JP6070348B2

JP6070348B2 - 血液透析装置

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Publication number: JP6070348B2
Application number: JP2013067292A
Authority: JP
Inventors: 英次金津; 幸次中馬越
Original assignee: JMS Co Ltd
Current assignee: JMS Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014188219A

Description

本発明は、透析治療を行うための血液透析装置に関するものである。

従来より、透析治療装置は、ダイアライザーと呼ばれる血液透析器と、患者の血液が流通する血液回路と、透析液が流通する透析液回路とを備えている。そして、血液回路の２カ所を患者の血管に直接接続して体外循環を維持しつつ、この血液回路の途中に設けた血液透析器の中空糸内側のコンパートメントに血液を流入させ、一方、血液透析器の中空糸外側のコンパートメントには、透析液回路によって透析液を流入させる。血液透析器の内部には、両コンパートメントを仕切るように透析膜が設けられており、透析膜の両側の濃度勾配に応じた粒子の拡散移動によって不要物質の除去や不足物質の補充が行われる。

近年では、透析実施前の回路の空気抜きを行なう工程（プライミング工程）や患者の血液を血液回路内に導入する工程（脱血工程）、透析中に補液を行なう工程（補液工程）、透析治療後血液回路内の血液を患者の体内に戻す工程（返血工程）などの各工程を、血液回路内の透析液の流れを制御することで連続して自動的に行なう自動血液透析装置が開発されている。

自動血液透析装置は、大別すると、透析液を血液透析器を介して血液回路に流入させる逆濾過方式の装置と、透析液を血液透析器を介さずに血液回路に直接流入させるオンライン方式の装置の２種類がある。

逆濾過方式の血液透析装置は、例えば特許文献１に開示されており、除水／逆濾過ポンプによって血液透析器の中空糸外側及び内側のコンパートメントの圧力差を調整し、透析液を血液透析器を介して血液回路に流入させたり、血液からの除水を行ったりすることが可能になっている。

一方、オンライン方式の血液透析装置は、例えば特許文献２に開示されており、補液ポンプ及び送液ラインによって血液回路に透析液を直接流入させるように構成されている。

特開２０００−３２５４７０号公報特開２００４−３１３５２２号公報

逆濾過方式の血液透析装置では、血液透析器の透析膜で透析液を濾過できるため、万が一、透析液に菌やウイルス等が含まれていた場合でもそれが患者の体内に侵入してしまうのを未然に防止でき、安全性の面で好ましい。

逆濾過方式の血液透析装置では、図１１に示すように、逆濾過速度コントロール圧を設定しておき、透析液圧が逆濾過速度コントロール圧よりも低い圧力となるように制御する。この図１１ではＵＦＲ（限外濾過率）の高い透析膜を用いる場合を示しており、ＵＦＲが高いと、通常、透析液圧が逆濾過速度コントロール圧に達しないので、逆濾過速度が狙い通りの範囲内に収まる。

一方、透析治療で血液中から除去すべき物質によっては、ＵＦＲの低い透析膜を用いる場合がある。ＵＦＲが低くなると、透析液も透析膜を通過しにくくなるため、図１２に示すように、透析液圧が短時間で逆濾過速度コントロール圧に達してしまう。この図１２では、透析液圧の上昇により逆濾過速度が上昇する場合を示している。透析液圧が短時間で逆濾過速度コントロール圧に達してしまうと透析液圧を下げる制御を行うので、逆濾過速度が低下する。つまり、逆濾過速度コントロール圧に達しないように透析液圧を徐々に上昇させていかなければならないので、血液回路内への透析液の流入量の制御が困難となり、その結果、透析治療が長時間化してしまうという問題がある。また、透析中に血中蛋白等によって透析膜が目詰まりを起こした場合も同様である。

さらに、図１３に示すように、ＵＦＲの低い場合であって逆濾過速度を変化させても透析液圧がほとんど下がらない場合もあり、この場合も血液回路内への透析液の流入量が制限されるので、透析治療が長時間化してしまう。

血液透析器を介さずに透析液を血液回路に流入させるオンライン方式では上述した問題は生じない。ところが、万が一、透析液に菌やウイルス等が含まれていた場合のことを考慮して、オンライン方式では透析液を濾過するためのフィルタを別途設ける必要がある。そのため、フィルタの管理や交換の手間が増えるとともに、コスト高になるといった問題がある。

