JP6873838B2 - 血液浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、患者の血液を体外循環させつつ浄化治療及び除水を行うための血液浄化装置に関するものである。

一般に、血液浄化治療（透析治療）を行うための血液浄化装置は、患者の血液を体外循環させるための血液回路と、該血液回路の途中に接続されたダイアライザと、しごき型の血液ポンプと、ダイアライザに透析液を導入し得る透析液導入ラインと、ダイアライザからの排液を排出し得る透析液排出ラインと、ダイアライザに導入される透析液とダイアライザから排出される排液とが略同一流量となるよう送液可能な送液ポンプと、透析液排出ラインにおける送液ポンプをバイパスするバイパスラインと、バイパスラインに配設され、患者の血液から水分を取り除くための除水ポンプとを有して構成されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、血液回路の先端に取り付けられた穿刺針を患者に穿刺した状態で血液ポンプを駆動させると、患者の血液が血液回路にて体外循環するとともに、ダイアライザにて血液浄化治療が行われることとなる。また、除水ポンプを駆動させると、ダイアライザに導入される透析液よりもダイアライザから排出される排液の流量の方が多くなるので、排液とともに患者の血液から除かれた水分が排出されて除水が可能とされている。

特開２０１０−１３６７４６号公報

しかしながら、上記従来の血液浄化装置においては、除水ポンプが透析液排出ラインに接続されたバイパスラインに配設されているため、除水時、水分と共に排液が除水ポンプ内を流通し、排液に含まれる蛋白質等の老廃物が除水ポンプのポンプ室に付着する虞がある。かかる状態で長期間使用すると、ポンプ室の容量変化に伴って除水量の制御が難しくなってしまうことから、通常、洗浄消毒によって蛋白質等の老廃物を除去して精度を維持することが必要とされている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、除水時、除水ポンプに対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる血液浄化装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、患者の血液を体外循環可能な動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有する血液回路と、前記動脈側血液回路と静脈側血液回路との間に接続され、当該血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化手段と、前記血液浄化手段に透析液を導入し得る透析液導入ラインと、前記血液浄化手段からの排液を排出し得る透析液排出ラインと、前記血液浄化手段に導入される透析液と当該血液浄化手段から排出される排液とが略同一流量となるよう送液可能な送液手段と、前記血液浄化手段を介して前記血液回路を流れる血液から除水し得る除水ポンプとを具備した血液浄化装置であって、前記透析液導入ラインにおける前記送液手段より下流側に一端が接続された除水ラインを有し、当該除水ラインに前記除水ポンプが配設されるとともに、前記除水ポンプは、前記除水ラインを介して前記透析液導入ラインの透析液を導出することにより、前記血液浄化手段に導入される透析液の流量を当該血液浄化手段から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされ、且つ、前記送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを経て送液可能とされるとともに、前記送液手段の吐出工程の期間内に限り前記除水ポンプが駆動されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の血液浄化装置において、前記除水ラインは、前記透析液導入ラインにおける前記送液手段より上流側に他端が接続されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の血液浄化装置において、前記除水ラインは、前記透析液排出ラインにおける前記送液手段より下流側に他端が接続されたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の血液浄化装置において、前記送液手段の送液量と前記除水ポンプによる送液量とが略同一流量となるように当該送液手段及び除水ポンプを駆動させることにより、前記血液浄化手段に透析液を導入せず除水し得ることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の血液浄化装置において、前記送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成ることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の血液浄化装置において、前記送液手段の吐出工程において液体の吐出圧が所定値を超えたことを条件として、前記除水ポンプが駆動されることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の血液浄化装置において、前記送液手段及び除水ポンプの前記吸入工程及び吐出工程を同期可能な同期手段を具備するとともに、当該同期手段にて前記送液手段の吐出工程の期間内に前記除水ポンプの吸入工程を行わせ、当該送液手段の吸入工程の期間内に前記除水ポンプの吐出工程を行わせ得るよう構成されたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１つに記載の血液浄化装置において、前記送液手段又は除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、前記吐出工程の初期及び終期における液体の吐出圧を上昇させ、且つ、その間の期間の液体の吐出圧を低下させることにより、当該吐出工程における液体の吐出量を所定量に維持しつつ送液可能とされたことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れか１つに記載の血液浄化装置において、前記送液手段は、前記透析液導入ラインに接続されて当該透析液導入ラインの透析液を収容して吐出し得る給液側ポンプ室と、前記透析液排出ラインに接続されて当該透析液排出ラインの排液を吸入して収容し得る排液側ポンプ室を有する複式ポンプから成り、当該給液側ポンプ室の吐出量及び排液側ポンプ室の吸入量を略同一流量としつつ送液とされるとともに、前記除水ラインは、前記透析液導入ラインにおける前記給液側ポンプ室と前記血液浄化手段の接続部位との間に一端が接続されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、除水ポンプは、除水ラインを介して透析液導入ラインの透析液を導出することにより、血液浄化手段に導入される透析液の流量を当該血液浄化手段から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされたので、除水時、除水ポンプに対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる。
また、送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを経て送液可能とされるとともに、送液手段の吐出工程の期間内に限り除水ポンプが駆動されるので、送液手段の吸入工程の期間内に除水ポンプが駆動してしまうのを確実に回避でき、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインを逆流してしまうのを防止することができる。

