ
らの導電率セル５２および５４の平坦部１５４および１
５６は、更に検知場所でそれぞれ第２および第４分岐管
６２および７０に沿った場所で二つの直線部１４６の間
で結合されている。この取入導電率セル５４に定位タブ
１５９が作られている。
【００３５】配管セット１４０にはまるのは、配管セッ
ト受容体１６０である。図９に示すように、この配管セ
ット受容体１６０は、励磁および検知ユニット１６２の
一部を含み、そのユニットも論理回路モジュール１６４
を含む。この配管セット受容体１６０には第１または後
受容体板１６６と第２または前受容体板１６８の一部が
あって、それらはヒンジ１６９によって結合されていて
開位置と閉位置の間を動き、これらの受容体板をこの閉
位置に保つためにラッチまたはばね（図示せず）を備え
る。この第１受容体板１６６は、適当な形状のくぼみ１
７０の中にこの排出導電率セル５２（図２）とこの配管
セット１４０（図７）の各部を収容するために浮彫りさ
れている。第２受容体板１６８は、適当な形状のくぼみ
１７２の中にこの取入導電率セル５４とこの配管セット
１４０（図７）の各部を収容するために浮彫りされてい
る。定位タブくぼみ１７３がこれらの適当な形状のくぼ
み１７０および１７２の少くとも一つによって形成され
ている。これらの定位タブくぼみ１７３は、この配管セ
ット１４０の定位タブ１５９（図７）と共同して、この
配管セットをこの配管セット受容体１６０に設置したと
き正しい位置になることを保証する。
ト受容体１６０である。図９に示すように、この配管セ
ット受容体１６０は、励磁および検知ユニット１６２の
一部を含み、そのユニットも論理回路モジュール１６４
を含む。この配管セット受容体１６０には第１または後
受容体板１６６と第２または前受容体板１６８の一部が
あって、それらはヒンジ１６９によって結合されていて
開位置と閉位置の間を動き、これらの受容体板をこの閉
位置に保つためにラッチまたはばね（図示せず）を備え
る。この第１受容体板１６６は、適当な形状のくぼみ１
７０の中にこの排出導電率セル５２（図２）とこの配管
セット１４０（図７）の各部を収容するために浮彫りさ
れている。第２受容体板１６８は、適当な形状のくぼみ
１７２の中にこの取入導電率セル５４とこの配管セット
１４０（図７）の各部を収容するために浮彫りされてい
る。定位タブくぼみ１７３がこれらの適当な形状のくぼ
み１７０および１７２の少くとも一つによって形成され
ている。これらの定位タブくぼみ１７３は、この配管セ
ット１４０の定位タブ１５９（図７）と共同して、この
配管セットをこの配管セット受容体１６０に設置したと
き正しい位置になることを保証する。
【００３６】この配管セット受容体１６０は、これらの
導電率セルを通る流体の流れパターンがほぼ繰返し可能
であり、屈曲、湾曲、管の移動、ならびにその他の外乱
または測定中のこれら導電率セルに関する排出および取
入管路の位置の変動によって比較的影響されないよう
に、これらの導電率セル５２および５４を支持するに十
分大きくかつこの透析器排出管路３２および透析器取入
管路３０に十分な長さである。
導電率セルを通る流体の流れパターンがほぼ繰返し可能
であり、屈曲、湾曲、管の移動、ならびにその他の外乱
または測定中のこれら導電率セルに関する排出および取
入管路の位置の変動によって比較的影響されないよう
に、これらの導電率セル５２および５４を支持するに十
分大きくかつこの透析器排出管路３２および透析器取入
管路３０に十分な長さである。
【００３７】励磁コイル７２と検知コイル７４がこの配
管セット受容体１６０に取付けられている。この励磁コ
イル７２と検知コイル７４は、コイル間の磁気干渉を最
小にするために互いに直角に配置されている。この励磁
コイル７２は、それぞれ第１または後半コアおよび第２
または前半コア１７４および１７６を含む。同様に検知
コイルは、それぞれ第３または後半コアおよび第４また
は前半コア１７８および１８０を含む。それぞれこの第
１および第３半コア１７４および１７８は第１受容体板
１６６に取付けられ、それぞれ第２および第３半コア１
７６および１８０はこの第２受容体板１６８に取付けら
れている。
管セット受容体１６０に取付けられている。この励磁コ
イル７２と検知コイル７４は、コイル間の磁気干渉を最
小にするために互いに直角に配置されている。この励磁
コイル７２は、それぞれ第１または後半コアおよび第２
または前半コア１７４および１７６を含む。同様に検知
コイルは、それぞれ第３または後半コアおよび第４また
は前半コア１７８および１８０を含む。それぞれこの第
１および第３半コア１７４および１７８は第１受容体板