つまり、特許文献１の逆濾過方式では、手間がいらず、低コストであるというメリットを持っているものの、ＵＦＲが低い場合や透析膜が目詰まりを起こした場合に制御が困難なるというデメリットがあり、特許文献２のオンライン方式では、ＵＦＲが低い場合に対応できるものの、手間がかかり、コスト高であるというデメリットがあり、いずれの方式の装置でもデメリットを許容せざるを得なかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、逆濾過方式とオンライン方式の双方のデメリットを補完し、ＵＦＲが低い場合や透析膜が目詰まりを起こした場合でも適切に制御を行うことができ、しかも、手間がかからず、低コストでもある血液透析装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ＵＦＲが低い場合や透析膜が目詰まりを起こした場合を透析液圧や逆濾過速度によって推定し、逆濾過運転からオンライン運転に自動で切り替えることができるようにした。

第１の発明は、
透析膜を介して血液及び透析液を接触させる血液透析器と、
患者の血液を上記血液透析器に流入させる動脈系及び上記血液透析器の血液を患者に戻す静脈系を有する血液回路と、
上記血液透析器に透析液を流入させる導入系及び上記血液透析器の透析液を排出する排出系を有する透析液回路と、
上記血液回路に接続され、該血液回路に透析液を供給するための送液ラインと、
上記送液ラインによる透析液の供給状態及び非供給状態を切り替える切替手段と、
上記血液透析器の内部における透析液圧を変更することによって除水及び逆濾過を行うための除水／逆濾過ポンプと、
上記透析液回路の透析液の圧力を検出する透析液圧検出部と、
上記透析液圧検出部からの出力信号に基づいて上記切替手段及び上記除水／逆濾過ポンプを制御する制御装置とを備えた血液透析装置において、
上記制御装置は、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の非供給状態にするとともに、上記除水／逆濾過ポンプを作動させている逆濾過運転のときに、上記透析液圧検出部により、逆濾過速度が逆濾過運転開始から患者毎に設定された要求速度となるまでの透析液圧の上昇速度が所定以上であると検出された場合には、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の供給状態にするオンライン運転に切り替えるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ＵＦＲが高い血液透析器を使用して逆濾過運転を行っている場合のように、透析液圧の上昇速度が所定よりも低い場合には、逆濾過運転が継続されるので、安全性が高く、手間がいらず、しかも、低コストで透析治療を行うことが可能になる。

一方、ＵＦＲが低い場合や血液透析器が目詰まりを起こした場合には、透析液圧が急に上昇することになる。この場合に、透析液圧検出部により、透析液圧の上昇速度が所定以上であると検出されれば、オンライン運転に切り替えて透析液を送液ラインから血液回路に供給するので、透析治療が長時間化することはない。

第２の発明は、
透析膜を介して血液及び透析液を接触させる血液透析器と、
患者の血液を上記血液透析器に流入させる動脈系及び上記血液透析器の血液を患者に戻す静脈系を有する血液回路と、
上記血液透析器に透析液を流入させる導入系及び上記血液透析器の透析液を排出する排出系を有する透析液回路と、
上記血液回路に接続され、該血液回路に透析液を供給するための送液ラインと、
上記送液ラインによる透析液の供給状態及び非供給状態を切り替える切替手段と、
上記血液透析器の内部における透析液圧を変更することによって除水及び逆濾過を行うための除水／逆濾過ポンプと、
上記除水／逆濾過ポンプによる逆濾過速度を検出する逆濾過速度検出部と、
上記逆濾過速度検出部からの出力信号に基づいて上記切替手段及び上記除水／逆濾過ポンプを制御する制御装置とを備えた血液透析装置において、
上記制御装置は、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の非供給状態にするとともに、上記除水／逆濾過ポンプを作動させている逆濾過運転のときに、上記逆濾過速度検出部により、逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続したことが検出された場合には、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の供給状態にするオンライン運転に切り替えるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ＵＦＲが高い血液透析器を使用して逆濾過運転を行っている場合のように、逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続しなければ、逆濾過運転が継続されるので、安全性が高く、手間がいらず、しかも、低コストで透析治療を行うことが可能になる。

