JP6537863B2 - Peritoneal dialysis device and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、腹膜透析装置における送液技術に関するものである。 The present invention relates to fluid delivery technology in a peritoneal dialysis device.
近年、自宅等で患者自身が腹膜透析を行えるように構成された腹膜透析装置が普及してきている。例えば、特許文献1には、腹膜透析液を送液するためのダイアフラムおよび加温チューブが一体的に形成されたカセットを利用する腹膜透析装置が開示されている。ところで、腹膜透析において、患者の腹腔内に適切な量の腹膜透析液を正確に注入することは、治療効果を向上させるために重要なことである。そこで、特許文献1には、注入された腹膜透析液の量を測定する手法も開示されている。
In recent years, a peritoneal dialysis apparatus configured to allow a patient to perform peritoneal dialysis at home or the like has become widespread. For example,
ところで、近年、腹膜透析装置において、タイダール法や小児患者への適用が検討されている。これらの適用を対象とする場合、腹腔への腹膜透析液の注入排出量は、これまでと比較して少量であるため、腹膜透析装置における送液量の誤差の影響が相対的に大きくなることになる。そのため、より正確に送液量をコントロール可能とする技術の実現が期待されている。 By the way, in recent years, in the peritoneal dialysis apparatus, application to the Tydahl method and a pediatric patient is being considered. When these applications are targeted, the amount of inflow and discharge of peritoneal dialysis fluid into the abdominal cavity is smaller than before, so the influence of the error in the flow rate in the peritoneal dialysis device is relatively large. become. Therefore, the realization of a technology capable of controlling the amount of liquid delivery more accurately is expected.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、より正確な腹膜透析液の送液を可能とする技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a technique that enables more accurate delivery of peritoneal dialysate.
上述の問題点を解決するため、本発明に係る腹膜透析装置は以下の構成を備える。すなわち、透析液バッグから供給される透析液を加温部において加温し該加温された透析液を腹腔に注入するよう構成された腹膜透析装置において、ダイアフラムポンプを押圧して前記加温部に透析液を充填するプライミング動作又は前記ダイアフラムから前記加温部への送液路における透析液漏れを検査するリークチェック動作の少なくとも一方の動作の完了後、前記加温部に存在する透析液の少なくとも一部を該加温部以外の所定の場所に移動(ただし、腹腔への注入を除く)するよう制御する前処理手段と、前記前処理手段による前記移動の後、透析液を前記加温部を介した腹腔への注入を開始するよう制御する送液手段と、を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the peritoneal dialysis apparatus according to the present invention has the following configuration. That is, in a peritoneal dialysis apparatus configured to heat the dialysate supplied from the dialysate bag in the heating unit and inject the heated dialysate into the abdominal cavity, the heating unit is configured to press the diaphragm pump. After completion of at least one of the priming operation of filling the dialysate or the leak check operation of inspecting the dialysate leak in the fluid feed path from the diaphragm to the heating unit, A pretreatment means is controlled to move at least a part to a predetermined place other than the heating part (but excluding injection into the abdominal cavity), and the dialysate is heated after the movement by the pretreatment means. Control means to start the injection into the abdominal cavity via the part.
本発明によれば、より正確な腹膜透析液の送液を可能とする技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique that enables more accurate delivery of peritoneal dialysate.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiment is merely an example and is not intended to limit the scope of the present invention.
(第1実施形態)
本発明に係る腹膜透析装置の第1実施形態として、取替え可能カセットを利用する腹膜透析装置を例に挙げて以下に説明する。
First Embodiment
As a first embodiment of the peritoneal dialysis apparatus according to the present invention, a peritoneal dialysis apparatus using a replaceable cassette will be described as an example.
<1.装置構成>
図1は、第1実施形態に係る腹膜透析装置およびカセットを示す図である。ここでは、本発明に関する部分についてのみ説明を記載する。
<1. Device configuration>
FIG. 1 is a view showing a peritoneal dialysis apparatus and a cassette according to a first embodiment. Here, only the part related to the present invention will be described.