請求項２の発明によれば、除水ラインは、透析液導入ラインにおける送液手段より上流側に他端が接続されたので、除水時、除水ラインで導出された透析液を透析液導入ラインに戻すことができ、透析液を効率よく使用させることができる。

請求項３の発明によれば、除水ラインは、透析液排出ラインにおける送液手段より下流側に他端が接続されたので、除水時、除水ラインで導出された透析液が透析液排出ラインを介して装置外に排出させることができる。

請求項４の発明によれば、送液手段の送液量と除水ポンプによる送液量とが略同一流量となるように当該送液手段及び除水ポンプを駆動させることにより、血液浄化手段に透析液を導入せず除水し得るので、除水ポンプに対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させつつ血液浄化手段に透析液を導入しないで除水のみ行わせることができる。

請求項５の発明によれば、送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、送液手段の吐出工程の期間内に限り除水ポンプが駆動されるので、送液手段の吸入工程の期間内に除水ポンプが駆動してしまうのを確実に回避でき、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインを逆流してしまうのを防止することができる。

請求項６の発明によれば、送液手段の吐出工程において液体の吐出圧が所定値を超えたことを条件として、除水ポンプが駆動されるので、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインを逆流してしまうのをより確実に防止することができる。

請求項７の発明によれば、送液手段及び除水ポンプの吸入工程及び吐出工程を同期可能な同期手段を具備するとともに、当該同期手段にて送液手段の吐出工程の期間内に除水ポンプの吸入工程を行わせ、当該送液手段の吸入工程の期間内に除水ポンプの吐出工程を行わせ得るよう構成されたので、送液手段の吸入工程の期間内に除水ポンプの吐出工程が行われてしまうのを確実に回避でき、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインを逆流してしまうのをより一層確実に防止することができる。

請求項８の発明によれば、送液手段又は除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、吐出工程の初期及び終期における液体の吐出圧を上昇させ、且つ、その間の期間の液体の吐出圧を低下させることにより、当該吐出工程における液体の吐出量を所定量に維持しつつ送液可能とされたので、送液手段の吐出工程において、吐出圧が小さい状態で除水ポンプの吸入工程が行われてしまう可能性を低下させることができ、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインを逆流してしまうのを抑制することができる。

請求項９の発明によれば、送液手段は、透析液導入ラインに接続されて当該透析液導入ラインの透析液を収容して吐出し得る給液側ポンプ室と、透析液排出ラインに接続されて当該透析液排出ラインの排液を吸入して収容し得る排液側ポンプ室を有する複式ポンプから成り、当該給液側ポンプ室の吐出量及び排液側ポンプ室の吸入量を略同一流量としつつ送液とされるとともに、除水ラインは、透析液導入ラインにおける給液側ポンプ室と血液浄化手段の接続部位との間に一端が接続されたので、複式ポンプにより透析液及び排液を送液しつつ、除水時、除水ポンプに対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図 本発明の第２の実施形態に係る血液浄化装置を示す模式図 本発明の第１及び第２の実施形態に適用される複式ポンプ（送液手段）を示す縦断面図 同複式ポンプ（送液手段）を示す横断面図 本発明の第１及び第２の実施形態に適用される除水ポンプを示す縦断面図 同血液透析装置において適用される他の形態の除水ポンプを示す模式図 同血液透析装置において適用されるさらに他の形態の除水ポンプを示す模式図 同血液浄化装置の除水ポンプについて、逆流防止のための制御を行わない場合における吐出工程のプランジャの速度と吐出圧との関係を示すグラフ 同血液浄化装置の複式ポンプ（送液手段）について、逆流防止のための制御を行った場合における吐出工程のプランジャの速度と吐出圧との関係を示すグラフ 同血液浄化装置の複式ポンプ（送液手段）について、逆流防止のための他の制御を行った場合における除水ポンプの動作タイミング（除水速度が高い場合）を示すグラフ 同血液浄化装置の複式ポンプ（送液手段）について、逆流防止のための他の制御を行った場合における除水ポンプの動作タイミング（除水速度が低い場合）を示すグラフ 同血液浄化装置の複式ポンプ（送液手段）について、逆流防止のための他の制御を行った場合における除水ポンプの動作タイミング（同期させた場合）を示すグラフ

