JP3727688B2 - 濾液流量制御装置付き血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は隔膜で2つの隔室に区分され、第1の前記隔室が透析液通路に第2の前記隔室が血液通路に接続される血液濾過器と、透析液調合装置から血液濾過器まで延在し第1の調整室が接続される供給管及び血液濾過器から出口まで延在し、第2の調整室が接続される排出管を有する前記透析液通路と、透析液を閉じた透析液系統に送給するためのポンプと、バイパス弁が挿設され透析液通路の供給管と排出管を連絡するバイパス管と、限外濾過装置と、第1の調整室と血液濾過器の間の供給管に配設され病原菌を捕捉する隔膜によって第1の隔室及び第2の隔室に区分される第1の滅菌濾過器と、病原菌を捕捉する隔膜によって第1の隔室と第2の隔室に区分される第2の滅菌濾過器とを具備する血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
血液濾過においては血液が血液濾過器の隔膜に沿って通され、その際血清の一部が隔膜を貫いて抜き取られ、無菌の代替液が補充される。代替液は血液濾過器の上手で(前希釈)又は血液濾過器の下手で(後希釈)体外血液通路に補給される。血液ダイアフィルトレーションにおいては更に通常の血液透析が行われる。即ち血液透析器の隔膜に沿って透析液が通されるから、隔膜を介して尿生成物質の交換を行うことができる。
【0003】
透析液はオンラインで真水と電解質濃縮液から、代替液はオンラインで透析液から作ることができる。電解質濃縮液は通常自家滅菌性があり、真水は病原菌がないのが普通だが、しかしオンラインで作られた透析液が完全に無菌で発熱物質を含まないことは保証されないから、代替液の調製のための透析液を無菌かつ発熱物質のない状態にする。そのために血液濾過器の下手で管路から透析液を取り出す。その際この管路に少なくとも1個の滅菌濾過器を挿設する。
【0004】
この種の装置は例えばドイツ特許第3444671A号で知られている。
【0005】
しかし上記の装置は代替液管の滅菌濾過器のいわゆる「デッドエンド(行止まり)」配列により、時がたつにつれて粒子やその他の物質、例えば持ち込まれた病原菌や発熱物質が滅菌濾過器の隔膜の前に溜るという欠点がある。特に破裂によってこれらの物質が一挙に無菌領域に持ち込まれ、代替液がそれによって汚染されるならば、これは危険である。
【0006】
また代替液管及びこれに配設された補助装置例えば代替液ポンプ及び通気装置によって別の汚染の危険があり、代替液管自体の設計がとりわけこれらの補助装置により費用がかかり、多額のコストを要する。
【0007】
また浄化作用を高めるために2個の血液濾過器を直列又は並列に配設することがアルベルティーニその他の論文「高能率処理のための直列及び並列透析器対」(Albertini et al.、"Serial and parallel pairs of dialysers for high-eff- iciency treatment")「キドニー・インターナショナル」( Kidney Internati-onal)31(1), 1987 年 247頁所載で知られている。濾液及び代替液の流量の正確な制御と監視のための装置は、この刊行物では明らかでない。
【0008】
しかしこの装置を効果的かつ確実に操作するには、濾液と代替液の比率の制御及び監視のための費用のかかる複雑な装置が必要である。また血液濾過器の隔膜の漏れ測定は多大の手数を掛けて極めて煩雑に行うしかない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の基盤とする課題は、冒頭に挙げた種類の血液(透析)濾過装置をさらに改良して、滅菌濾過器への病原菌又は発熱物質の混入がほとんど阻止され、濾液と代替液の比率を簡単かつ確実に制御及び監視することができ、血液濾過器の隔膜の漏れの簡単かつ確実な測定が可能である、より簡単で効果的かつ確実な血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置を提供する事である。