一方、ＵＦＲが低い場合や血液透析器が目詰まりを起こした場合には、逆濾過速度が上昇しなくなる。この場合に、逆濾過速度検出部により、逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続したことが検出されれば、オンライン運転に切り替えて透析液を送液ラインから血液回路に供給するので、透析治療が長時間化することはない。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記制御装置は上記血液透析装置の運転開始時には逆濾過運転とするように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、透析液圧の上昇速度が所定よりも低い場合や、逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続しない場合には、運転開始から治療終了まで逆濾過による安全な透析治療を継続して行うことが可能になる。

第１の発明によれば、逆濾過運転のときに、透析液圧の上昇速度が所定以上であると検出された場合にオンライン運転に切り替えて送液ラインによって透析液を供給することができるので、逆濾過方式とオンライン方式の双方のデメリットを補完し、ＵＦＲが低い場合や目詰まりを起こした場合でも適切に制御を行うことができ、しかも、手間がかからず、低コストに透析治療を行うことができる。

第２の発明によれば、逆濾過運転のときに、逆濾過速度が所定未満であると検出された場合にオンライン運転に切り替えて送液ラインによって透析液を供給することができるので、逆濾過方式とオンライン方式の双方のデメリットを補完し、ＵＦＲが低い場合や目詰まりを起こした場合でも適切に制御を行うことができ、しかも、手間がかからず、低コストに透析治療を行うことができる。

第３の発明によれば、血液透析装置の運転開始時に逆濾過運転とすることで、透析液圧の上昇度合い低い場合や、逆濾過速度が所定以上である場合に、運転開始から治療終了まで逆濾過による安全な透析治療を継続して行うことができる。

本発明の実施形態に係る血液透析装置の概略構成を示す図である。血液透析装置のブロック図である。逆濾過運転におけるプライミング工程を示す図１相当図である。オンライン運転におけるプライミング工程を示す図１相当図である。逆濾過運転における急速補液工程を示す図１相当図である。オンライン運転における急速補液工程を示す図１相当図である。逆濾過運転における返血工程を示す図１相当図である。オンライン運転における返血工程を示す図１相当図である。制御装置による制御手順を示すフローチャートである。ＵＦＲが低い場合に実施形態に係る血液透析装置の運転中の透析液圧及び逆濾過速度の関係を示すグラフである。ＵＦＲが高い場合の図１０相当図である。ＵＦＲが低く、かつ、透析液圧の上昇により逆濾過速度が上昇する場合の透析液圧及び逆濾過速度の関係を示すグラフである。ＵＦＲが低く、かつ、透析液圧を変化させても逆濾過速度がほとんど変化しない場合の図１２相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る血液透析装置１の概略構成を示す図である。血液透析装置１は、腎不全患者や薬物中毒患者の血液を浄化するとともに、血液中の余分な水分を除去し、必要に応じて血液中に水分を補充（補液）することができるように構成されている。

また、この実施形態の血液透析装置１は、プライミング工程、脱血工程、補液工程、返血工程などの各工程を、血液回路内の透析液の流れを制御することで連続して自動的に行なう自動血液透析装置である。

血液透析装置１は、ダイアライザーからなる血液透析器５と、血液回路２０と、透析液回路３０と、送液ライン４０と、オンライン用クランプ（切替手段）４１と、除水／逆濾過ポンプＰ１と、制御装置５０（図２に示す）とを備えている。

血液透析器５は、血液回路２０の動脈系２１と静脈系２２との間に設けられる従来周知のものであり、本発明では、ＵＦＲが高い血液透析器とＵＦＲが低い血液透析器との両方を使用することができる。血液透析器５の内部には、図示しないが、透析膜として機能する中空糸で仕切られることで、中空糸内側のコンパートメントと、中空糸外側のコンパートメントとが形成されている。血液透析器５は、中空糸内側のコンパートメントに血液を流入させるための血液流入口５ａと、中空糸内側のコンパートメントから血液を流出させる血液流出口５ｂと、中空糸外側のコンパートメントに透析液を流入させる透析液流入口５ｃと、中空糸外側のコンパートメントから透析液を流出させる透析液流出口５ｄとを有している。

血液回路２０の動脈系２１は、血液が流通するチューブで構成されており、血液透析器５の血液流入口５ａに接続されている。動脈系２１は、患者の血管に穿刺される針が接続される動脈側接続部２１ａと、チューブ内の気泡の有無を検出する動脈側気泡検知器２１ｂと、チューブをしごくことによって血液を送る血液ポンプ２１ｃとを有している。血液ポンプ２１ｃは、制御装置５０により制御され、正転、逆転の切替、回転速度の変更が可能となっている。