１６６に取付けられ、それぞれ第２および第３半コア１
７６および１８０はこの第２受容体板１６８に取付けら
れている。
【００３８】図８に示すように、各半コアは、端が１８
４である短脚１８２と連結脚１８６を備えたＵ字形構成
である。この配管セット受容体１６０は、導電率セル５
２および５４を励磁コイル７２および検知コイル７４と
固定した関係で含むこの配管セット１４０の一部を保持
する。
４である短脚１８２と連結脚１８６を備えたＵ字形構成
である。この配管セット受容体１６０は、導電率セル５
２および５４を励磁コイル７２および検知コイル７４と
固定した関係で含むこの配管セット１４０の一部を保持
する。
【００３９】この第１および第２半コア１７４および１
７６は、この第１および第２受容体板１６６および１６
８を閉位置にしたときそれらの端１８４が当接するよう
に位置づけられている。このようにして作られたこの励
磁コイル７２は、矩形の窓を形成する矩形状である。こ
の第３および第４半コア１７８および１８０は、この第
１および第２受容体板１６６および１６８を閉位置にし
ないときそれらの端が当接するように同様に位置づけら
れている。このようにして作られた検知コイル７４も矩
形の窓を形成する矩形状（図示せず）である。配管セッ
ト１４０をこの配管セット受容体１６０に入れたとき、
この第１および第３分岐管６０および６８はこの励磁コ
イル７２の窓に入り、第２および第４分岐管６２および
７０はこの検知コイル７４の窓に入ってこれらのコイル
が対応する分岐管を囲む。片寄せばね１８８を設けて、
受容体板１６６および１６８を閉じたとき対応する半コ
アがしっかりと接触するように保持してもよい。
７６は、この第１および第２受容体板１６６および１６
８を閉位置にしたときそれらの端１８４が当接するよう
に位置づけられている。このようにして作られたこの励
磁コイル７２は、矩形の窓を形成する矩形状である。こ
の第３および第４半コア１７８および１８０は、この第
１および第２受容体板１６６および１６８を閉位置にし
ないときそれらの端が当接するように同様に位置づけら
れている。このようにして作られた検知コイル７４も矩
形の窓を形成する矩形状（図示せず）である。配管セッ
ト１４０をこの配管セット受容体１６０に入れたとき、
この第１および第３分岐管６０および６８はこの励磁コ
イル７２の窓に入り、第２および第４分岐管６２および
７０はこの検知コイル７４の窓に入ってこれらのコイル
が対応する分岐管を囲む。片寄せばね１８８を設けて、
受容体板１６６および１６８を閉じたとき対応する半コ
アがしっかりと接触するように保持してもよい。
【００４０】コイル７２および７４の脚１８２および１
８６は断面が正方形である。各コイル７２および７４の
少くとも一つの連結脚１８６にトランス巻線１９０がさ
れている。
８６は断面が正方形である。各コイル７２および７４の
少くとも一つの連結脚１８６にトランス巻線１９０がさ
れている。
【００４１】この励磁および検知ユニット１６２の論理
回路モジュール１６４は、この受容体板の一つ１６８に
取付けてもよいし、この配管セット受容体１６０と線で
相互接続して（図示せず）この配管セット受容体１６０
から分離してもよい。この論理回路モジュールは、表示
装置１１０およびこの操作者がこの再循環モニタを入れ
たり切ったりし、このモニタの動作を試験し、かつ再循
環試験を開始するような機能を果すことができるように
する一つ以上の手動入力スイッチ１９２を備えた検知論
理および表示回路９０を収容している。
回路モジュール１６４は、この受容体板の一つ１６８に
取付けてもよいし、この配管セット受容体１６０と線で
相互接続して（図示せず）この配管セット受容体１６０
から分離してもよい。この論理回路モジュールは、表示
装置１１０およびこの操作者がこの再循環モニタを入れ
たり切ったりし、このモニタの動作を試験し、かつ再循
環試験を開始するような機能を果すことができるように
する一つ以上の手動入力スイッチ１９２を備えた検知論
理および表示回路９０を収容している。
【００４２】この表示装置１１０と手動入力スイッチ１
９２は、図９ではこの論理回路モジュール１６４のこの
第２受容体板１６８に隣接する側１９４にあるように図
示されているが、好ましい実施例ではこの表示装置と手
動入力スイッチがこの第２受容体板１６８と反対の側１
９６にあってもまたはこの論理回路モジュールの他の側
にあってもよい。
９２は、図９ではこの論理回路モジュール１６４のこの
第２受容体板１６８に隣接する側１９４にあるように図
示されているが、好ましい実施例ではこの表示装置と手