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第2の滅菌濾過器が第1の滅菌濾過器と第1の血液濾過器の間の供給管に配設された別の血液濾過器であり、第2の血液濾過器の第1の隔室が透析液通路に、第2の隔室が血液通路に接続され、第2の血液濾過器の第1の隔室が第1の連絡管を経て第1の血液濾過器の第1の隔室と連結され、第2の血液濾過器の第2の隔室が第2の連絡管を経て第1の血液濾過器の第2の隔室と連結され、血液濾過器の間に差圧を発生するための少なくとも1個のポンプが血液濾過器の間の連絡管のいずれか一方に配設されて、一方の血液濾過器に血液通路の方向に正の貫膜圧を、他方の血液濾過器には血液通路の方向に負の貫膜圧を発生させることにより、上記の課題の解決が行われる。
【0011】
本発明に基づき第2の血液濾過器をこのように配列することにより、一方ではより効果的な血液透析が可能になり、他方では通常代替液を血液通路に供給する補助装置を配設した費用のかかる代替液管を廃止することができる。なぜなら透析液が代替液として一方の血液濾過器の隔膜を通して直接に血液へ転移されるからである。こうして代替液管を通過する時の代替液の汚染はもはやあり得ない。また例えば血液濾過器の間の差圧を決定し制御する適当な装置によって濾液と代替液の流量が正確に決定され、個別に調整される。また血液濾過器の間の差圧を間欠的に切換えることにより、血液漏れ検出器で両方の血液濾過器の隔膜の簡単かつ効果的な監視が可能である。
【0012】
本発明の特に有利な改良は、滅菌濾過器を供給管に挿設し、第1の滅菌濾過器の第1の隔室を少なくとも部分的に順方向に接続するものである。そのために第1の滅菌濾過器の第1の隔室を排出管に通じるバイパス管と連結することが好ましい。
【0013】
第1の滅菌濾過器のこの配列によって透析液の滅菌濾過が行われるから、後置の血液濾過器に完全に無菌の透析液が送られる。治療中も全装置の洗浄操作中も開放することができるバイパス弁を開くことによって、透析液が滅菌濾過器の第1の隔室から流出し、隔膜にある発熱物質や粒子をそこから排出管へ、そこから流出口へ運び去る。その場合隔膜の洗浄を所定の間隔で行うことができるから、隔膜への病原菌や発熱物質の蓄積が確実に防止される。こうした蓄積の結果生じる貫膜圧の増加が隔膜に掛かることが破裂の発生の主因であるから、破裂の発生はあり得ぬこととなり、透析液の無菌性が保証され、血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置の安全性が改善される。
【0014】
本発明によれば血液濾過器の間に差圧を発生させるために、装置は少なくとも1個のポンプを有する。それによって一方では血液濾過器の隔膜を通る代替液流量及び濾液流量の的確な制御が可能であり、他方では濾液及び代替液の流れの逆転が可能である。また濾液と代替液の流れを間欠的に切換えることによって、血液濾過器の隔膜の密閉性が例えば血液漏れ検出器により極めて簡単にかつ効果的に監視される。このポンプは血液濾過器の第1の隔室の間の連絡管又は血液濾過器の第2の隔室の間の連絡管に、即ち透析液通路又は血液通路に挿設することができる。但しこのポンプが透析液管通路に挿設されるときは、このポンプは非閉塞型ポンプでなければならない。
【0015】
一つの有利な改良は、血液濾過器の第1の隔室の間の連絡管から透析液排出管へ第2のバイパス管を通すことである。その場合第1のポンプはこのバイパス管の連絡管への接続端の下手及び第1の血液濾過器の上手で血液濾過器の第1の隔室の間の連絡管に挿設され、第2のポンプは第1の血液濾過器の下手及び第2のバイパス管の接続端の上手で排出管に挿設される。こうして透析液通路と第2の血液濾過器を通る透析液の円滑な流れが可能である。必要ならば第1の血液濾過器を透析液通路に挿設し、2つのポンプの異なるポンピング率によって第1の血液濾過器と第2の血液濾過器の間に差圧を生じることができる。
【0016】