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の実施形態に係る血液浄化装置は、血液透析装置に適用されるものであり、図１に示すように、ダイアライザ５（血液浄化手段）に接続された血液回路３（動脈側血液回路３ａ及び静脈側血液回路３ｂ）と、複式ポンプ１（送液手段）、除水ポンプ２、制御手段７、透析液導入ラインＬ１、透析液排出ラインＬ２及び除水ラインＬ３を有した装置本体Ｂとから主に構成されている。

ダイアライザ５は、不図示の血液浄化膜（本実施形態においては中空糸型の血液透析膜又は血液透析濾過膜であるが、平膜型の血液透析膜を含む）を内在し、血液を導入する血液導入口５ａ及び導入した血液を導出する血液導出口５ｂが形成されるとともに、透析液を導入する透析液導入口５ｃ及び導入した透析液を排出する透析液排出口５ｄが形成されたもので、血液導入口５ａから導入した血液に中空糸膜を介して透析液を接触させて血液を浄化するものである。

動脈側血液回路３ａは、主に可撓性チューブから成り、一端がダイアライザ５の血液導入口５ａに接続されて患者の血管から採取した血液をダイアライザ５の中空糸膜内に導くものである。かかる動脈側血液回路３ａの他端には、動脈側穿刺針ａが取り付けられるとともに、血液ポンプ４が配設されている。なお、本実施形態に係る血液ポンプ４は、しごき型のポンプとされている。

静脈側血液回路３ｂは、動脈側血液回路３ａと同様に主に可撓性チューブから成り、一端がダイアライザ５の血液導出口５ｂに接続されて中空糸膜内を通過した血液を導出させるものである。かかる静脈側血液回路３ｂの他端には、静脈側穿刺針ｂが取り付けられるとともに、途中に除泡のためのエアトラップチャンバ６が接続されている。これにより、動脈側穿刺針ａで採取された患者の血液は、動脈側血液回路３ａを介してダイアライザ５に至り、血液浄化がなされた後、静脈側血液回路３ｂを流動し、静脈側穿刺針ｂを介して患者の体内に戻ることとなる。

このように、患者の血液が血液回路３によって体外循環され、その過程でダイアライザ５によって血液浄化治療がなされるのである。なお、本明細書においては、血液を脱血（採血）する穿刺針の側を「動脈側」と称し、血液を返血する穿刺針の側を「静脈側」と称しており、「動脈側」及び「静脈側」とは、穿刺の対象となる血管が動脈及び静脈の何れかによって定義されるものではない。

一方、ダイアライザ５の透析液導入口５ｃ及び透析液排出口５ｄには、それぞれ透析液導入ラインＬ１及び透析液排出ラインＬ２の端部が接続されており、当該透析液導入ラインＬ１を介してダイアライザ５に導入された透析液が、中空糸膜の外側を通過して透析液排出ラインＬ２から排液と共に排出され得るよう構成されている。すなわち、透析液導入ラインＬ１は、ダイアライザ５に透析液を導入し得るとともに、透析液排出ラインＬ２は、ダイアライザ５からの排液を排出し得るよう構成されているのである。

装置本体Ｂは、透析液導入ラインＬ１及び透析液排出ラインＬ２を有するとともに、複式ポンプ１、除水ポンプ２等を有している。複式ポンプ１は、透析液導入ラインＬ１と透析液排出ラインＬ２とに跨って配設され、駆動により、所定濃度に調製された透析液をダイアライザ５に導入させるとともに当該ダイアライザ５から排液を排出させるものである。なお、複式ポンプ１に代えて、透析液導入ラインＬ１の透析液をダイアライザ５に送液しつつダイアライザ５からの排液を排出させ得る他の形態の送液手段（バランスチャンバを有する送液手段等も含む）としてもよい。