腹膜透析装置100には、腹膜透析液を腹腔に注入するためのカセット101が装着される。また、腹膜透析装置100は、カセット装着部106、操作部107a、107b及び表示部108を含む。カセット101は、ポンプであるダイアフラムポンプ102、加温チューブ103、流路切替部104及び接続チューブ105を含む。接続チューブ105についての詳細は、図2を参照して後述する。
The
カセット装着部106には、カセット101が装着される。操作部107a、107bは、例えば、ユーザ(患者)が腹膜透析を開始する際の開始指示や、腹膜透析を終了する際の終了指示を入力するために使用される。表示部108は、ユーザ(患者)に情報を報知するものであり、例えば、腹膜透析装置100の動作状態を報知する。ここで、動作状態とは、例えば、腹腔に透析液を注入する注入処理や腹腔から透析液を排液する排液処理の実施中、終了などの状態を示す。
The
カセット101は、ダイアフラムポンプ102、加温チューブ103、流路切替部104及び接続チューブ105を含んでいる。
The
ダイアフラムポンプ102は、膨張/収縮することにより、透析液を送液するポンプとして機能する。ダイアフラムポンプ102は、フランジ部材により密閉状態で収容され、外部から空気圧で減圧加圧されることにより、張圧・押圧される。なお、空気圧のほかに、ダイアフラムポンプ102の表面にピストンなどを配置し、これらを引き押しすることによっても、張圧・押圧され得る。これにより、ダイアフラムポンプ102は、透析液を送液するために、張圧されると膨張し、押圧されると縮小されるように構成されている。張圧及び押圧に伴うダイアフラムポンプ102の動作については、図5を用いて後述する。
The
加温チューブ103は、加温チューブ103内を流れる透析液を加温する。具体的には、加温チューブ103は、腹膜透析装置100に配置されるヒータにより挟み込まれることにより、透析液を加温する。加温チューブ103内には、例えば、最大で40mL程度の透析液が収容される。
The
流路切替部104は、カセット101に張り巡らされたチューブにおいて、透析液の流路を切替える。例えば、腹膜透析装置100に配置される1以上のクランプにより流路切替部104内のチューブの1以上の箇所を押圧することにより流路を切り替える。主に、流路切替部104は、注液処理用又は排液処理用の流路に切替える。例えば、注液処理用の流路は、後述する透析液バッグに収容されている透析液を注入する場合、透析液バッグ、ダイアフラムポンプ102、加温チューブ103、カセット101に接続された透析カテーテルの順で通じる流路となる。一方、排液処理用の流路とは、透析カテーテル、流路切替部104の排液処理用のチューブ、ダイアフラムポンプ102、後述する排液処理タンク202の順で通じる流路となる。
The flow
さらに、流路切替部104は、加温チューブ103からチューブに腹膜透析液が流れ出る流路を開口又は遮断する。例えば、流路切替部104は、腹膜透析を行う場合に当該流路を開口し、腹膜透析が終了した後に当該流路を遮断する。また、この遮断は、加温チューブ103内に透析液を充填するプライミング動作や、流路における透析液の漏れを検出するリークチェック動作においても実施される。なお、ここでは、流路を開口又は遮断する流路切替部104は、クランプによって形成されるものとして説明するが、流路切替部104は、他の手法で流路を切り替える構成であってもよい。
Furthermore, the flow
上述したダイアフラムポンプ102、加温チューブ103、及びカセット101に張り巡らされたチューブの構成材料としては、それぞれ、軟質の樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリ−(4−メチルペンテンー1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の各種熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば2層以上の積層体として)用いることができる。
The constituent materials of the above-described
図2は、カセットを含む送液路の接続構成を説明する図である。ここでは、図1で説明した構成に加えて、接続チューブ105に接続される要素について説明する。したがって、図1と同一の要素については、同一の番号を付し、説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram for explaining a connection configuration of a liquid delivery path including a cassette. Here, in addition to the configuration described in FIG. 1, elements connected to the
カセット101には、接続チューブ105によって、透析カテーテル201、透析液バッグ203a、203b及び排液処理タンク202が接続される。透析カテーテル201は、カセット101に接続された一方の端部と、腹腔204に接続されるように構成された他方の端部とを有するチューブである。カセット101は、この透析カテーテル201を介して、腹腔204に透析液を注入する注液処理及び腹腔204から透析液を排出する排液処理を行う。透析液バッグ203a、203bは、患者の腹腔204内に注入される透析液を収容する。排液処理タンク202は、患者の腹腔204内から排出される使用済みの透析液を収容する。
The
流路切替部104には、複数の開口部が設けられており、カセット101が腹膜透析装置100に装着された状態で、腹膜透析装置100のクランプが作動されることで、当該開口部を介して、流路切替部104内の注液路や排液路の所定の位置がクランプされることとなる。
The flow
図3は、流路切替部の構成の一例を示す図である。図3において、C1〜C8で示されている矩形は腹膜透析装置100のクランプにより閉塞が制御される位置を示している。C1〜C8の1以上の箇所がクランプにより同時に閉塞されることにより、所定の流路が設定されることになる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the flow path switching unit. In FIG. 3, rectangles indicated by C1 to C8 indicate positions where the occlusion is controlled by the clamp of the
ダイアフラムポンプ102は、カセット101に設けられた開口部を介して、外部から張圧・押圧されるよう構成されている。これにより、カセット101が腹膜透析装置100に装着された状態で、腹膜透析装置100のポンピング作動部をポンピング作動させることで、ダイアフラムポンプ102は膨張/収縮を繰り返す、すなわちダイアフラムポンプ102を含むポンプ室内部を加圧状態と減圧状態との間で変化を繰り返すこととなる。この結果、透析液の送液が制御されることとなる。