総じてこのように一方では透析液が代替液として二重に濾過されて血液に転移されるから血液の汚染に対して二重の安全性をもたらし、他方では代替液が直接に血液へ転移され、もはや代替液管及びこれに配設された補助装置を経て血液通路へ送られることがないので代替液の汚染があり得ない効果的で簡単な血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置が提供される。また第1の滅菌濾過器の隔膜の少なくとも部分的な洗浄と、2つの血液濾過器の隔膜の不断の洗浄により、この隔膜の病原菌又は発熱物質の蓄積が防止されるから、これらの隔膜の1つが破裂する危険が大幅に減少する。またこれらの隔膜の無傷であることが簡単かつ効果的に検査されるから、高いレベルの安全性を有する血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置が提供され、代替液と濾液の比率を個別に調整することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
下記の説明に基づき4つの発明の実施例のその他の細部、特徴及び利点を図面を参照しつつ詳述する。
【0018】
図1の10は透析液が貫流する第1の隔室14と血液が貫流する第2の隔室16に隔膜18で仕切られた第1の血液濾過器12及び透析液が貫流する第1の隔室64と血液が貫流する第2の隔室68に隔膜62で仕切られた第2の血液濾過器60を有するダイアフィルトレーション装置を示す。
【0019】
第1の血液濾過器12の第1の隔室14と第2の血液濾過器60の第1の隔室64は供給管22と排出管24からなる透析液通路20に接続され、第1の血液濾過器12の第2の隔室16と第2の血液濾過器60の第2の隔室68は血液通路80に接続される。
【0020】
供給管22は第1の供給管区間28、第2の供給管区間36及び第3の供給管区間56からなり、透析液供給源26と第2の血液濾過器60の第1の隔室64を連絡する。
【0021】
第1の供給管区間28は透析液供給源26と調整装置30の第1の隔室32を連絡する。調整装置30の第1の隔室32は第2の供給管区間36を介して滅菌濾過器38の第1の隔室42と連結される。滅菌濾過器38は隔膜40によって第1の隔室42と第2の隔室44に区分される。滅菌濾過器38の第1の隔室42の出口はバイパス管52と連結される。バイパス管52はバイパス弁54が挿設されており、排出管24と連結される。
【0022】
滅菌濾過器38の第2の隔室44から第3の供給管区間56が出ており、第2の血液濾過器60の第1の隔室64と連結される。第3の供給管区間56に弁58が挿設されている。第2の血液濾過器60の第1の隔室64は第1の連絡管72を介して第1の血液濾過器12の第1の隔室14と連結され、第2の血液濾過器60の第2の隔室68は第2の連絡管74を介して第1の血液濾過器12の第2の隔室16と連結される。
【0023】
第2の血液濾過器60の第1の隔室64と第1の血液濾過器12の第1の隔室14の間の第1の連絡管72に非閉塞型ポンプ78が挿設されている。
【0024】
第1の血液濾過器12の第1の隔室14の出口から調整装置30の第2の調整室34へ排出管24が通じている。排出管24に血液漏れ検出器48と透析液ポンプ86が挿設される。また排出管24から限外濾液管25が出ており、これに限外濾液ポンプ88が挿設される。限外濾液管25は流出口90に通じており、調整装置30の第2の調整室34の出口もこの流出口90に接続される。
【0025】
第1の血液濾過器12の第2の隔室16と第2の血液濾過器60の第2の隔室68は次のようにして血液通路80に接続される。即ち患者から来る血液供給管82が第1の血液濾過器12の第2の隔室16の入口に接続され、第2の隔室16の出口が第2の連絡管74により第2の血液濾過器60の第2の隔室68の入口に接続され、血液排出管84が第2の血液濾過器60の第2の隔室68の出口に接続される。この血液排出管84は血液を患者に返送する。
【0026】