動入力スイッチがこの第２受容体板１６８と反対の側１
９６にあってもまたはこの論理回路モジュールの他の側
にあってもよい。
【００４３】この導電率測定および較正回路の詳細は、
適すれば上に参考として含めたオガワの特許に示すよう
であってもよい。
適すれば上に参考として含めたオガワの特許に示すよう
であってもよい。
【００４４】この発明の好ましい実施例を、血液透析中
またはそれに関連して外科的に作られた血液採取場所で
の再循環効率を決定することを参照して説明した。この
説明はそれに限定されないことを理解すべきである。こ
の発明は、再循環効率を決定することが望ましい各種の
医学的および非医学的環境で使うことができる。更に、
この発明は二つの流体の導電率を比較することが望まし
い各種の医学的および非医学的環境で使うことができる
ことも理解すべきである。この発明の現在好ましい実施
例とその多くの局面、特徴および利点をある程度詳しく
説明した。この説明は好ましい例としてなしたこと、お
よびこの発明は上記特許請求の範囲によって定められる
ことを理解すべきである。
またはそれに関連して外科的に作られた血液採取場所で
の再循環効率を決定することを参照して説明した。この
説明はそれに限定されないことを理解すべきである。こ
の発明は、再循環効率を決定することが望ましい各種の
医学的および非医学的環境で使うことができる。更に、
この発明は二つの流体の導電率を比較することが望まし
い各種の医学的および非医学的環境で使うことができる
ことも理解すべきである。この発明の現在好ましい実施
例とその多くの局面、特徴および利点をある程度詳しく
説明した。この説明は好ましい例としてなしたこと、お
よびこの発明は上記特許請求の範囲によって定められる
ことを理解すべきである。
【図１】この発明による差動導電率再循環モニタを組込
んだ透析システムの概略線図。
んだ透析システムの概略線図。
【図２】図１に示す差動導電率再循環モニタの機能素子
を示す部分透視図。
を示す部分透視図。
【図３】図２に示す差動導電率再循環モニタの電気配線
図。
図。
【図４】図２および図３に示す差動導電率再循環モニタ
に使用できる検知論理の電気ブロック線図。
に使用できる検知論理の電気ブロック線図。
【図５】図２に示す差動導電率モニタを使った再循環試
験中の導電率差対時間を示すグラフ。
験中の導電率差対時間を示すグラフ。
【図６】図２に示す差動導電率モニタを使った再循環試
験中の導電率差の積分対時間を示す、図５とほぼ同じ尺
度のグラフ。
験中の導電率差の積分対時間を示す、図５とほぼ同じ尺
度のグラフ。
【図７】この説明による差動導電率再循環モニタを組込
んだ、図１に示す透析システムに使用するための配管セ
ットの部分立面図と励磁および検知ユニットの断面図。
んだ、図１に示す透析システムに使用するための配管セ
ットの部分立面図と励磁および検知ユニットの断面図。
【図８】図７のほぼ線８−８による線図的部分断面図。
【図９】この発明の差動導電率再循環モニタの励磁およ
び検知ユニットの線図的部分透視図。
び検知ユニットの線図的部分透視図。
２４ 血液処理装置 ２６ 瘻管 ３０ 第２導管 ３２ 第１導管 ５０ 注射針挿入場所 ５２ 第１導電率セル ５４ 第２導電率セル ５６ 上流連結部 ５８ 下流連結部 ６０，６２ 分岐管 ６４ 上流連結部 ６６ 下流連結部 ６８，７０ 分岐管 ７２ 励磁コイル ７４ 検知コイル １５４，１５６ 側壁 １６６ 後受容体板 １６８ 前受容体板 １６９ ヒンジ １７４ 後半コア １７６ 前半コア １７８ 後半コア １８０ 前半コア
フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ エム．ブルガー アメリカ合衆国コロラド州ボウルダー, テーブル メサ ドライブ 2535 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61M 1/14 533 G01N 27/06 G01R 27/02
Claims (29)
- 【請求項１】 連続する電気回路を形成する流体に関
し、第１流体を管状リングの構成をした第１導電率セル
（５２）内に入れることにより導電率セルを流れる少な
くとも２つの流体の導電率の差を決定するための方法で
あって、連続する電気回路を形成する 第２流体を管状リングの構
成をした第２導電率セル（５４）内に入れ、前記 第１導電率セル内の第１流体において第１電流をそ
して前記第２導電率セル内の第２流体において第２電流
を誘起し、前記 第１導電率セル内の第１流体の第１電流および前記