The
加温チューブ103の流路の両端は、それぞれが流路切替部104に接続されている。ここでは、流路切替部104の透析液は、入口部である一端を介して加温チューブ103内部に注入され、出口部である他端を介して流路切替部104に戻ることとなる。
Both ends of the flow path of the
なお、加温チューブ103は、カセット101の外側に開口部を介して露出して配置される。これにより、カセット101が腹膜透析装置100に装着された状態で、腹膜透析装置100の面ヒータが、加温チューブ103を加温することが可能となる。
The
図4は、第1実施形態に係る腹膜透析装置の機能ブロックを示す図である。ここでは、腹膜透析装置100の主要な機能ブロックについてのみ記載しているが、他の機能ブロックを含んでもよい。
FIG. 4 is a diagram showing functional blocks of the peritoneal dialysis device according to the first embodiment. Although only the main functional blocks of the
腹膜透析装置100は、CPU401、操作部107a、107b、電源回路403、流量制御部404、記憶部405、流量測定部406、切替制御部408、ヒータ制御部409、ヒータ411及びポンピング作動部410を含む。CPU401は、例えば記憶部405に記憶された制御プログラムを実行することにより、各機能ブロックを統括的に制御する。
The
操作部107a、107bは、図1に示すように、腹膜透析装置100の外面に配置され、操作者からの入力を受け付けて、CPU401に通知する。例えば、操作部107a、107bは、腹膜透析を開始する際に、操作者によって治療の開始を指示するために使用される。電源回路403は、CPU401へ電力を供給する。流量制御部404は、予め指定された量(送液目標量)の透析液をダイアフラムポンプ102によって送液させるように制御する。記憶部405は、CPU401により実行される各種制御プログラムや、腹膜透析を行うために必要となる各パラメータを予め記憶している。
As illustrated in FIG. 1, the
切替制御部408は、流路切替部104を制御することにより、透析液の流路を制御する。ヒータ制御部409は、ヒータ411の温度を制御する。ポンピング作動部410は、ダイアフラムポンプ102を含むポンプ室を減圧又は加圧することにより、ダイアフラムポンプ102への張圧・押圧を制御して、透析液の送液を制御する。したがって、流量制御部404は、腹膜透析の際に送液する透析液の量に応じて、ポンピング作動部410に対し、ダイアフラムポンプ102の張圧・押圧制御を指示することとなる。
The switching
第1実施形態によれば、流量測定部406は、腹腔に注入された透析液の量を測定する。例えば、流量測定部406は、透析液の腹腔への注入開始から注入終了までの間、ダイアフラムポンプ102から送液された透析液の量を1回の押圧ごとに算出し積算する。
According to the first embodiment, the flow
また、CPU401には、カセット101に配置された温度センサ412及び気泡センサ413からの信号が入力される。温度センサ412は、腹膜透析装置100内に配置される1以上の温度センサである。例えば、腹腔に注入される透析液の温度制御を適切に行うべく、透析液バッグからダイアフラムへ送液される透析液の温度(加温前の温度)、加温チューブから透析カテーテル201へ送液される透析液の温度(加温後の温度)、を計測する。なお、温度センサ412は、応答速度が極めて速いサーモパイル型赤外線センサ(非接触型の温度センサ)を用いることが望ましい。これにより、ヒータ制御部409は、ヒータの温度を高精度に制御することができる。気泡センサ413は、流路切替部104における透析液の入り口側及び出口側に配置され、透析液中の気泡を検知する。
Further, signals from the temperature sensor 412 and the
<2.装置の概略動作>
上述したように、腹膜透析装置100は、ダイアフラムポンプ102を含むポンプ室内部を加圧状態と減圧状態との間で変化させることで透析液の送液を行う。例えば、注液処理を行う場合、まず、切替制御部408は、透析液バッグ203aとダイアフラムポンプ102とが流路切替部104によって連通された状態に設定し、ポンピング作動部410は、減圧を行う。これにより、ダイアフラムポンプ102には、透析液バッグ203aから透析液が流れ込む。次に、切替制御部408は、ダイアフラムポンプ102と加温チューブ103とが流路切替部104によって連通された状態で、加圧する。これにより、ダイアフラムポンプ102内に蓄積された透析液が加温チューブ103に押し出され、送液が行われる。
<2. General operation of device>
As described above, the
<2.1.送液量の算出>
腹膜透析装置100の流量測定部406は、透析液の注液処理を行っている間、ダイアフラムポンプ102のポンピング動作に応じて、送液した透析液の量を算出により導出する。これは、ボイル・シャルルの法則に従って導出される。図5を参照して、ダイアフラムポンプ102から送液された透析液の量を測定する方法について説明する。
<2.1. Calculation of liquid transfer amount>
The flow
図5は、ダイアフラムポンプを張圧・押圧するポンプ室510の断面を示す図である。チューブ501内では、矢印504に示すように、供給する場合と送液する場合とで透析液503の流れが変わる。
FIG. 5 is a view showing a cross section of a
図5(a)は、ダイアフラムポンプ102内に透析液503が充填された様子を示している。透析液503の充填は、ダイアフラムポンプ102と透析液バッグ203aとが連通した状態で、ポンプ室510を減圧することにより、ダイアフラムポンプ102を張圧することで行われる。ダイアフラムポンプ102は、ソフトな材質で形成された膜502を含む。したがって、ダイアフラムポンプ102内に透析液503が充填されると、図5(a)に示すように、膜502が膨張するため、ダイアフラムポンプ102内の体積は増大し、ポンプ室510内の体積はV1となる。
FIG. 5A shows that the
透析液503が充填されると、ダイアフラムポンプ102と加温チューブ103とが連通した状態で、ポンプ室510に圧力(空気圧)P1を加えることにより、ダイアフラムポンプ102を押圧することで、流路切替部104内のチューブを介して加温チューブ103に透析液503を送液する。