透析液供給源26から第1の供給管区間28を経て調整装置30の第1の隔室32に新しい透析液が供給される。この第1の調整室32は透析液通路20の供給管22に接続されているから、新しい透析液は第1の調整室32から第2の供給管区間36、滅菌濾過器38及び第3の供給管区間56を経て第2の血液濾過器60の第1の隔室64に導かれる。透析液はそこから第1の連絡管72を経て第1の血液濾過器12の第1の隔室14に導かれる。滅菌濾過器38の隔膜40を通過する時に透析液の滅菌濾過が行われるから、完全に滅菌された透析液が第2の血液濾過器60の第1の隔室64に導入される。第1の血液濾過器12の第1の隔室14の出口は排出管24に接続され、排出管24は調整装置30の第2の調整室34に通じている。この排出管24に透析液ポンプ86が配設されており、透析液通路20の透析液を調整装置30の第1の調整室32から第2の調整室34へ送給する。なお調整装置30は、第2の調整室34を経て流出口90へ流れる使用済み透析液の量が、第1の調整室32を経て供給管22へ送られる同量の新しい透析液で補充されるように構成されている。
【0027】
新しい透析液によって供給管22に持ち込まれる病原菌や発熱物質は滅菌濾過器38の隔膜40によって濾別され、これに沈着する。第1の隔室42と排出管24を連絡するバイパス管52のバイパス弁54を開くことによって、第1の隔室が透析液によって洗浄される。その結果、隔膜40に沈着した粒子、病原菌及び発熱物質が隔膜40に沿って流れ過ぎる透析液によって運び去られ、バイパス管52、排出管24を介して第2の調整室34を通って流出口90へ流される。こうして滅菌濾過器38の隔膜40の効果的な洗浄が可能であるから、破裂の危険が大幅に減少し、透析液の無菌性が保証され、かくしてこの装置は高い信頼性を有する。
【0028】
また排出管24から出る限外濾液管25が設けてあり、同じく流出口90に通じており、限外濾液ポンプ88が挿設されている。限外濾液ポンプ88を作動することによって流体力学的に閉じた透析液通路から更に液を除去することができる。この液は第1の血液濾過器12の第2の隔室16及び第2の血液濾過器60の第2の隔室68を流れる血液から、第1の血液濾過器12の隔膜18ないしは第2の血液濾過器60の隔膜62を経て補充される。
【0029】
代替液は滅菌濾過器38により濾過された新しい透析液からなり、本実施例では第2の血液濾過器60の隔膜62を経て血液へ転移される。第2の血液濾過器60の第1の隔室64と第1の血液濾過器12の第1の隔室14の間の連絡管72のポンプ78の送り出し方向と吐出し率は、第2の血液濾過器60の第1の隔室64に血液通路80の方向に正の貫膜圧が、また第1の血液濾過器12の第1の隔室14に血液通路80の方向に負の貫膜圧が生じるように操作される。こうして代替液としての透析液は第2の血液濾過器60の隔膜62を通って血液へと濾過され、また第1の血液濾過器12の第2の隔室16を流れる血液から隔膜18を通って第1の隔室14へ液が引き出される。その場合調整室系統の内部の回路が閉じているので2つの液量は等しい。
【0030】
この差圧の監視のための装置76によって第2の血液濾過器60の隔膜62を通る代替液流量及び第1の血液濾過器12の隔膜18を通る濾液流量が正確に決定され、こうして差圧制御のためのポンプ78で濾液及び代替液の流量が個別に調整される。装置76は血液濾過器12及び60に夫々圧力センサを有し、その測定値は隔膜18及び62を通る夫々の濾液流量の決定のために連続的に利用される。その場合濾液流量は所定の圧力値と既知の流量のもとで、既知の濾過器特性(透過率、限外濾過率等)に基づいて決定される。
【0031】
この配列によって一方では透析液が代替液として二重に濾過されて血液へ転移されるから、血液の汚染に対して二重の安全性が得られる。他方では代替液が直接に血液へ転移され、もはや代替液管及びこれに配設された補助装置を通って血液通路へ送られることがないので、この代替液の汚染はあり得ない。また滅菌濾過器38の隔膜40の少なくとも時折行われる洗浄と、第2及び第1の血液濾過器60又は12の隔膜62及び18の不断の洗浄によって、病原菌又は発熱物質の隔膜への蓄積が阻止されるから、これらの隔膜の1つが破裂する危険が大幅に減少する。こうして患者に常に完全に無菌の代替液が供給されることが保証される。また血液漏れ検出器48によって隔膜18の漏れの効果的な監視が可能である。
【0032】