第２導電率セル内の第２流体の第２電流を検知し、そし
て 前記 第１流体と前記第２流体との間の導電率の差を表す
信号を生じさせるために前記第１電流と第２電流との差
を求める、 各段階を有する ことを特徴とする流体の導電率の差を決
定する方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記誘
起する段階が、 励磁場所での前記第１導電率セルおよび第２導電率セル
に近接して励磁コイル（７２）を位置決めし、前記第１
導電率セルが前記励磁場所において前記励磁コイルに関
して前記第２導電率セルと平行な関係に向けられ、前記 第１導電率セルの回路の回りに前記励磁コイルに関
して前記第１電流を電流方向に誘起し、そして 前記第１電流が前記 第１導電率セルの回路の回りに流れ
るにつれ、前記第２導電率セルの回路の回りに前記励磁
コイルに関して同じ電流方向に前記第２電流を同時に誘
起する、 各段階 を含むことを特徴とする流体の導電率の差を決定
する方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、前記第
１および第２導電率セルにおける各々の電流の電流方向
を交替する段階を含むことを特徴とする流体の導電率の
差を決定する方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかの一
つに記載の方法において、前記電流検知段階および前記
電流差を求める段階が、 検知場所での前記第１および第２導電率セルに近接して
検知電磁コイル（７４）を位置決めする段階であって、
前記第１および第２導電率セルが前記検知場所において
前記検知コイルに関して前記第２電流の電流方向とは反
対方向の前記検知コイルに関した電流方向に前記第１電
流でもって向けられる検知電磁コイルを位置決めする 段
階を含むことを特徴とする流体の導電率の差を決定する
方法。 - 【請求項５】 請求項２ないし請求項４のいずれかの一
つに記載の方法において、前記第１および第２導電率セ
ルが各々電磁コイルによって取り巻かれていることを特
徴とする流体の導電率の差を決定する方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかの一
つに記載の方法を使用し、容器（２６）の領域内に第１
導電率を有する第１流体が導入され、そして前記領域か
ら第２導電率を有する流体が同時に回収される再循環流
の程度を定量的に決定する方法において、前記 第１流体の導電率を変え、前記 導電率が変えられた後前記第１流体の導電率を測定
し、前記 第２流体の導電率を測定し、そして 前記 第１流体の導電率を前記第２導電率と比較する段階
を含むことを特徴とする流体の再循環流の程度を定量的
に決定する方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、前記第
１流体の導電率を変える段階が、 前記 第１流体の導電率とは異なった導電率を有する標識
流体を前記第１流体内に注入する段階であることを特徴
とする流体の再循環流の程度を定量的に決定する方法。 - 【請求項８】 請求項６または請求項７のいずれかの一
つに記載の方法において、前記 第１流体の導電率と前記第２流体の導電率との間の
正常な差の効果を除去する段階を含むことを特徴とする
流体の再循環流の程度を定量的に決定する方法。 - 【請求項９】 請求項６ないし請求項８のいずれかの一
つに記載の方法にお いて、さらに再循環試験の開始か
ら、前記第１流体の変えられた導電率部分が前記第１導
電率セルを完全に通過して第１の定常状態値を生じるま
で、導電率の差を積分し、 再循環試験の開始から、前記容器内の前記第１流体の再
循環によって変えられた導電率を有する第２流体の一部
分が前記第２導電率セルを完全に通過してしまい第２定
常状態値を生じるまで、導電率の差を積分し、そして再
循環効率を生じるように前記第１定常状態値によって前
記第２定常状態値を割り算する 段階を含むことを特徴と
する流体の再循環流の程度を定量的に決定する方法。 - 【請求項１０】 請求項６または請求項７のいずれかの
一つに記載の方法において、前記 再循環効率の値を可視的に表示する段階を含むこと
を特徴とする流体の再循環流の程度を定量的に決定する
方法。 - 【請求項１１】 連続する電気回路を形成する流体に関
し、第１流体を管状リングの構成をした第１導電率セル
（５２）内に入れることにより導電率セルを流れる少な
くとも２つの流体の導電率の差を決定する装置であっ
て、連続する電気回路を形成する 第２流体を管状リングの構