When the
図5(b)は、ダイアフラムポンプ102内に充填された透析液503を送液した後の様子を示す。圧力P1が加えられると、膜502は、透析液503が充填されたダイアフラムポンプ102内の方に押されて、透析液503を流路切替部104内のチューブの方向へ送り出す。また、膜502の位置が移動することによって、図5(b)に示すように、ポンプ室510内の体積がV2となる。
FIG. 5B shows a state after the
ここで、V1<V2という条件式が成り立つ。また、ボイル・シャルルの法則では、PV/Tは常に一定となる。ここで、腹膜透析を行う際のダイアフラムポンプ102付近の温度(絶対温度)を、ほぼ一定と仮定すると、PVが一定(ボイルの法則)となる。即ち、ポンプ室510内の体積がV1からV2に増大すると、圧力P1は、圧力P2に低下することとなる。
Here, the conditional expression V1 <V2 holds. Also, according to Boyle-Charles's law, PV / T is always constant. Here, assuming that the temperature (absolute temperature) near the
この原理を利用して、流量測定部406は、送液した透析液の量を導出する。具体的に手順を説明すると、流量測定部406は、ポンピングによる送液が実施されている間、圧力を圧力センサを用いて測定している。上述したように、圧力P1は、ダイアフラムポンプ102内に透析液503が充填されている状態で、加圧した時点の圧力となる。また、圧力P2は、ダイアフラムポンプ102内の透析液503が全て流れ出た状態の圧力P1から低下した圧力となる。したがって、測定部407は、圧力センサが圧力P2を検出すると、ダイアフラムポンプ102内の体積に相当する容量の透析液503を送液したと測定する。
Using this principle, the flow
例えば、腹膜透析装置100は、圧力P1を140mmHg(18.7kPa)とし、圧力P2を50mmHg(6.7kPa)として、記憶部405に予め格納している。したがって、流量測定部406は、格納されている圧力P1及び圧力P2の間で、圧力の変化を測定することとなる。
For example, the
<3.送液制御の概略>
図6は、透析液の送液手順の概略を示すフローチャートである。以下に記載される手順は、CPU401が統括的に制御を行う。なお、以下の処理は、装置の接続設定(透析液バッグ203a、透析カテーテル201のカセット101への接続や、当該カセット101の腹膜透析装置100へのセット)及びユーザからの送液設定(送液する透析液の量の設定など)が完了し、ユーザによる操作部107a、107bの操作による透析動作の開始指示に基づいて開始される。
<3. Outline of liquid transfer control>
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of a dialysate delivery procedure. In the procedure described below, the
ステップS601では、CPU401は、加温チューブ103に透析液を充填するプライミング動作を実施するよう制御する。具体的には、切替制御部408を制御して、流路切替部104において加温チューブ103への経路を設定する。その後、ポンピング作動部410を制御して、ダイアフラムポンプ102を押圧し、加温チューブ103に透析液を充填する。
In step S601, the
ステップS602では、CPU401は、ダイアフラムポンプ102から加温チューブ103への送液路における透析液の漏れを検査するリークチェック動作を実施するよう制御する。具体的には、ポンピング作動部410を制御して、ダイアフラムポンプ102を更に押圧し、加温チューブ103方向に透析液を押し込む。なお、リークチェック動作において漏れが検出された場合は、エラー終了する。なお、ステップS601とステップS602とは、順番が逆になっても、またはどちらか一方を行うものであっても良い。
In step S602, the
ステップS603では、CPU401は、ポンピング作動部410を制御し、ダイアフラムポンプ102のポンピングによる送液を行う。具体的には、切替制御部408を制御して、流路切替部104においてダイアフラムポンプ102と透析液バッグ203aとが連通するよう設定する。その後、ポンピング作動部410を制御し、ダイアフラムポンプ102内に透析液を吸引する。更に、切替制御部408を制御して、流路切替部104において加温チューブ103を経由した透析カテーテル201への経路を設定する。その後、ポンピング作動部410を制御し、ダイアフラムポンプ102のポンピングを押圧する。
In step S <b> 603, the
ステップS604では、CPU401は、流量測定部406は、S603でのポンピング動作による送液量を算出する。具体的には、ダイアフラムポンプ102の圧力を監視して、送液された透析液の量を算出する。上述したように、この算出は、ボイル・シャルルの法則に従ってなされる。なお、S605を経由した2回目以降のループにおいては、先行するループまでに送液された透析液の量に現在のループでの送液量を加算して得られる積算値を併せて算出する。
In step S604, the
ステップS605では、CPU401は、送液目標量の透析液を送液したか否かを判定する。送液目標量の透析液を送液した場合は送液処理を終了し、送液していない場合はS603に進む。
In step S605, the
このようにして、送液目標量の透析液が患者の腹腔に注入されることになる。ところで、図6に示す送液手順においては、いくつか送液誤差を生じる可能性がある動作が含まれる。具体的には以下の3つの点において送液誤差が生じうると考えられる。
(I)ポンピング(S603)1回あたりの送液量に起因する送液誤差。
(II)プライミング(S601)及びリークチェック(S602)において加温チューブ103に注入された透析液に起因する誤差。
(III)温度の不均一性に依存する送液量の算出(S604)誤差。
In this way, the target amount of dialysate to be delivered will be infused into the patient's peritoneal cavity. By the way, the liquid transfer procedure shown in FIG. 6 includes some operations that may cause a liquid transfer error. Specifically, it is considered that a feeding error may occur at the following three points.