また、動脈系２１には、シリンジポンプ５５が接続されるようになっている。シリンジポンプ５５は、血液透析中に必要な薬剤を患者に投与するために用いられる一般的な装置であるため、詳細な説明は省略する。

血液回路２０の静脈系２２も血液が流通するチューブで構成されている。静脈系２２は血液透析器５の血液流出口５ｂに接続されている。静脈系２２は、患者の血管に穿刺される針が接続される静脈側接続部２２ａと、チューブ内の気泡の有無を検出する静脈側気泡検知器２２ｂと、点滴筒２２ｃと、気泡検知器用クランプ２２ｄと、オーバーフローライン２２ｅと、自動プライミング用クランプ２２ｆとを有している。動脈側接続部２１ａと静脈側接続部２２ａとは、両接続部２１ａ、２２ａを直接接続する、いわゆる短絡状態にすることができるようになっている。
気泡検知器用クランプ２２ｄは、静脈側気泡検知器２２ｂよりも下流側に設けられており、制御装置５０により制御されてチューブを閉塞した閉状態（クランプ状態）と、開放した開状態（非クランプ状態）とに切り替えられる。気泡検知器用クランプ２２ｄは、静脈側気泡検知器２２ｂにより気泡が検出された場合に閉状態とされ、通常時は開状態である。

オーバーフローライン２２ｅは、点滴筒２２ｃに接続されており、プライミング工程で排液するためのラインある。自動プライミング用クランプ２２ｆは、オーバーフローライン２２ｅに設けられており、制御装置５０により制御されてオーバーフローライン２２ｅを閉塞した閉状態と、開放した開状態とに切り替えられる。

透析液回路３０は、透析液を血液透析器５に流入させる導入系３１と、透析液を血液透析器５から排出する排出系３２と、チャンバ３３とを有している。

チャンバ３３は、透析液を一旦貯留しておくためのものであり、外部の透析液生成装置（図示せず）に対し、透析液供給管Ａ１及び透析液排出管Ａ２を介して接続されている。導入系３１は、透析液が流通するチューブで構成されており、血液透析器５の透析液流入口５ｃに接続されている。導入系３１は、チャンバ３３の透析液を血液透析器５に送るための透析液導入ポンプ３１ａを有している。

排出系３２は、チューブで構成されており、血液透析器５の透析液をチャンバ３３に送るための透析液排出ポンプ３２ａと、透析液回路３０の排出系３２内における透析液の圧力を検出するための透析液圧センサ（透析液圧検出部）３２ｂとを有している。

送液ライン４０は、透析液を血液回路２０に直接供給するためのラインであり、チューブで構成されている。この送液ライン４０によってオンライン運転が実現される。送液ライン４０の上流側は、透析液回路３０の導入系３１における透析液導入ポンプ３１ａと透析液流入口５ｃとの間に接続されている。送液ライン４０の下流側は、血液回路２０の動脈系２１における血液ポンプ２１ｃと血液透析器５との間に接続されている。

送液ライン４０の上流側には、補液ポンプ４２が設けられている。補液ポンプ４２は、チャンバ３３の透析液を血液回路２０に送るためのものであり、制御装置５０により制御されて停止、作動の切り替えと、透析液の供給量の変更が可能となっている。

オンライン用クランプ４１は、送液ライン４０の下流側に設けられている。オンライン用クランプ４１は、制御装置５０により制御されて送液ライン４０を閉塞した閉状態と、開放した開状態とに切り替えられる。閉状態とは、送液ライン４０による透析液の非供給状態であり、開状態とは、送液ライン４０による透析液の供給状態である。

除水／逆濾過ポンプＰ１は、透析液排出管Ａ２と透析液回路３０の排出系３２とを繋ぐ除水／逆濾過ラインＬ１の中途部に設けられている。除水／逆濾過ポンプＰ１は、制御装置５０により制御され、透析液排出管Ａ２の透析液を排出系３２に流入させるように作動し、そのときの透析液の流量を変更することもできるようになっている。

図２に示す制御装置５０は、所定のプログラムに従って動作するマイクロコンピュータ等で構成されたものである。制御装置５０には、操作者が操作する操作ボタン５１等が接続されている。操作ボタン５１は、例えば透析開始ボタン、各種設定ボタン等である。

