JP3095223B2 - 透析装置 - Google Patents

透析装置

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JP3095223B2
JP3095223B2 JP01050948A JP5094889A JP3095223B2 JP 3095223 B2 JP3095223 B2 JP 3095223B2 JP 01050948 A JP01050948 A JP 01050948A JP 5094889 A JP5094889 A JP 5094889A JP 3095223 B2 JP3095223 B2 JP 3095223B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は透析装置に係り、この装置は、透析器におけ
る１または複数の膜の両側に血液および透析液をそれぞ
れ導くための装置と、透析器に入る前の透析液の１また
は複数のパラメータを制御するための装置と、透析器を
出た後の透析液の少なくとも１つのパラメータを測定す
るための装置とを有する。
本明細書で用いる用語「透析装置」とは、例えば、生
化学的濾過すなわち取り除かれた濾過液を補うために一
定量の交換液を患者に供給する必要を伴うような、限外
濾過による透析のための装置をも包含する。
従来技術、および発明が解決しようとする課題 通常の透析結果の場合、透析器械に対する患者データ
のフィードバックは行われないのが普通である。従っ
て、機械自身の数値が正しい限り、患者の温度や血液値
その他が、機械の反応を伴わずに異常になることがあ
る。
個々の患者の血液パラメータに係りなく透析液の成分
を制御する装置例として、例えば米国特許第4158034
号、第4293409号および第4508622号に記載されているよ
うなものを挙げることができる。
本発明で用いる装置は、ガンブロ（Gambro）グループ
により開発された透析装置であるGambro AK−10およびG
ambro AK−100（以上、いずれも商品名）を改良したも
のであると言える。
これらの装置の詳細は、最初に述べた２件の米国特許
と米国特許第4194974号、同第4191359号、同第4585552
号、同第4536201号、EP−Ｂ−22922、EP−Ａ−204260、
EP−Ａ−204174、EP−Ａ−208090およびEP−Ａ−238809
に記載されている。
課題を解決するための手段および作用 本発明の目的は、透析処理を個々の患者に対応できる
ようにすることによって患者の快適性を増すことであ
る。これは、或る患者のパラメータを測定し、該パラメ
ータを使用透析機械の制御に適合させることによって可
能である。かかる患者のパラメータの例として、血液、
温度、ガス含有量、電解物質量、pH値他を挙げることが
できる。かかる測定は、検出器具などを使い捨てタイプ
のものにする必要がなく、または各処理ごとに消毒殺菌
を行わなくてもよいように、完全に血液接触なしにこれ
を行わなければならない。
この目的の下で提供される本発明の透析装置は、透析
器内の少なくとも１枚の膜の両側にそれぞれ透析液およ
び血液を導くための装置と、透析器の上流側における透
析液の少なくとも１つのパラメータを制御して該パラメ
ータの所望の設定値に近づけるための装置と、透析器の
下流側における透析液の前記少なくとも１つのパラメー
タを測定するための装置と、透析器の下流側で測定した
前記パラメータを、透析器の上流側における該対応パラ
メータの前記設定値と比較するための比較装置とを有す
る。前記比較によって、実行された透析の評価尺度が得
られ、この評価尺度により、血液側の諸状態を理論的に
決定することができる。
測定された比較値は、単に透析液の組成を制御し、そ
れによって血液組成の間接的受動的制御を行うために使
用することができる。しかしながら、本発明の透析装置
では、患者の血液パラメータの計算および／または制御
のために、血液パラメータ（血液パラメータは、測定さ
れたパラメータの函数として変動する）の計算に測定結
果を用いる手段を設けることが好ましい。
血液の電解物質組成に関しては、透析器を通る透析液
の伝導度の測定によりその値を得ることが必要条件であ
る。血液の影響によって流入透析液の伝導度が変化し、
その変化量は血液組成に依存する。伝導度の大部分は、
陰イオンと一体のナトリウムイオンによって得られるの
で、伝導度は主として透析液および血液中のナトリウム
含有量の尺度となる。従って、本発明で用いる透析装置
には、透析液の伝導度の測定のための伝導度メータを透
析器の後に配置するのが好ましい。
これとは別に、本発明の透析装置には、血液中の特定
イオン含有量の計算を目的として、透析液中の１種また
は複数種の特定イオンの含有量を測定するための１また
は複数のイオン選択電極を設けることができる。このよ
うにして、例えばカルシウムやカリウム等の、ナトリウ
ム以外のイオンも測定することができる。