成をした第２導電率セル（５４）内に入れる手段、前記 第１導電率セル内の第１流体において第１電流をそ
して前記第２導電率セル内の第２流体において第２電流
を誘起する手段、前記 第１導電率セル内の第１流体の第１電流および前記
第２導電率セル内の第２流体の第２電流を検知する手
段、そして 前記第１流体と前記第２流体との間の導電率
の差を表す信号を生じさせるために前記第１電流と第２
電流との差を求める手段、を有する ことを特徴とする流体の導電率の差を決定する
装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、前
記誘起する手段は、励磁コイル（７２）が 励磁場所での前記第１導電率セル
および第２導電率セルに近接して位置決めされ、前記第
１導電率セルが前記励磁場所において前記励磁コイルに
関して前記第２導電率セルと平行な関係に向けられてい
て、前記 励磁コイルに関した電流方向に前記第１電流が前記
第１導電率セルの回路の回りに誘起され、そして 前記第
１電流が前記第１導電率セルの回路の回りに流れるにつ
れ、前記励磁コイルに関して同じ電流方向に前記第２電
流が前記第２導電率セルの回路の回りに同時に誘起され
る、 ことを特徴とする流体の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、前
記第１および第２導電率セルにおける各々の電流の電流
方向を交替する手段を含むことを特徴とする流体の導電
率の差を決定する装置。 - 【請求項１４】 請求項１１ないし請求項１３のいずれ
かの一つに記載の装置において、前記電流を検知する手
段および前記電流差を求める手段が、 検知場所での前記第１および第２導電率セルに近接して
検知電磁コイル（７４）を位置決めする手段であって、
前記第１および第２導電率セルが前記検知場所において
前記検知コイルに関して前記第２電流の電流方向とは反
対方向の前記検知コイルに関した電流方向に前記第１電
流とともに向けられる検知電磁コイルを位置決めする手
段を含むことを特徴とする流体の導電率の差を決定する
装置。 - 【請求項１５】 請求項１２ないし請求項１４のいずれ
かの一つに記載の装置において、前記第１および第２導
電率セルが各々電磁コイルによって取り巻かれているこ
とを特徴とする流体の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項１６】 請求項１１ないし請求項１５のいずれ
かの一つに記載の装置を使用し、容器（２６）の領域内
に第１導電率を有する第１流体が導入され、そして前記
領域から第２導電率を有する流体が同時に回収される再
循環流の程度を定量的に決定する装置において、前記 第１流体の導電率を変える手段、前記 導電率が変えられた後前記第１流体の導電率を測定
する手段、前記 第２流体の導電率を測定する手段、および前記第１
流体の導電率を前記第２導電率と比較する手段を含むこ
とを特徴とする流体の再循環流の程度を定量的に決定す
る装置。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の装置において、前
記第１流体の導電率を変える手段は、 前記 第１流体の導電率とは異なった導電率を有する標識
流体を前記第１流体内に注入する手段を含むことを特徴
とする流体の再循環流の程度を定量的に決定する装置。 - 【請求項１８】 請求項１６または請求項１７のいずれ
かの一つに記載の装置において、前記 第１流体の導電率と前記第２流体の導電率との間の
正常な差の効果を除去する手段を含むことを特徴とする
流体の再循環流の程度を定量的に決定する装置。 - 【請求項１９】 請求項１６ないし請求項１８のいずれ
かの一つに記載の装置において、さらに再循環試験の開
始から、前記第１流体の変えられた導電率部分が前記第
１導電率セルを完全に通過して第１の定常状態値を生じ
るまで、導電率の差を積分する手段、 再循環試験の開始から、前記容器内の前記第１流体の再
循環によって変えられた導電率を有する第２流体の一部
分が前記第２導電率セルを完全に通過してしまい第２定
常状態値を生じるまで、導電率の差を積分する手段、お
よび再循環効率を生じるように前記第１定常状態値によ
って前記第２定常状態値を割り算する手段、 を含むことを特徴とする流体の再循環流の程度を定量的
に決定する装置。 - 【請求項２０】 請求項１６または請求項１９のいずれ
かの一つに記載の装置において、前記 再循環効率の値を可視的に表示する手段を含むこと
を特徴とする流体の再循環流の程度を定量的に決定する
装置。 - 【請求項２１】 請求項１１ないし請求項２０のいずれ