制御装置５０は、透析液圧センサ３２ｂ、動脈側気泡検知器２１ｂ、静脈側気泡検出器２２ｂ等から入力される信号、及び操作者による操作ボタン５１の操作を検出し、これらに基づいて、血液ポンプ２１ｃ、透析液導入ポンプ３１ａ、透析液排出ポンプ３２ａ、除水／逆濾過ポンプＰ１、補液ポンプ４２、自動プライミング用クランプ２２ｆ、気泡検知器用クランプ２２ｄ及びオンライン用クランプ４１を制御する。

制御装置５０は、逆濾過速度検出部５０ａを有している。この逆濾過速度検出部５０ａは、逆濾過がどの程度の速度（ｍｌ／ｍｉｎ）で行われているか検出するためのものである。具体的には、逆濾過速度検出部５０ａは、透析液圧センサ３２ｂから出力される透析液圧と、除水／逆濾過ポンプＰ１による透析液の送給流量とに基づいて得る。除水／逆濾過ポンプＰ１による透析液の送給流量は、除水／逆濾過ポンプＰ１の回転速度から得ることができる。そして、逆濾過速度検出部５０ａで得られた逆濾過速度を制御することにより、結果として透析液圧が変化することになる。この透析液圧の変化を透析液圧センサ３２ｂでモニタリングしておき、除水／逆濾過ポンプＰ１を制御することで逆濾過速度を変化させ、これにより透析液圧を制御することができるようになっている。

制御装置５０は、透析液を血液透析器５を介して血液回路２０に流入させる逆濾過運転と、透析液を血液透析器５を介さずに送液ライン４０から血液回路２０に直接流入させるオンライン運転とを操作者の操作を要することなく、状況に応じて自動的に切り替えて運転する。逆濾過運転とオンライン運転との切替については後述する。

また、制御装置５０は、血液回路２０や血液透析器５を洗浄し清浄化する準備工程であるプライミング工程、穿刺後に患者の血液を血液回路２０に充填させて体外循環させる脱血工程、脱血工程に続いて行われる透析工程、透析治療中における急速補液工程、血液回路２０内の血液を患者の体内に戻す返血工程を行う。プライミング工程、急速補液工程及び返血工程は、逆濾過運転とオンライン運転とで異なるが、脱血工程及び透析工程は、動作的には逆濾過運転とオンライン運転とで同じである。

逆濾過運転におけるプライミング工程は図３に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ及び気泡検知器用クランプ２２ｄを開状態にし、オンライン用クランプ４１を閉状態にする。また、血液回路２０の動脈側接続部２１ａと静脈側接続部２２ａとは短絡状態にしておく。

透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａを作動させるとともに、除水／逆濾過ポンプＰ１を作動させる。このとき、例えば、透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａの送給量を５００ｍｌ／ｍｉｎとし、除水／逆濾過ポンプＰ１の送給量を４００ｍｌ／ｍｉｎとすることで、透析液を、血液透析器５の透析膜によって濾過しながら中空糸外側のコンパートメントから中空糸内側のコンパートメントへ流す、いわゆる逆濾過を行うことができる。これにより、血液回路２０に透析液が充填される。尚、このとき補液ポンプ４２は停止状態とする。

血液ポンプ２１ｃは、血液回路２０内の透析液を透析工程とは逆に送るように作動させる。血液回路２０内の透析液はオーバーフローライン２２ｅから排出される。

オンライン運転におけるプライミング工程は図４に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ、気泡検知器用クランプ２２ｄ及びオンライン用クランプ４１を開状態にする。また、血液回路２０の動脈側接続部２１ａと静脈側接続部２２ａとは短絡状態にしておく。

透析液導入ポンプ３１ａ、透析液排出ポンプ３２ａ、除水／逆濾過ポンプＰ１及び血液ポンプ２１ｃは逆濾過の場合と同様にしておき、補液ポンプ４２を作動させる。これにより、透析液が送液ライン４０から血液回路２０の動脈系２１に直接供給される。血液回路２０内の透析液はオーバーフローライン２２ｅから排出される。

逆濾過運転における急速補液工程は図５に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ及びオンライン用クランプ４１を閉状態にし、気泡検知器用クランプ２２ｄを開状態にする。この急速補液工程は透析工程中に行う工程であるため、血液回路２０の動脈側接続部２１ａ及び静脈側接続部２２ａは穿刺針に接続され、穿刺針は患者の血管に穿刺される。