(I) Pumping error (S603) A liquid transfer error caused by the liquid transfer amount per one time.
(II) An error caused by the dialysate injected into the
(III) Calculation of the amount of liquid transfer depending on temperature non-uniformity (S604) Error.
そこで、以下ではこれらの3つの点に関して送液誤差を低減する手法について説明する。 Therefore, in the following, a method for reducing the liquid transfer error will be described with respect to these three points.
<3.1.(I)ポンピング(S603)1回あたりの送液量に起因する送液誤差の低減>
上述したように、腹膜透析装置100は、カセット101のダイアフラムポンプ102を繰り返し押圧することにより送液目標量の透析液を患者の腹腔に送液する。そのため、図5に示すように送液の最小単位はダイアフラムポンプ102内の容積となる。
<3.1. (I) Reduction of liquid transfer error caused by the amount of liquid transfer per pumping (S603)>
As described above, the
図7(a)は、ポンピング(S603)1回あたりの送液量に起因する送液誤差を説明する図である。ここでは、送液目標値から押圧1回の送液量相当分(ここではダイアフラムポンプ102内の容積である18mL)だけ少ない量を閾値として設定し、送液積算値が当該閾値を超えた場合に、後続する1回の押圧を最後の押圧と決定する制御における例を示している。このような制御の場合、図7(a)の上段の「最悪ケース」で示される送液パターンの場合、ほぼ18mLの送液超過が発生することになる。 Fig.7 (a) is a figure explaining the sending error resulting from the sending amount per pumping (S603). In this case, the amount smaller than the liquid transfer target value by the amount of liquid transfer equivalent to one press (in this case, 18 mL, which is the volume in the diaphragm pump 102) is set as the threshold, and the liquid transfer integrated value exceeds the threshold. The example in the control which determines the following 1 press as the last press is shown. In the case of such control, in the case of the liquid delivery pattern shown in the “worst case” in the upper part of FIG. 7A, an excess of about 18 mL of liquid delivery will occur.
例えば、容積の小さいダイアフラムポンプを利用することにより、送液誤差を低減することは可能であるが、その場合、送液完了までにより長い時間を要することになる。そこで、ここでは、ダイアフラムポンプ102の押圧量を小さくし1回あたりの送液量を少なくすることを考える。なお、ダイアフラムポンプ102の押圧量の制御は、例えば、陽圧タンクとポンプ室とを接続するバルブの開放時間(すなわち1回の押圧期間の長さ)を変更することにより実現される。
For example, it is possible to reduce the error in liquid transfer by using a diaphragm pump with a small volume, but in that case, it takes longer to complete the liquid transfer. Therefore, here, it is considered to reduce the pressure amount of the
図7(b)は、送液誤差を低減する制御を説明する図である。図に示されるように、送液目標値から所定量だけ少ない第1閾値を設定し、当該第1閾値を超えた場合に、ダイアフラムポンプ102への押圧を、先行する押圧における第1の押圧量(ここでは18mL相当の押圧量)より少ない第2の押圧量(ここでは4mL相当の押圧量)に変更する。なお、ダイアフラムポンプ102の応答性などを考慮し、送液目標値から、第2の押圧量による送液量の2倍から10倍の量(図7(b)においては7.5倍としている)だけ少ない値を第1閾値として設定するとよい。一方、第1閾値を、送液目標値に依存した値(例えば、目標値の80%など)として設定してもよい。
FIG. 7B is a view for explaining control for reducing the liquid feeding error. As shown in the figure, a first threshold value smaller than the liquid delivery target value by a predetermined amount is set, and when the first threshold value is exceeded, the pressure on the
なお、第2の押圧量への変更後は、図7(a)の場合と同様に、送液目標値から押圧1回の送液量相当分(ここでは4mL)たけ少ない量を第2閾値として設定し、送液積算値が当該第2閾値を超えた場合に、後続する1回の押圧を最後の押圧と決定する。 After the change to the second pressing amount, as in the case of FIG. 7A, the second threshold value is the amount that is the smallest of the liquid sending amount equivalent to one pressing (here, 4 mL) from the liquid sending target value. If the liquid transfer integrated value exceeds the second threshold value, the subsequent one press is determined as the last press.