第1の連絡管72にポンプ78を配設することにより、一方では第2の血液濾過器60の隔膜62を通る代替液流量及び第1の血液濾過器12の隔膜18を通る濾液流量の、差圧制御装置76による的確な制御が可能である。他方では濾液と代替液の流れの逆転が可能であるから、その場合は代替液が第1の血液濾過器12の隔膜18を通って血液へ転移され、血液から第2の血液濾過器60の隔膜62を経て液が取り出される。また濾液と代替液の流れの間欠的な切換えによって、第1の血液濾過器12の隔膜18の密閉性と第2の血液濾過器60の隔膜62の密閉性が血液漏れ検出器48で極めて簡単かつ効果的に監視される。
【0033】
図2に本発明に基づく血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置10の第2の実施例を示す。装置は図1による構成におおむね相当するから、同じ部材には同じ参照符号を付してあり、再度の詳細な説明を省くことができる。
【0034】
この構成では血液濾過器12及び60の間に差圧を発生する装置は、第2のバイパス管70が第2の血液濾過器60の第1の隔室64とポンプ78の間の第1の連絡管72から透析液通路20の排出管24に通じるように変更されている。また第1の血液濾過器12の第1の隔室14と第2のバイパス管70の接続端との間で排出路24に第2のポンプ79が挿設されている。但し第1実施例のポンプと異なり、ポンプ78及びポンプ79は閉塞型ポンプであってもよい。
【0035】
この実施例で通常の血液透析を行うときは、透析液通路20と第2の血液濾過器60を通る透析液の自由な流れが可能である。血液ダイアフィルトレーションを行おうとするときは、夫々異なるポンピング率のポンプ78及び79を挿設することにより第1の血液濾過器12と第2の血液濾過器60の間に差圧が発生される。こうして前述の実施例に関連して既に詳述したように血液ダイアフィルトレーションを行うことができる。
【0036】
図3に本発明に基づく血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置の第3の実施例を示す。これもまた大部分が図1の構成と一致するから、同じ部材に同じ参照符号が付してあり、再度の詳細な説明は省くことができる。
【0037】
図1の構成と異なり第1の血液濾過器12と第2の血液濾過器60の間に差圧を発生する装置はポンプ78を有する。ポンプ78は第1の血液濾過器12の第2の隔室16と第2の血液濾過器60の第2の隔室68の間の第2の連絡管74に挿設されている。
【0038】
制御に関連して、ポンプ78と通常血液通路80に配設されている動脈血液ポンプ85を連結することが好ましい。その場合ポンプ78の吐き出し率は動脈血液ポンプ85の吐き出し率に対して変化する。通常の血液透析を行うときは、ポンプ78の吐き出し率78を動脈血液ポンプ85の吐き出し率に合わせて調整する。これに対して血液ダイアフィルトレーションを行うとき、どの血液濾過器に濾液又は代替液の流れを通そうとするかに応じて、ポンプ78の吐き出し率を動脈血液ポンプ85の吐き出し率より大きく又は小さく調整する。また間欠的切換えによって隔膜の無傷であることが血液漏れ検出器48で検査される。
【図面の簡単な説明】
【図1】濾液流量制御の第1実施例の概略図である。
【図2】第2実施例の概略図である。
【図3】第3実施例の概略図である。
【符号の説明】
12…第1の血液濾過器、14…第1の隔室、16…第2の隔室、20…透析液通路、22…供給管、38…滅菌濾過器、60…第2の血液濾過器、64…第1の隔室、68…第2の隔室、72…第1の連絡管、74…第2の連絡管、78…第1のポンプ、80…血液通路。
Claims (10)
- 隔膜で2つの隔室に区分され、第1の前記隔室が透析液通路に第2の前記隔室が血液通路に接続される血液濾過器と、透析液調合装置から血液濾過器まで延在し第1の調整室が接続される供給管及び血液濾過器から出口まで延在し第2の調整室が接続される排出管を有する前記透析液通路と、透析液を閉じた透析液系統に送給するためのポンプと、バイパス弁が挿設され透析液通路の供給管と排出管を連絡するバイパス管と、限外濾過装置と、第1の調整室と血液濾過器の間の供給管に配設され病原菌を捕捉する隔膜によって第1の隔室及び第2の隔室に区分される第1の滅菌濾過器と、病原菌を捕捉する隔膜によって第1の隔室と第2の隔室に区分される第2の滅菌濾過器とを具備する血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置において、