かの一つに記載する装置において、前記 第１導電率セルが第１導管（３２）を含み、該導管
を通って前記第１流体が前記容器の領域へ流れ、前記第
１導管は第１導電率セル上流連結部（５６）、第１導電
率セル下流連結部（５８）、および二つの分岐管（６
０，６２）を含み、該分岐管は前記上流連結部から前記
二つの分岐管の一つを通って前記下流連結部へ連続する
通路の構成を有して前記上流連結部を下流連結部に連結
し、前記二つの分岐管の他の一つを通って前記上流連結
部へ戻ること、および 前記第２導電率セルが第２導管
（３０）を含み、該導管を通って前記第２流体が前記容
器の領域から流れ、前記第２導管は第２導電率セル上流
連結部（６４）、第２導電率セル下流連結部（６６）、
および二つの分岐管（６８，７０）を含み、該分岐管は
前記上流連結部から前記二つの分岐管の一つを通って前
記下流連結部へ連続する通路の構成を有して前記上流連
結部を下流連結部に連結し、前記二つの分岐管の他の一
つを通って前記上流連結部へ戻ることを特徴とする流体
の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載する装置であって、前記 第１導電率セルおよび第２導電率セルの各々の一つ
の分岐管を取り巻く励磁コイル（７２）、および 前記第
１導電率セルおよび第２導電率セルの各々の他の分岐管
を取り巻く検知電磁コイル（７４）を含むことを特徴と
する流体の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載する装置において、前記 検知コイルと励磁コイルの各々が、前記第１導電率
セルおよび第２導電率セルの各々の分岐管を前記コイル
でもって取り巻きかつ前記第１導電率セルおよび第２導
電率セルの各々の分岐管を前記コイルから取り出すため
に分離可能である前半コア（１７６，１８０）および後
半コア（１７４，１７８）を含むことを特徴とする流体
の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項２４】 請求項２１に記載する装置であって、
さらに後側に前検知コイル半体コアおよび前励磁コイル
半体コアが取付けられていて、各半体コアは、前記前半
コアの後を前記コイルが取り巻くように取付けられてい
る前受容体板（１６８）、 前側に後検知コイル半体コアおよび後励磁コイル半体コ
アが取付けられていて、各半体コアは、この後半コアの
前を前記コイルが取り巻くように取付けられている後受
容体板（１６６）、および 前記励磁コイルの前半コアが
この励磁コイルの後半コアと対になり、前記検知コイル
の前半コアが前記検知コイルの後半コアと対になるよう
に前記前受容体板を後受容体板に平行関係に結合するた
めの結合手段（１６９）、を含む流体の導電率の差を決
定する装置。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載する装置において、
前記結合手段がさらに、前記 前受容体板を前記後受容体板に結合するヒンジ（１
６９）、および前記前受容体板を前記後受容体板と平行
関係に保持するためのラッチを含むことを特徴とする流
体の導電率の差を決定する装置。 - 【請求項２６】 請求項２１ないし請求項２５のいずれ
か一つの記載による容器の領域での再循環流の程度を決
定するための装置に使用するようにされた配管セットで
あって、 第１導電率セル、および第２導電率セルを含むことを特
徴とする配管セット。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載する配管セットにお
いて、前記第１導電率セルが前記第２導電率セルと第１
当接部で全体として平行な関係に近接していることを特
徴とする配管セット。 - 【請求項２８】 請求項２６または請求項２７に記載す
る配管セットにおいて、前記第１導電率セルが前記第２
導電率セルと第２当接部で全体としてある角度関係に近
接していることを特徴とする配管セット。 - 【請求項２９】 請求項２８に記載する配管セットにお
いて、前記 第１導電率セルおよび第２導電率セルの各々が平坦
な側壁（１５４，１５６）によって形成される断面構成
の管を含み、前記 第１導電率セルの前記平坦な側壁が前記第１当接部
で前記第２導電率セルの平坦な側壁に接し、および 前記
第１導電率セルの前記平坦な側壁が前記第２当接部で前
記第２導電率セルの平坦な側壁に接することを特徴とす
る配管セット。
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