このような制御を行うことにより、送液の最小単位が小さくなるため、結果として送液誤差が低減されることになる。例えば、上述の例では、送液誤差の最大値が18mL(図7(a)の上段の「最悪ケース」)から4mL(図7(b)の上段の「最悪ケース」)に低減されることになる。また、第2の押圧量への変更前においては送液速度は従来と同様であり、送液速度が低下する第2の押圧量への変更後はわずかの時間であるため、送液完了までに長時間を要することもないという利点がある。 By performing such control, the minimum unit of liquid transfer becomes smaller, and as a result, the liquid transfer error is reduced. For example, in the above example, the maximum value of the liquid transfer error is reduced from 18 mL (the "worst case" in the upper row of FIG. 7A) to 4 mL (the "worst case" in the upper row of FIG. 7B) become. Moreover, before changing to the second pressing amount, the liquid feeding speed is the same as in the conventional case, and after changing to the second pressing amount at which the liquid feeding speed decreases, it takes only a short time. Has the advantage of not requiring a long time.
なお、上述の説明においては、第1閾値を設定し当該第1閾値を超えた場合に、第2の押圧量に変更するとして説明した。ただし、指定された送液目標量が少ない場合のみ上述の制御を行い、送液目標量が多い(例えば1000mL以上)場合には押圧量の変更を行わないように制御してもよい。例えば、送液目標量が所定の量以上である場合、送液積算値が、第1閾値を超えた場合であっても、ダイアフラムポンプへの押圧を第2の押圧量に変更せず、送液積算値が、送液目標量から第3の所定量だけ少ない第3閾値を超えた場合に、後続する1回の押圧を最後の押圧と決定し、最後の押圧の完了後、押圧制御を停止させる。ここで、第3の所定量は、第1の押圧量により送出される透析液の量と同程度の量が設定される。 In the above description, it has been described that the first threshold value is set, and when the first threshold value is exceeded, the second pressing amount is changed. However, the above-described control may be performed only when the designated liquid delivery target amount is small, and the pressing amount may not be changed when the liquid delivery target amount is large (for example, 1000 mL or more). For example, when the liquid delivery target amount is equal to or more than the predetermined amount, the pressure on the diaphragm pump is not changed to the second pressing amount even when the liquid delivery integrated value exceeds the first threshold. If the integrated liquid value exceeds the third threshold value which is smaller than the liquid transfer target amount by the third predetermined amount, the subsequent one press is determined as the final press, and after the final press is completed, the press control is performed. Stop it. Here, the third predetermined amount is set to the same amount as the amount of the dialysate to be delivered by the first pressing amount.
<3.2.(II)プライミング(S601)及びリークチェック(S602)において加温チューブ103に注入された透析液に起因する誤差の低減>
上述したように、腹膜透析装置100は、患者の腹腔への透析液の送液に先立って、プライミング(S601)及びリークチェック(S602)を行う。
<3.2. (II) Reduction of an error caused by the dialysate injected into the
As described above, the
図8は、プライミング(S601)及びリークチェック(S602)に伴う加温チューブ103における透析液の状態を例示的に示す図である。なお、図8における流路切替部104の黒色矩形は、クランプによりチューブの閉塞が行われていることを示している。
FIG. 8 is a view exemplarily showing the state of the dialysate in the
図6を参照して説明したように、プライミング(S601)においては加温チューブ103に透析液を充填し、リークチェック(S602)においては、加温チューブ103に透析液を更に加圧して押し込むことになる。そのため、リークチェックのあと、ポンピング(S603)を開始する場合、加温チューブ103に残留する透析液の量だけ送液過多となる。加温チューブ103の容量(例えば40mL)の全てが誤差となるわけではないものの、リークチェック(S602)の加圧により加温チューブ103に透析液相当量については、加温チューブ103から透析カテーテル201への経路の閉塞を解除したとたん、加温チューブ103の内圧により透析カテーテル201内に透析液が漏れ出す可能性が高い。例えば、10〜20mLの透析液が漏れ出し、送液超過につながる。
As described with reference to FIG. 6, in the priming (S601), the
そこで、図8の状態803〜804に示すように、加温チューブ103内に残存する透析液をダイアフラムポンプ102により吸引し、吸引した透析液を、透析液バッグ203a、又は、ダイアフラムポンプ102から透析液バッグ203aへの送液路に送液する。すなわち、加温チューブ103内に残存する透析液を、送液制御に影響しない他の場所に移動する。なお、加温チューブ103内に残存する透析液をダイアフラムポンプ102により吸引する際には、状態803に示すように、プライミング及びリークチェックにより透析液を注入した入口部とは異なる出口部を介して吸引するとよい。
Therefore, as shown in
上述のように、ダイアフラムポンプ102の容積(ここでは18mL)が加温チューブ103の容量(ここでは40mL)より小さい場合は、吸引動作(状態803)と送液動作(状態804)を複数回実行してもよい。ただし、加温チューブ103内に残存する透析液の全てを移動する必要は無く少なくとも一部を移動すれば、送液誤差は低減されるため、吸引動作(状態803)と送液動作(状態804)を1回のみ実行するよう制御してもよい。
As described above, if the volume of the diaphragm pump 102 (here 18 mL) is smaller than the volume of the heating tube 103 (here 40 mL), the suction operation (state 803) and the liquid transfer operation (state 804) are performed multiple times You may However, it is not necessary to move all of the dialysate remaining in the
また、送液誤差は低減されるため、プライミング又は(プライミングの動作とリークチェックの動作との順番が逆になった場合は)リークチェックの後に実行するものであっても良い。なお、プライミングの動作とリークチェックの動作のどちらか一方のみを行うものである場合には、それらの動作の後に実行すれば良い。 Further, since the liquid transfer error is reduced, it may be performed after the leak check (if the order of the priming operation and the leak check operation is reversed). If only one of the priming operation and the leak check operation is to be performed, the operation may be performed after those operations.