より具体的には、本実施形態に係る複式ポンプ１は、ダイアライザ５に導入される透析液と当該ダイアライザ５から排出される排液とが略同一流量となるよう送液可能なポンプから成り、図３、４に示すように、給液側ポンプ室１ａと、排液側ポンプ室１ｂと、給液側ポンプ室１ａに透析液を吸入させ得る給液側吸込み口Ｃ１と、当該給液側ポンプ室１ａの透析液を吐出させ得る給液側吐出口Ｃ２と、排液側ポンプ室１ｂに透析液を吸入させ得る排液側吸込み口Ｃ３と、当該排液側ポンプ室１ｂの透析液を吐出させ得る排液側吐出口Ｃ４と、モータＭと、プランジャＮと、逆止弁（Ｊ１〜Ｊ４）とを有して構成されている。

給液側ポンプ室１ａは、プランジャＮの往復動によって、給液側吸込み口Ｃ１から吸入した透析液を流通させて給液側吐出口Ｃ２から吐出させ得る所定容量の収容空間から成る。同様に、排液側ポンプ室１ｂは、プランジャＮの往復動によって、排液側吸込み口Ｃ３から吸入した透析液を流通させて排液側吐出口Ｃ４から吐出させ得る所定容量の収容空間から成る。また、給液側吸込み口Ｃ１及び給液側吐出口Ｃ２は、それぞれ透析液導入ラインＬ１を構成する配管に接続されているとともに、排液側吸込み口Ｃ３及び排液側吐出口Ｃ４は、それぞれ透析液排出ラインＬ２を構成する配管に接続されている。

プランジャＮは、モータＭによって給液側ポンプ室１ａ及び排液側ポンプ室１ｂに対して往復動可能とされるとともに、当該往復動によって、給液側吸込み口Ｃ１及び排液側吸込み口Ｃ３からそれぞれ給液側ポンプ室１ａ及び排液側ポンプ室１ｂ内へ透析液を吸入し、その透析液を給液側吐出口Ｃ２及び排液側吐出口Ｃ４からそれぞれ吐出させて送液し得るものである。

すなわち、モータＭの出力軸Ｍａには、カム部材Ｅが取り付けられているとともに、当該カム部材Ｅには、出力軸Ｍａの軸線と異なる位置（回転中心に対して偏心した位置）にカム部Ｅａが突出形成されている。かかるカム部材Ｅは、モータＭが組みつけられた状態で、プランジャＮに形成された凹部Ｎａ内に位置するようになっている。また、カム部Ｅａには、ブロックスライダＫが取り付けられており、モータＭを駆動させると、当該ブロックスライダＫがプランジャＮを長手方向に押圧することとなり、図３中左右方向に往復動させるようになっている。

逆止弁（Ｊ１、Ｊ２）は、透析液の流れを一方向に保ち逆流を防止する機能を有するバルブから成り、給液側ポンプ室１ａと給液側吸込み口Ｃ１側の流路及び給液側吐出口Ｃ２側の流路との間にそれぞれ配設され、プランジャＮの往復動に伴って生じる給液側ポンプ室１ａ内の液圧の変化に応じて開閉可能とされるとともに、開状態で透析液の流通を許容し、且つ、閉状態で透析液の流通を遮断するよう構成されている。

同様に、逆止弁（Ｊ３、Ｊ４）は、透析液の流れを一方向に保ち逆流を防止する機能を有するバルブから成り、排液側ポンプ室１ｂと排液側吸込み口Ｃ３側の流路及び排液側吐出口Ｃ４側の流路との間にそれぞれ配設され、プランジャＮの往復動に伴って生じる排液側ポンプ室１ｂ内の液圧の変化に応じて開閉可能とされるとともに、開状態で透析液の流通を許容し、且つ、閉状態で透析液の流通を遮断するよう構成されている。

しかして、モータＭを駆動させると、プランジャＮが一方側に変位して排液側ポンプ室１ｂ側の端部（変位端Ｓｂ）に達する過程において、給液側吸込み口Ｃ１側の逆止弁Ｊ１及び排液側吐出口Ｃ４側の逆止弁Ｊ４が開状態とされるとともに、給液側吐出口Ｃ２側の逆止弁Ｊ２及び排液側吸込み口Ｃ３側の逆止弁Ｊ３が閉状態とされる。そして、プランジャＮが一方の側端（変位端Ｓｂ）に達すると、全ての逆止弁（Ｊ１〜Ｊ４）が閉状態とされる。