透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａを作動させるとともに、除水／逆濾過ポンプＰ１を作動させる。このとき、例えば、透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａの送給量を５００ｍｌ／ｍｉｎとし、除水／逆濾過ポンプＰ１の送給量を１５０ｍｌ／ｍｉｎとすることで、血液透析器５で逆濾過を行うことができる。これにより、血液回路２０に透析液が流入して補液が行われる。補液の量は、除水／逆濾過ポンプＰ１による透析液の送給量によって調整することができる。尚、このとき補液ポンプ４２は停止状態とする。血液ポンプ２１ｃは、透析工程時と同様に作動させておく。

オンライン運転における急速補液工程は図６に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ及び気泡検知器用クランプ２２ｄを逆濾過運転における急速補液工程と同じにし、オンライン用クランプ４１を開状態にする。

透析液導入ポンプ３１ａ、透析液排出ポンプ３２ａ、除水／逆濾過ポンプＰ１、血液ポンプ２１ｃは、オンライン運転における急速補液工程と同じにする。補液ポンプ４２を作動させる。補液の量は、補液ポンプ４２の送給量によって調整することができる。

逆濾過運転における返血工程は図７に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ及びオンライン用クランプ４１を閉状態にし、気泡検知器用クランプ２２ｄを開状態にする。この返血工程は透析工程後に行う工程であるため、血液回路２０の動脈側接続部２１ａ及び静脈側接続部２２ａは穿刺針に接続され、穿刺針は患者の血管に穿刺される。

透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａを作動させるとともに、除水／逆濾過ポンプＰ１を作動させる。このとき、例えば、透析液導入ポンプ３１ａ及び透析液排出ポンプ３２ａの送給量を５００ｍｌ／ｍｉｎとし、除水／逆濾過ポンプＰ１の送給量を１００ｍｌ／ｍｉｎとすることで、血液透析器５で逆濾過を行うことができる。これにより、血液回路２０に透析液が流入して血液回路２０内の血液が患者に戻される。尚、このとき補液ポンプ４２は停止状態とする。血液ポンプ２１ｃは、透析工程とは逆に血液を送るように作動させておく。

オンライン運転における返血工程は図８に示すように、自動プライミング用クランプ２２ｆ及び気泡検知器用クランプ２２ｄを逆濾過運転における返血工程と同じにする。また、オンライン用クランプ４１を開状態にする。透析液導入ポンプ３１ａ、透析液排出ポンプ３２ａ、除水／逆濾過ポンプＰ１、血液ポンプ２１ｃは、オンライン運転における返血工程と同じにする。補液ポンプ４２を作動させる。これにより、血液回路２０に透析液が流入して血液回路２０内の血液が患者に戻される。

次に、逆濾過運転とオンライン運転との切替について、制御装置５０で行われる制御を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御は、操作ボタン５１中の開始ボタンが押されたらスタートする。

スタート後のステップＳ１では、逆濾過運転を開始する。例えばプライミング工程では図３に示す運転状態とし、急速補液工程では図５に示す運転状態とし、返血工程では図７に示す運転状態とする。つまり、制御装置５０は血液透析装置１の運転開始時には逆濾過運転とするように構成されている。

ステップＳ２では、除水／逆濾過ポンプＰ１による送給量（回転速度）を上昇させることによって逆濾過速度を要求速度まで上昇させる。要求速度とは、患者の状況や治療の種類によってあらかじめ設定される速度であり、図１０に示すように例えば４００ｍｌ／ｍｉｎ等である。

ステップＳ３では、ステップＳ２で逆濾過速度を要求速度まで上昇させた状態において、透析液圧センサ３２ｂで検出された透析液圧が所定圧以上であるか否かを判定する。所定圧とは、例えば、図１０に実線で示す濾過速度コントロール圧（３００ｍｍＨｇ）に１０ｍｍＨｇを加えた３１０ｍｍＨｇである。

ステップＳ３で透析液圧が所定圧以上まで上昇していないと判定された場合には、ＵＦＲが高い血液透析器５であると推定されるので、そのままエンドまで進み、逆濾過運転を継続する。