当業者には自明であろうが、多くの他の血液パラメー
タについても、透析液で測定した対応数値により計算す
ることができる。従って、本発明で用いる透析装置に、
血液中の気体量（ガス量）の計算を目的として、透析液
中の気体量（ガス量）を測定するためのガス分析機を設
けることができる。しかしながら、これは、実際には未
だ実証されてはいない。
更に、伝導度メータによる方法ではなく、イオン選択
伝導具により直接各種イオンを測定する方がよいという
のは当業者にとって自明の事項であろう。しかしなが
ら、今日利用できる技術によれば、伝導度の測定が明ら
かに安定、正確、かつ簡易であり、また費用が低廉であ
る。従って、伝導度メータを１つだけ使用するのが望ま
しい。これにより透析液側の伝導度を測定し、次いで血
液側の伝導度を理論的に計算する。伝導度が主としてナ
トリウム含有量に依存するものと仮定すると、ナトリウ
ムの通過すなわちナトリウムの透析が、透析器の後で測
った透析液の伝導度に対する血液の影響を確定するだろ
う。定常流におけるナトリウムの簡単な重量バランス
は、いわゆるドナン（Donnan）効果の仮定の下で次の式
で与えられる。
Cdout＝Cdin＋（Cbin−Cdin）×Ｋ ここで、Cdoutは使用済み透析液中のナトリウムの伝
導度または濃度、Cdinは新しい透析液中のナトリウムの
伝導度または濃度、Cbinは未処理血液中のナトリウムの
伝導度または濃度、Ｋは流速に依存する比例常数をそれ
ぞれ表わしている。もしも、限外濾過がゼロに保たれる
と、ＫはD1/Qd（相対的透析）となる（ここで、D1はナ
トリウムの透析値または伝導度、Qdは透析液の流速をそ
れぞれ表わす）。
同じ式が、限外濾過ゼロ以外の場合にも、Ｋの修正値
を伴って適用される。
要因（ファクター）Ｋが既知の場合、Cdoutの測定に
より、もしもこの時Cdinが対応物質の設定値と等しい場
合、Cbinを計算することが可能である。
要因Ｋは２通りの方法で確定できる。もっとも簡単な
方法は、透析器、血液流および透析液流速に関する知識
から、Ｋを経験的に決めることである。また、新しい透
析液の伝導度（Cdin）を、所定の短時間間隔（例、６分
毎）で段階的に僅かに（例えば、0.5ms/cm）変化させる
ことにより、数１の式:Cdout＝Cdin＋（Cbin−Cdin）×
Ｋに基いて、比例常数Ｋを決定することもできる。すな
わち、例えば、新しい透析液の伝導度（Cdin）の初期値
を14.0ms/cmとし、６分後に13.5ms/cm、さらに６分後
（最初から12分後）に14.5ms/cmとして変化させる（こ
の６分という時間間隔は例示である）。Cdin＝14.0ms/c
mである場合のCdoutは実測できるから、最初の６分が経
過する直前に得られるCdoutを前記式に入れると、未知
数CbinおよびＫを含む式（１）が得られる。同様にし
て、Cdin＝13.5ms/cmについて、12分が経過する直前に
得られるCdoutを前記式に入れると、未知数Cbinおよび
Ｋを含む式（２）が得られる。ここで、12分程度の短時
間内に透析液の伝導度（Cdin）を変化させても、人体
（血液）がこれに迅速に追従して変化することはないか
ら、未処理血液の伝導度（Cbin）は、前記式の有効性に
実質的な影響を与えない範囲で一定であると見なしてよ
い（すなわち、短時間での透析液伝導度の変化では、Cb
in≒一定と見なし得る）。したがって、連立方程式
（１）、（２）を解けば、比例常数Ｋを確定できる。こ
の例では、新しい透析液の伝導度（Cdin）を14.0ms/cm
に設定して透析処理を行う。なお、透析液伝導度の設定
値は13.7〜14.0ms/cm程度にすべきである。
本発明装置では、透析器の前の透析後の組成を、測定
されたパラメータの函数として制御する装置であって、
その透析結果が対応する血液パラメータの直接函数にな
るようにする装置を設けるのが好適である。その結果、
血液側の諸状態が直接的に透析を決定し、在来法の場合
のように透析液側における予め設定された値が透析を決
定することはない。もしも、本発明の透析装置が伝導度
および／または血液中のナトリウム量の確定に適してい
れば、透析器の前における透析液組成の調整のための前
記装置は、透析液の伝導度と血液の伝導度との間の平衡
をもたらすようにできるだろう。このようにして、個々
人に適合する伝導度が得られ、これにより患者に対して
最大の快適性を与えることになる。
本発明の透析装置には、使用する測定装置の較正を目
的として、新しい透析液を透析器を通り越して透析器の
後に置かれた測定装置に直接送るための分岐ラインを設
けるのが望ましい。しかし、実際には比較のため対応す
る設定値を使用するのがより簡単である。もちろん、こ
の設定値は既に本発明装置に含まれている。
実施例 図面には、新鮮な水のための入口ダクト１が示されて
いる。入口ダクト１は、また水槽３に通じており、入口
バルブ２が介装される。水槽３には、満水になった時
に、閉塞円錐体６により取水を遮断するようになったフ