その後、プランジャＮが他方側に変位して給液側ポンプ室１ａ側の端部（変位端Ｓａ）に達する過程において、給液側吐出口Ｃ２側の逆止弁Ｊ２及び排液側吸込み口Ｃ３側の逆止弁Ｊ３が開状態とされるとともに、給液側吸込み口Ｃ１側の逆止弁Ｊ１及び排液側吐出口Ｃ４側の逆止弁Ｊ４が閉状態とされる。そして、プランジャＮが他方の側端（変位端Ｓａ）に達すると、全ての逆止弁（Ｊ１〜Ｊ４）が閉状態とされる。以降、プランジャＮの往復動に伴って、上記と同様な逆止弁（Ｊ１〜Ｊ４）の開閉が行われる。

このように、本実施形態に係る複式ポンプ１（送液手段）は、液体（ダイアライザ５に導入する透析液又はダイアライザ５から排出する透析液の排液）を吸入する吸入工程（すなわち、給液側ポンプ室１ａ及び排液側ポンプ室１ｂに透析液及び排液をそれぞれ吸入する吸入工程）とその吸入した液体を吐出する吐出工程（すなわち、給液側ポンプ室１ａ及び排液側ポンプ室１ｂに吸入された透析液及び排液をそれぞれ吐出する吐出工程）とを周期的に経て送液可能とされているのである。

制御手段７は、例えば装置本体Ｂ内に配設されたマイコン等から成るもので、透析液導入ラインＬ１や透析液排出ラインＬ２等に配設された任意の電磁弁の開閉、或いは任意のクランプの開閉、複式ポンプ１や血液ポンプ４等の任意アクチュエータの駆動又は停止等に関する制御を行い得るとともに、除水時の除水ポンプ２の駆動又は停止等に関する制御を行い得るものとされている。

ここで、本実施形態に係る血液浄化装置においては、図１に示すように、透析液導入ラインＬ１における複式ポンプ１より下流側の部位Ｐ１に一端が接続されるとともに、透析液導入ラインＬ１における複式ポンプ１より上流側の部位Ｐ２に他端が接続された除水ラインＬ３を有し、当該除水ラインＬ３に除水ポンプ２が配設されている。すなわち、除水ラインＬ３は、透析液導入ラインＬ１に接続された複式ポンプ１の給液側ポンプ室１ａより下流側の部位Ｐ１（給液側ポンプ室１ａとダイアライザ５との間の部位Ｐ１）と当該給液側ポンプ室１ａより上流側の部位Ｐ２とに亘って延設され、複式ポンプ１の給液側ポンプ室１ａをバイパスする流路から成る。

除水ポンプ２は、ダイアライザ５を介して血液回路３を流れる血液から除水し得るもので、複式ポンプ１と同様、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成る。より具体的には、本実施形態に係る除水ポンプ２は、図５に示すように、ポンプ室２ａと、ポンプ室２ａに透析液を吸入させ得る吸込み口Ｃ５と、ポンプ室２ａの透析液を吐出させ得る吐出口Ｃ６と、モータＲと、カム部材２ｂと、リンク機構２ｃと、プランジャ２ｄと、逆止弁（Ｑ１、Ｑ２）とを有して構成されている。

ポンプ室２ａは、プランジャ２ｄの往復動によって、吸込み口Ｃ５から吸入した透析液を流通させて吐出口Ｃ６から吐出させ得る所定容量の収容空間から成る。吸込み口Ｃ５及び吐出口Ｃ６は、それぞれ除水ラインＬ３を構成する配管に接続されている。プランジャ２ｄは、モータＲの駆動力がカム部材２ｂ及びリンク機構２ｃを介して動作するもので、ポンプ室２ａに対して往復動可能とされるとともに、当該往復動によって、吸込み口Ｃ５からポンプ室２ａ内へ透析液を吸入し、その透析液を吐出口Ｃ６から吐出させて送液し得るものである。

すなわち、モータＲの出力軸Ｒａには、カム部材２ｂが取り付けられているとともに、当該カム部材２ｂには、リンク機構２ｃが取り付けられており、モータＲを駆動させると、カム部材２ｂ及びリンク機構２ｃが作動し、プランジャ２ｄを長手方向に押圧することとなり、図５中左右方向に往復動させるようになっている。