一方、ステップＳ３で透析液圧が所定圧以上であると判定された場合には、透析液が血液回路２０に流入しにくい状態であるため、ＵＦＲが低い血液透析器５、または目詰まりを起こした血液透析器５であると推定される。この場合は、ステップＳ４に進み、除水／逆濾過ポンプＰ１による送給量を減少させて逆濾過速度を減速させる。ステップＳ４では、逆濾過速度を要求速度の１０％程度とする。これにより、図１０に示すように透析液圧が低下する。

その後、ステップＳ５に進み、透析液圧センサ３２ｂで検出された透析液圧が上記所定圧（３１０ｍｍＨｇ）よりも低いか否かを判定する。ステップＳ５でＮＯと判定されて透析液圧が上記所定圧以上の場合には、ステップＳ４に戻り、逆濾過速度をさらに減速させる。

ステップＳ５でＹＥＳと判定されて透析液圧が上記所定圧よりも低い場合には、ステップＳ６に進み、除水／逆濾過ポンプＰ１による送給量を増加させて逆濾過速度を上昇させる。ステップＳ６における逆濾過速度の上昇量は、現状の速度の１０％の割合である。

その後、ステップＳ７に進み、透析液圧センサ３２ｂで検出された透析液圧が上記所定圧（３１０ｍｍＨｇ）以上であるか否かを再び判定する。ステップＳ７でＹＥＳと判定されて透析液圧が所定圧以上まで上昇している場合には、ステップＳ４に進んで逆濾過速度を、例えば現状の速度の９０％まで減速させる。ステップＳ７でＮＯと判定されて透析液圧が上記所定圧よりも低い場合には、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、逆濾過速度が上記要求速度未満であるか否かを判定する。ステップＳ８でＮＯと判定されて逆濾過速度が上記要求速度以上である場合には、エンドに進み、逆濾過運転を継続する。

逆濾過速度を減速させた後、再度上昇させる制御を行っても、ステップＳ８でＹＥＳと判定されて逆濾過速度が上記要求速度未満である場合には、逆濾過速度が低速域（例えば５０ｍｌ／ｍｉｎ以下）であるのに透析液圧がすぐに上昇して濾過速度コントロール圧に達してしまうということであり、この場合は逆濾過速度を要求速度まで上昇させることができない状態になる。

ステップＳ９では、逆濾過速度がオンライン切替設定速度（図１０に示す）以下である場合に、その状態が一定時間（数十分間）継続しているか否かを判定する。ステップＳ９でＮＯと判定されて逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続していない場合には、エンドに進み、逆濾過運転を継続する。

一方、ステップＳ９でＹＥＳと判定されて逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続した場合には、ステップＳ１０に進んでオンライン運転に切り替える。

すなわち、ＵＦＲが低い血液透析器５や目詰まりした血液透析器５の場合、上記ステップＳ２〜Ｓ７までの制御を行っても、逆濾過速度が低速域であるにも関わらず、透析液圧がすぐに上昇して濾過速度コントロール圧に達するため、逆濾過速度を上げることができず、ひいては、透析時間が長時間化してしまうので、この場合には、ステップＳ９の判定を経てステップＳ１０に進んでオンライン運転に切り替える。これにより、透析時間が長時間化してしまうのを回避できる。

ＵＦＲが高い血液透析器５の場合や目詰まりした血液透析器５の場合は、ステップＳ３、ステップＳ８、ステップＳ９においてＮＯと判定されるので、逆濾過運転を行うことができる。これにより、透析液を血液透析器５で濾過して血液回路２０に導入できるので安全性が高く、しかも、透析液を濾過するためのフィルタの管理工数が削減されるとともに、低コスト化を図ることができる。

また、制御装置５０は、ステップＳ１〜Ｓ３を経ることで、運転開始から逆濾過速度が要求速度まで上昇した段階で、透析液圧の上昇度合い（上昇速度）を検出することもできる。この透析液圧の上昇度合いが所定以上の急激な場合には、ＵＦＲの高い血液透析器５であるとして、ステップＳ１０に進んでオンライン運転に切り替えるように制御することもできる。

また、プライミング工程でオンライン運転に切り替えた場合には、後の工程（急速補液工程や返血工程）では逆濾過運転を行わずに、オンライン運転として急速補液工程や返血工程を行うのが好ましい。

尚、図９に示す逆濾過運転とオンライン運転との切替制御については、プライミング工程だけでなく、補液工程や返血工程で実施してもよい。

また、本発明の切替手段としてオンライン用クランプ４１を設けているが、これに限らず、例えば補液ポンプ４２の動作によって供給状態と非供給状態とを切り替えるようにしてもよい。また、補液ポンプ４２を設けずに、オンライン用クランプ４１の開閉だけで供給状態と非供給状態とを切り替えるようにしてもよい。