ロートバルブ４が設けられている。更に、この水槽には
加熱輪の形態をした水加熱用の装置７が配設されてい
る。この加熱論は温度調節装置８により制御され、温度
調節装置は容器３の出口ダクト10にある温度送信器９に
より制御される。更に、水槽３には容器内の液レベルを
検出するための最高および最低レベルモニター11,12が
設けられている。これらレベルモニターは入口バルブ２
を直接制御するように構成されている。最後には、水槽
には、フィルタ要素13が設けられ、このフィルタは、先
ず固型粒子のすべてを水から除く働きをするものである
が実際には一定量の気体（例えば、遊離気泡）も除くも
のである。
加熱後、供給された新しい水は、出口ライン10と、温
度送信器９と、遮断弁14aを有するダクト14と絞り弁15
とを経て分岐点16に送られる。通常は分岐点16に濃縮塩
溶液の供給源18から始まる分岐ライン17が接続されてい
る。一般に、この供給源はきわめて単純に塩溶液のドラ
ムから成っている。しかし、図示装置を殺菌消毒しなけ
ればならない場合には、図中の符号19で示した殺菌剤を
入れたドラムと置き換える。実際上、これは最も簡単な
方法である。勿論、何らかの特別な理由によって必要で
あれば、分離容器19′の接続のために、ライン17と平行
な別のライン17′を装置に接続してもよい。これは図中
に点線で示されている。
液体は、点16から圧力ゲージ20とポンプ21を経て泡分
離機22に流れる。圧力ゲージ20は、圧力調節装置23を介
してポンプを制御する。泡分離機22に対する供給ライン
は24で示されている。
泡分離機22からは、通常ライン25の他に分離気体を除
去するためのライン26と戻りライン27とが出ている。ラ
イン26の入口28は、泡分離機22が殺菌消毒に関連して液
体で満杯になった時に、この入口を閉じるフロートバル
ブ29によって制御される。戻りライン27は、水槽３に戻
り連通しており、またばね負荷式チェックバルブ30が介
装されている。
ライン25は伝導度メータ31に通じ、このメータは制御
装置32を介して濃縮塩溶液のためのライン17にある絞り
弁33を制御する。代替法として、ライン17中に塩溶液用
ポンプを配置してこれを制御してもよい。伝導度メータ
31の後に、液流は新しい分岐点34に達し、ここからバル
ブ36付きの分岐ライン35が始まる。分岐ライン35は、透
析器を通った液流を結合したい場合（例えば、透析液の
温度や塩含有量などに異常が検出された場合）に用いら
れる。そうではない通常の場合、液体はバルブ39および
液量メータ40を有するライン38を経て透析器37に流れ
る。透析液は、透析器37に向かう過程で、全体として50
で支持する流量制御モジュールを通過する。一方、以上
に説明した構成部品は、符号49で一括表示した液体準備
モジュールに包含される。透析器37から出た透析液は、
再び流量制御モジュール50を通りライン51を経て液体準
備モジュール49に戻される。ライン51は、点52で、泡分
離器22からのライン26と結合されている。
通常透析器37に結合されるラインまたは管路が41で示
されている。殺菌消毒中、これらの管路は、図示されな
い「安全バイパス」に結合される。かかる「安全バイパ
ス」の例は、米国特許第4122010号に記載されており、
本発明に関してその詳細な説明は不要である。透析器の
血液側の入口および出口は、それぞれ43,44で指示され
ている。
モジュール49に配設された血液検出器45は、もしも透
析液中に血液が検出された場合、全装置を停止される警
告を発する。この血液検出器は、例えば、透析液中の血
液の存在を直接検出する光電池に対向した透明チューブ
でよい。この場合、透明チューブ中に血液が存在すれ
ば、光電池が遮蔽されることになる。血液検出器の前に
は圧力ゲージ46が設けられ、制御装置47を介して液ポン
プ48を制御する。その後、液流は最後に図示省略せるド
レーンに導かれる。
モジュール50において、透析器に向かう透析液流は、
第１測定装置53で測定される。同様にして、透析器から
出た透析液流は第２測定装置で測定される。測定値の比
較により、透析器における限外濾過を確定できる。２つ
の測定装置53,54は、例えば英国特許第2003274号または
米国特許第4585552号に記載された型式の「２つの測定
装置で測定される測定値の間の差を検出する装置構成」
に包含されるだろう。測定装置の較正中、透析器は２つ
のバルブ56,57を有するバイパスライン55によりバイパ
スされる。同時に、透析器に対する出入ラインはバルブ
58,59により遮断される。
透析液流が測定装置54を通過した後、その代表的な少
なくとも１つのパラメータの測定のための装置60を通
る。図示例の場合、装置60は伝導度メータである。測定
値は、点線62で示すようにマイクロプロセッサー61に送
られ、透析器の前の同じパラメータの設定値（すなわ
ち、この場合伝導度）と比較される。この設定値は、点
線63に示す如くマイクロプロセッサー61で調整される。