逆止弁（Ｑ１、Ｑ２）は、透析液の流れを一方向に保ち逆流を防止する機能を有するバルブから成り、吸込み口Ｃ５側の流路及び吐出口Ｃ６側の流路にそれぞれ配設され、プランジャ２ｄの往復動に伴って生じるポンプ室２ａ内の液圧の変化に応じて開閉可能とされるとともに、開状態で透析液の流通を許容し、且つ、閉状態で透析液の流通を遮断するよう構成されている。

しかして、モータＲを駆動させると、プランジャ２ｄが一方側に変位する過程において、吸込み口Ｃ５側の逆止弁Ｑ２が開状態とされるとともに、吐出口Ｃ６側の逆止弁Ｑ１が閉状態とされる。そして、プランジャＮが一方の側端に達すると、両方の逆止弁（Ｑ１、Ｑ２）が閉状態とされる。その後、プランジャ２ｄが他方側に変位する過程において、吐出口Ｃ６側の逆止弁Ｑ１が開状態とされるとともに、吸込み口Ｃ５側の逆止弁Ｑ２が閉状態とされる。

そして、プランジャ２ｄが他方の側端に達すると、両方の逆止弁（Ｑ１、Ｑ２）が閉状態とされる。以降、プランジャ２ｄの往復動に伴って、上記と同様な逆止弁（Ｑ１、Ｑ２）の開閉が行われる。このように、本実施形態に係る除水ポンプ２は、透析液を吸入する吸入工程とその吸入した透析液を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能とされているのである。

さらに、本実施形態に係る除水ポンプ２は、除水ラインＬ３に接続されており、除水時に駆動されることによって、除水ラインＬ３を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされている。

すなわち、複式ポンプ１の駆動により、ダイアライザ５に導入される透析液と当該ダイアライザ５から排出される排液とが略同一流量とされているので、除水ポンプ２を駆動させてダイアライザ５に向かって流動する透析液を除水ラインＬ３にて導出させることにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量が低減され、その結果、相対的にダイアライザ５から排出される排液の流量の方が多くなる。これにより、ダイアライザ５に導入される透析液との差分だけ血液に含まれる水分が排液に含まれて導出され、除水が行われることとなる。

さらに、本実施形態に係る血液浄化装置は、ダイアライザ５に透析液を流さないで除水のみを行う「ＥＣＵＭ」（extracorporeal ultrafiltration method）（限外濾過治療）と称される治療モードを選択可能とされている。この「ＥＣＵＭ」モードを選択した場合、複式ポンプ１（送液手段）の送液量と除水ポンプ２による送液量とが略同一流量となるように複式ポンプ１及び除水ポンプ２を駆動させるよう構成されており、これにより、ダイアライザ５に透析液を導入せず除水することができる。

本実施形態によれば、除水ポンプ２は、除水ラインＬ３を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされたので、除水時、除水ポンプ２に対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる。特に、本実施形態に係る除水ラインＬ３は、透析液導入ラインＬ１における複式ポンプ１（送液手段）より上流側（部位Ｐ２）に他端が接続されたので、除水時、除水ラインＬ３で導出された透析液を透析液導入ラインＬ１に戻すことができ、透析液を効率よく使用させることができる。

また、複式ポンプ１（送液手段）の送液量と除水ポンプ２による送液量とが略同一流量となるように当該複式ポンプ１及び除水ポンプ２を駆動させることにより、ダイアライザ５に透析液を導入せず除水し得るので、除水ポンプ２に対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させつつダイアライザ５に透析液を導入しないで除水のみ行わせる（「ＥＣＵＭ」モードを選択する）ことができる。

次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係る血液浄化装置は、第１の実施形態と同様、血液透析装置に適用されるものであり、図２に示すように、ダイアライザ５（血液浄化手段）に接続された血液回路３（動脈側血液回路３ａ及び静脈側血液回路３ｂ）と、複式ポンプ１（送液手段）、除水ポンプ２、制御手段７、透析液導入ラインＬ１、透析液排出ラインＬ２及び除水ラインＬ４を有した装置本体Ｂとから主に構成されている。なお、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

ここで、本実施形態に係る血液浄化装置においては、図２に示すように、透析液導入ラインＬ１における複式ポンプ１より下流側の部位Ｐ１に一端が接続されるとともに、透析液排出ラインＬ２における複式ポンプ１より下流側の部位Ｐ３に他端が接続された除水ラインＬ４を有し、当該除水ラインＬ４に除水ポンプ２が配設されている。すなわち、除水ラインＬ４は、透析液導入ラインＬ１に接続された複式ポンプ１の給液側ポンプ室１ａより下流側の部位Ｐ１（給液側ポンプ室１ａとダイアライザ５との間の部位Ｐ１）と透析液排出ラインＬ２に接続された複式ポンプ１の排液側ポンプ室１ｂより下流側の部位Ｐ３とに亘って延設された流路から成る。