また、送液ライン４０の下流側を血液回路２０の静脈系２２に接続して透析液を静脈系２２に直接供給するようにしてもよい。

また、送液ライン４０の上流側を透析液回路３０の排出系３２に接続して透析液を排出系３２から供給するようにしてもよい。

以上説明したように、この実施形態に係る血液透析装置１によれば、逆濾過運転のときに、逆濾過速度が所定未満であると検出された場合にオンライン運転に切り替えて送液ライン４０によって透析液を供給することができるので、逆濾過方式とオンライン方式の双方のデメリットを補完し、ＵＦＲが低い場合や目詰まりを起こした場合でも適切に制御を行うことができ、しかも、手間がかからず、低コストに透析治療を行うことができる。
また、逆濾過運転のときに、透析液圧の上昇度合いが所定以上であると検出された場合にオンライン運転に切り替えて送液ライン４０によって透析液を血液回路２０に供給することもできる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る血液透析装置は、例えば、透析治療に使用することができる。

１血液透析装置
５血液透析器
２０血液回路
２１動脈系
２２静脈系
３０透析液回路
３１導入系
３２排出系
３２ｂ透析液圧センサ（透析液圧検出部）
４０送液ライン
４１オンライン用クランプ（切替手段）
５０制御装置
５０ａ逆濾過速度検出部
Ｐ１除水／逆濾過ポンプ

Claims

透析膜を介して血液及び透析液を接触させる血液透析器と、
患者の血液を上記血液透析器に流入させる動脈系及び上記血液透析器の血液を患者に戻す静脈系を有する血液回路と、
上記血液透析器に透析液を流入させる導入系及び上記血液透析器の透析液を排出する排出系を有する透析液回路と、
上記血液回路に接続され、該血液回路に透析液を供給するための送液ラインと、
上記送液ラインによる透析液の供給状態及び非供給状態を切り替える切替手段と、
上記血液透析器の内部における透析液圧を変更することによって除水及び逆濾過を行うための除水／逆濾過ポンプと、
上記透析液回路の透析液の圧力を検出する透析液圧検出部と、
上記透析液圧検出部からの出力信号に基づいて上記切替手段及び上記除水／逆濾過ポンプを制御する制御装置とを備えた血液透析装置において、
上記制御装置は、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の非供給状態にするとともに、上記除水／逆濾過ポンプを作動させている逆濾過運転のときに、上記透析液圧検出部により、逆濾過速度が逆濾過運転開始から患者毎に設定された要求速度となるまでの透析液圧の上昇速度が所定以上であると検出された場合には、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の供給状態にするオンライン運転に切り替えるように構成されていることを特徴とする血液透析装置。
透析膜を介して血液及び透析液を接触させる血液透析器と、
患者の血液を上記血液透析器に流入させる動脈系及び上記血液透析器の血液を患者に戻す静脈系を有する血液回路と、
上記血液透析器に透析液を流入させる導入系及び上記血液透析器の透析液を排出する排出系を有する透析液回路と、
上記血液回路に接続され、該血液回路に透析液を供給するための送液ラインと、
上記送液ラインによる透析液の供給状態及び非供給状態を切り替える切替手段と、
上記血液透析器の内部における透析液圧を変更することによって除水及び逆濾過を行うための除水／逆濾過ポンプと、
上記除水／逆濾過ポンプによる逆濾過速度を検出する逆濾過速度検出部と、
上記逆濾過速度検出部からの出力信号に基づいて上記切替手段及び上記除水／逆濾過ポンプを制御する制御装置とを備えた血液透析装置において、
上記制御装置は、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の非供給状態にするとともに、上記除水／逆濾過ポンプを作動させている逆濾過運転のときに、上記逆濾過速度検出部により、逆濾過速度がオンライン切替設定速度以下である状態が一定時間継続したことが検出された場合には、上記切替手段によって上記送液ラインを透析液の供給状態にするオンライン運転に切り替えるように構成されていることを特徴とする血液透析装置。
請求項１または２に記載の血液透析装置において、
上記制御装置は上記血液透析装置の運転開始時には逆濾過運転とするように構成されていることを特徴とする血液透析装置。