したがって、これは前記制御装置32によって行われる。
必要に応じて、マイクロプロセッサー61に、別のパーソ
ナルコンピュータ64からのデータを与え、あるいはまた
コンピュータ64にデータを与えるように構成してもよ
い。この別のコンピュータにより、例えば、透析器の血
液側計算値を記録できると同時に、患者の個々の数値を
マイクロプロセッサー61に送ることができる。
当然のことながら、本発明は以上述べた実施例にのみ
限定されるものではなく特許請求の範囲定義された範囲
内で種々変形可能である。例えば、前記実施例装置で
は、単一の濃縮物を供給源容器18から採取するようにな
っているが、２種類の濃縮物をEP−B1−22922に開示さ
れた要領で用いるようにしてもよい。その場合、装置60
で測定される数値は混合済み透析液と比較される（すな
わち、使用される２種類の濃縮物の混合後に比較され
る）。第２の濃縮物は液状のものでなくてもよい。例え
ば、1987年12月21日出願の欧州特許出願第87.118987.4
号に記載されるような粉末状濃縮物を使用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図１は、液体準備モジュール、流量制御モジュール、外
部コンピュータおよび透析器を有するブロック線図であ
る。 31:伝導度メータ、32:制御装置、37:透析器、41:ライ
ン、43:血液側入口、44:血液側出口、60:測定装置、61:
マイクロプロセッサー。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透析器（37）内の少なくとも１枚の膜の両
    側にそれぞれ透析液および血液を導くための装置（41,4
    1,43,44）と、 透析器（37）の上流側における透析液の少なくとも１つ
    のパラメータを制御して該パラメータの所望の設定値に
    近づけるための装置（61）と、 透析器の下流側における透析液の前記少なくとも１つの
    パラメータを測定するための装置（60）とを有する透析
    装置において、 透析器（37）の下流側で測定した前記パラメータを、透
    析器（37）の上流側における該対応パラメータの前記設
    定値と比較するための比較装置（61）を有することを特
    徴とする透析装置。
  2. 【請求項２】血液の伝導度または血液中のナトリウム含
    有量の計算または制御を目的として、透析液の伝導度を
    測定するために透析器（37）の下流側に配置された伝導
    度メータ（60）によって特徴づけられる請求項１に記載
    された透析装置。
  3. 【請求項３】血液中の特定イオンの量を計算または制御
    することを目的として、透析液中の対応する特定イオン
    の量を測定するためのイオン選択性電極（60）によって
    特徴づけられる請求項１に記載された透析装置。
  4. 【請求項４】血液中の気体量を計算または制御すること
    を目的として、透析液中の対応する気体量を測定するた
    めに透析器（37）の下流側に配置されたガス分析器（6
    0）によって特徴づけられる請求項１に記載された透析
    装置。
  5. 【請求項５】伝導度またはナトリウム含有量が、次式： Cdout＝Cdin＋（Cbin−Cdin）×Ｋ （ただし、Cdoutは、使用済み透析液中のナトリウムの
    伝導度または濃度を意味し、Cdinは、新しい透析液中の
    ナトリウムの伝導度または濃度を意味し、Cbinは、未処
    理血液中のナトリウムの伝導度または濃度を意味し、Ｋ
    は、透析液流速に依存する比例常数を意味する） によって計算されることを特徴とする請求項２に記載さ
    れた透析装置。
  6. 【請求項６】比例常数ＫがD1/Qdと等しく、該D1/Qdは、
    少なくとも、透析器、血液流および透析液流の機能とし
    て経験的に決定されることを特徴とする請求項５に記載
    された透析装置。
  7. 【請求項７】新しい透析液の設定伝導度（Cdin）を、所
    定の短時間間隔で規則正しく段階的に変化させることに
    より、変化ごとのCdin、および実測値であるCdoutを既
    知数とし、前記変化時間内でのCbinを概略不変として、
    前記式:Cdout＝Cdin＋（Cbin−Cdin）×Ｋに基き、比例
    常数Ｋが決定されることを特徴とする請求項５に記載さ
    れた透析装置。
  8. 【請求項８】前記パラメータによって測定装置（31,6
    0）を較正するために、透析器（37）を越えて、透析器
    の下流側に置かれる前記測定装置（60）に直接新しい透
    析液を導くバイパスライン（55）を設けて成る請求項１
    から請求項７までのいずれか１項に記載された透析装
    置。
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