除水ポンプ２は、ダイアライザ５を介して血液回路３を流れる血液から除水し得るもので、複式ポンプ１と同様、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成る。本実施形態に係る除水ポンプ２は、除水ラインＬ４に接続されており、除水時に駆動されることによって、除水ラインＬ４を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされている。

すなわち、複式ポンプ１の駆動により、ダイアライザ５に導入される透析液と当該ダイアライザ５から排出される排液とが略同一流量とされているので、除水ポンプ２を駆動させてダイアライザ５に向かって流動する透析液を除水ラインＬ４にて導出させることにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量が低減され、その結果、相対的にダイアライザ５から排出される排液の流量の方が多くなる。これにより、ダイアライザ５に導入される透析液との差分だけ血液に含まれる水分が排液に含まれて導出され、除水が行われることとなる。

さらに、本実施形態に係る血液浄化装置は、第１の実施形態と同様、ダイアライザ５に透析液を流さないで除水のみを行う「ＥＣＵＭ」（extracorporeal ultrafiltration method）（限外濾過治療）と称される治療モードを選択可能とされている。この「ＥＣＵＭ」モードを選択した場合、複式ポンプ１（送液手段）の送液量と除水ポンプ２による送液量とが略同一流量となるように複式ポンプ１及び除水ポンプ２を駆動させるよう構成されており、これにより、ダイアライザ５に透析液を導入せず除水することができる。かかる「ＥＣＵＭ」モードの治療によれば、ダイアライザ５による拡散が行われず血液中の溶質の除去が回避されるため、血圧の低下を抑えることができる。

本実施形態によれば、除水ポンプ２は、除水ラインＬ４を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することにより、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされたので、除水時、除水ポンプ２に対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる。特に、本実施形態に係る除水ラインＬ４は、透析液排出ラインＬ２における複式ポンプ１（送液手段）より下流側（部位Ｐ３）に他端が接続されたので、除水時、除水ラインＬ４で導出された透析液が透析液排出ラインＬ２を介して装置外に排出させることができる。

また、複式ポンプ１（送液手段）の送液量と除水ポンプ２による送液量とが略同一流量となるように当該複式ポンプ１及び除水ポンプ２を駆動させることにより、ダイアライザ５に透析液を導入せず除水し得るので、除水ポンプ２に対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させつつダイアライザ５に透析液を導入しないで除水のみ行わせる（「ＥＣＵＭ」モードを選択する）ことができる。

しかるに、上記第１及び第２の実施形態における除水ポンプ２に代えて、図６に示す除水ポンプ２’又は図７に示す除水ポンプ２”としてもよい。除水ポンプ２’、２”は、図６、７に示すように、ダイアフラム８ａにより画成された隔室Ｄ１、Ｄ２を有するチャンバ８と、しごき型ポンプ又はダイアフラムポンプ等から成るエアポンプ９と、一端が除水ラインＬ３に接続されるとともに他端がチャンバ８の隔室Ｄ１に接続された流路Ｌ５と、エアポンプ９が配設され、且つ、一端がチャンバ８の隔室Ｄ２に接続されるとともに他端が大気開放された流路Ｌ６とを有して構成されている。なお、除水ポンプ２’、２”は、第１の実施形態に係る除水ラインＬ３に接続されているが、第２の実施形態に係る除水ラインＬ４に接続されたものとしてもよい。

除水ポンプ２’は、除水ラインＬ３に接続されたもので、図６に示すように、除水ラインＬ３における流路Ｌ５との接続部位Ｐ４より上流側（同図中右側）に電磁弁Ｖ１ａ（他のクランプ手段であってもよい）が接続されるとともに、下流側（同図中左側）に電磁弁Ｖ１ｂ（他のクランプ手段であってもよい）が接続されている。そして、除水ポンプ２’を駆動させると、電磁弁Ｖ１ａが開状態及び電磁弁Ｖ１ｂが閉状態とされるとともに、エアポンプ９が隔室Ｄ２内の空気を大気に放出するように駆動し、隔室Ｄ１内に部位Ｐ１の透析液を導入する。