なお、図8の状態803においては吸引した透析液を透析液バッグ203aへ移動する例を示しているが、他の場所、例えば、排液処理タンク202に移動するよう制御してもよい。
Although in the
このような制御を行うことにより、加温チューブ103内に残留する透析液が透析カテーテル201に漏れ出す量を低減させることが可能となり、結果として送液誤差が低減されることになる。
By performing such control, it is possible to reduce the amount of leakage of the dialysate remaining in the
<3.3.(III)温度の不均一性に依存する送液量の算出(S604)誤差の低減>
図5を参照して説明したように、流量測定部406は、ダイアフラムポンプ102周辺の温度(絶対温度T)は均一(一定)であると仮定し、ボイルの法則に基づき圧力(P)×体積(V)=一定であるとして送液量を算出していた。しかし、実際には、季節や時刻、あるいは空調に依存して腹膜透析装置100の周辺温度は変化する。また、腹膜透析装置100の動作に伴い、装置内温度も変化する。そのためダイアフラムポンプ102周辺の温度は一定であると仮定した計算式では、送液量の計算に許容できない誤差が発生する可能性がある。例えば、温度差が20度(陽圧タンクの温度は例えば10℃、透析液温度は例えば30℃)の場合、誤差が5%程度発生することが分かっている。
<3.3. (III) Calculation of liquid transfer amount depending on temperature non-uniformity (S604) Reduction of error>
As described with reference to FIG. 5, the flow
そこで、ダイアフラムポンプ102に関わる温度として、
・ダイアフラムを押圧する気体の温度(Tt)(陽圧タンクに格納された気体の温度)
・加温前の透析液温度(Te)(透析液バッグ203aからダイアフラムポンプ102に供給される透析液の温度)
を取得し、流量測定部406は、これらの温度に基づいて送液量を補正し算出する。
Therefore, as the temperature related to the
· Temperature of gas pressing the diaphragm (Tt) (temperature of gas stored in positive pressure tank)
-Dialysate temperature (Te) before heating (temperature of dialysate supplied from the
The flow
具体的には、ダイアフラムを押圧する気体の温度を取得するため、温度センサ412として、ダイアフラムの押圧に利用する陽圧タンクの温度を計測する温度センサをさらに含むよう構成される。なお、加温前の透析液温度については、ヒータ制御部409における加温制御においても利用される既存の温度センサを利用するとよい。
Specifically, in order to obtain the temperature of the gas pressing the diaphragm, the temperature sensor 412 further includes a temperature sensor that measures the temperature of the positive pressure tank used for pressing the diaphragm. In addition, about the dialysate temperature before heating, it is good to utilize the existing temperature sensor also utilized in the heating control in the
この場合、圧力(P)×体積(V)=一定であると仮定した場合に算出される送液量は以下の算出誤差を有している。 In this case, it is assumed that pressure (P) × volume (V) = constant, and the amount of liquid transfer calculated has the following calculation error.
算出誤差 = K×(Te−Tt)+L×Tt+c (式1)
(K,L,cは所定の定数)
この式は、Te及びTtに関する式として書き下すと
算出誤差 = a×Te+b×Tt+c (式2)
(a,b,cは所定の定数)
となる。
Calculation error = K x (Te-Tt) + L x Tt + c (Equation 1)
(K, L, c are predetermined constants)
This equation can be written as an equation for Te and Tt: Calculation error = a × Te + b × Tt + c (Equation 2)
(A, b, c are predetermined constants)
It becomes.