前記第2の滅菌濾過器が第1の滅菌濾過器(38)と第1の血液濾過器(12)の間の供給管(22)に配設された別の血液濾過器(60)であることと、
第2の前記血液濾過器(60)の第1の隔室(64)が透析液通路(20)に、第2の隔室(68)が血液通路(80)に接続されることと、
第2の血液濾過器(60)の第1の隔室(64)が第1の連絡管(72)を経て第1の血液濾過器(12)の第1の隔室(14)と連結され、第2の血液濾過器(60)の第2の隔室(68)が第2の連絡管(74)を経て第1の血液濾過器(12)の第2の隔室(16)と連結されることと、
血液濾過器(60、12)の間に差圧を発生するための少なくとも1個のポンプ(78)が血液濾過器(60、12)の間の連絡管(72、74)のいずれか一方に配設されて、一方の血液濾過器(60、12)に血液通路(80)の方向に正の貫膜圧を、他方の血液濾過器(12、60)には血液通路(80)の方向に負の貫膜圧を発生させることを特徴とする血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。 - 第1の滅菌濾過器(38)が供給管(22)に接続され、第1の滅菌濾過器(38)の第1の隔室(42)が少なくとも部分的に順方向に接続され得ることを特徴とする請求項1に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の滅菌濾過器(38)の第1の隔室(42)が、排出管(24)に通じるバイパス管(52)と連結されていることを特徴とする請求項2に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の滅菌濾過器(38)の下手の供給管区間(56)に遮断装置(58)が挿設されていることを特徴とする請求項3に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の血液濾過器(12)の第1の隔室(14)と第2の血液濾過器(60)の第1の隔室(64)の間の第1の連絡管(72)にポンプ(78)を挿設することと、第2のバイパス管(70)が第2の血液濾過器(60)とポンプ(78)の間の第1の連絡管(72)から透析液通路(20)の排出管(24)に通じていることを特徴とする請求項1に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第2のポンプ(79)を第1の血液濾過器(12)と第2のバイパス管(70)の接続端の間の排出管(24)に挿設することを特徴とする請求項5に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の血液濾過器(12)の第2の隔室(16)及び第2の血液濾過器(60)の第2の隔室(68)の間の第2の連絡管(74)にポンプ(78)を挿設することを特徴とする請求項1に記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 血液流れ方向に見て第1の濾過器(12)では血液側と透析液側の間に正の貫膜圧が、後置の第2の濾過器(60)では血液側と透析液側の間に負の貫膜圧が生じるように、ポンプ(78)のポンピング率とポンピング方向を調整することができることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の血液濾過器(12)と第2の血液濾過器(60)の間の差圧を監視するための手段を具備することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
- 第1の血液濾過器(12)と第2の血液濾過器(60)の間の差圧を制御するための手段を具備することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の血液濾過装置及び/又は血液透析濾過装置。
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