そこで、a,b,cの値のセットについては予め実験的に求めておき、ROMなどの記憶部405に予めパラメータセットとして記憶しておくとよい。そして、流量測定部406は、測定した温度(Te及びTt)と所定のパラメータセットを(式2)に代入して算出誤差を算出し、圧力(P)×体積(V)=一定であると仮定した場合に算出される送液量を補正(補償)する補正演算を行い、より正確な送液量を算出するとよい。
Therefore, the set of values of a, b and c may be obtained in advance experimentally and stored in advance as a parameter set in the
なお、a,b,cの値のセットは、例えば、上述の(3.1.)節において述べたポンピング1回あたりの送液量の変化などに依存して、適切な値が変化する。そのため、腹膜透析装置100が有する互いに異なる複数の送液動作に対応する複数のパラメータセットを用意しておくとよい。また、カセット101に複数の種類が有る場合は、カセットの種別毎にパラメータセットを用意するとよい。
The set of the values of a, b and c changes appropriate values depending on, for example, the change in the amount of liquid transfer per pumping described in the above (3.1.). Therefore, it is preferable to prepare a plurality of parameter sets corresponding to a plurality of different liquid transfer operations that the
図9は、記憶部405が予め複数のパラメータセットをテーブルとして記憶している状態を例示的に示している。
FIG. 9 exemplarily shows a state in which the
以上説明したとおり第1実施形態によれば、送液手順において生じる送液誤差を低減することが可能となる。その結果、患者の腹腔内に適切な量の腹膜透析液をより正確に注入することが可能となり、治療効果が向上することが期待できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to reduce the liquid transfer error that occurs in the liquid transfer procedure. As a result, it is possible to more accurately inject an appropriate amount of peritoneal dialysate into the abdominal cavity of a patient, and it can be expected that the therapeutic effect will be improved.
なお、第1実施形態においては3つの送液誤差低減の手法について説明したが、これらは組み合わせて利用してもよいし単独で利用するよう構成しても良い。 In the first embodiment, three techniques for liquid transfer error reduction have been described, but these may be used in combination or may be used alone.
100 腹膜透析装置
101 カセット
102 ダイアフラムポンプ
103 加温チューブ
104 流路切替部
107a、107b 操作部
401 CPU
403 電源回路
404 流量制御部
405 記憶部
406 流量測定部
408 切替制御部
409 ヒータ制御部
410 ポンピング作動部
411 ヒータ
412 温度センサ
412 気泡センサ
DESCRIPTION OF
403
Claims (5)
ダイアフラムポンプを押圧して前記加温部に透析液を充填するプライミング動作又は前記ダイアフラムポンプから前記加温部への送液路における透析液漏れを検査するリークチェック動作の少なくとも一方の動作の完了後、前記加温部に存在する透析液の少なくとも一部を該加温部以外の所定の場所に移動するよう制御する前処理手段と、
前記前処理手段による前記移動の後、透析液を前記加温部を介した腹腔への注入を開始するよう制御する送液手段と、を有し、
前記所定の場所は、前記透析液バッグ、又は、前記ダイアフラムポンプから前記透析液バッグへの送液路である
ことを特徴とする腹膜透析装置。 A peritoneal dialysis apparatus configured to heat dialysate supplied from a dialysate bag in a heating unit and inject the heated dialysate into the peritoneal cavity,
After completion of at least one of the priming operation of pressing the diaphragm pump to fill the heating unit with dialysate or the leak check operation of inspecting the dialysate leak in the liquid feeding path from the diaphragm pump to the heating unit , a pre-processing means wherein at least a portion of the predetermined location outside the pressurized temperature portion moves to so that the control of dialysate present in the heating zone,
After the movement by the preprocessing means, the dialysate have a, a feeding means for controlling to start the injection into the peritoneal cavity through the heating unit,
The peritoneal dialysis device , wherein the predetermined place is the dialysate bag or a fluid delivery path from the diaphragm pump to the dialysate bag .
ことを特徴とする請求項1に記載の腹膜透析装置。 The pretreatment means sucks at least a part of the dialysate present in the heating unit using the diaphragm pump, and sends the sucked dialysate to the predetermined place using the diaphragm pump. The peritoneal dialysis device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項2に記載の腹膜透析装置。 The peritoneal dialysis device according to claim 2, wherein the pretreatment means executes suction of dialysate from the heating unit and delivery of dialysate to the predetermined place a plurality of times.
前記前処理手段は、前記プライミング動作及び前記リークチェック動作においては前記入口部を介して透析液を前記加温部に送液し、前記加温部からの透析液の吸引においては前記出口部を介して透析液を前記加温部から吸引する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の腹膜透析装置。 The heating unit has an inlet that is an inlet of dialysate and an outlet that is an outlet of dialysate,
In the priming operation and the leak check operation, the pre-processing unit sends dialysate to the heating unit via the inlet, and the outlet unit is used to suction dialysate from the heating unit. The peritoneal dialysis device according to claim 2 or 3, wherein the dialysate is aspirated from the heating unit via the passage.
ことを特徴とする請求項4に記載の腹膜透析装置。 The diaphragm pump, the inlet portion, the outlet portion, a connection tube to the dialysate bag, and a connection tube to the abdominal cavity are connected via a flow path switching portion capable of setting a flow path by pressing one or more places by a clamp. The peritoneal dialysis device according to claim 4 , wherein the peritoneal dialysis device is connected.
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