その後、隔室Ｄ１内の透析液が満杯になった時点（或いは所定量を超えた時点）で、電磁弁Ｖ１ａが閉状態及び電磁弁Ｖ１ｂが開状態とされるとともに、エアポンプ９が隔室Ｄ２内に空気を送り込むように駆動し、隔室Ｄ１内の透析液を部位Ｐ２まで流動させる。かかる動作を繰り返し行うことにより、除水ラインＬ３を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することができ、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水することができる。

一方、除水ポンプ２”は、除水ラインＬ３に接続されたもので、図７に示すように、除水ラインＬ３における流路Ｌ５との接続部位Ｐ４より上流側（同図中右側）に逆止弁Ｖ２ａが接続されるとともに、下流側（同図中左側）に逆止弁Ｖ２ｂが接続されている。そして、除水ポンプ２”を駆動させると、エアポンプ９が隔室Ｄ２内の空気を大気に放出するように駆動し、隔室Ｄ１内に部位Ｐ１の透析液を導入する。このとき、逆止弁Ｖ２ａによる液体の流通が許容され且つ逆止弁Ｖ２ｂによる液体の流通が遮断された状態となる。

その後、隔室Ｄ１内の透析液が満杯になった時点（或いは所定量を超えた時点）で、エアポンプ９が隔室Ｓ２内に空気を起こり込むように駆動し、隔室Ｄ１内の透析液を部位Ｐ２まで流動させる。このとき、逆止弁Ｖ２ａによる液体の流通が遮断され且つ逆止弁Ｖ２ｂによる液体の流通が許容された状態となる。かかる動作を繰り返し行うことにより、除水ラインＬ３を介して透析液導入ラインＬ１の透析液を導出することができ、ダイアライザ５に導入される透析液の流量を当該ダイアライザ５から排出される排液の流量よりも低減させて除水することができる。

次に、第１、第２の実施形態の如く除水ラインＬ３、Ｌ４を有した血液浄化装置において、透析液導入ラインＬ１に対してダイアライザ５から透析液が逆流してしまうのを防止する方法について説明する。
この場合の複式ポンプ１（又は除水ポンプ２）は、上述したように、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、吐出工程の初期及び終期における液体の吐出圧を上昇させ、且つ、その間の期間の液体の吐出圧を低下させることにより、当該吐出工程における液体（透析液）の吐出量を所定量に維持しつつ送液可能とされている。

例えば、モータＭ（図３参照）を通常通り駆動（グラフ中α１で示すように駆動速度が一定の場合）させると、図８に示すように、複式ポンプ１の吐出工程において、グラフ中β１で示すように、モータＭの回転角度に対して吐出圧が緩やかな放物線状に変化することとなり、複式ポンプ１の吐出圧が低い時間帯が比較的大きくなってしまう。このように複式ポンプ１の吐出圧が低い時間帯において、除水ポンプ２の吸入工程が重なってしまうと、複式ポンプ１の吐出圧より除水ポンプ２の吸入圧の方が大きい場合、ダイアライザ５から透析液が逆流してしまう。なお、同図において、α１は速度の推移（回転速度）、β１は圧力の推移をそれぞれ示している。

かかる逆流を回避するため、本実施形態においては、図９に示すように、複式ポンプ１の吐出工程の初期（開始から所定時間後の間）及び終期（終了まで所定時間前から終了までの間）において、グラフ中α２で示すように、モータＭの駆動を速くする（プランジャＮの速度を相対的に大きくする）とともに、その間の期間において、モータＭの駆動を遅くする（プランジャＮの速度を相対的に小さくする）よう構成されている。なお、同図において、α２は速度（回転速度）の推移、β２は圧力の推移をそれぞれ示している。

これにより、グラフ中β２で示すように、吐出工程の初期及び終期における液体の吐出圧を上昇させ、且つ、その間の期間の液体の吐出圧を低下させることにより、当該吐出工程における液体の吐出量を所定量に維持しつつ送液することができる。したがって、複式ポンプ１（送液手段）の吐出工程において、吐出圧が小さい状態で除水ポンプ２の吸入工程が行われてしまう可能性を低下させることができ、血液浄化手段に導入された透析液が透析液導入ラインＬ１を逆流してしまうのを抑制することができる。

次に、第１、第２の実施形態の如く除水ラインＬ３、Ｌ４を有した血液浄化装置において、透析液導入ラインＬ１に対してダイアライザ５から透析液が逆流してしまうのを防止する他の方法について説明する。
この場合の複式ポンプ１（及び除水ポンプ２）は、上述したように、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、図１０、１１に示すように、複式ポンプ１の吐出工程の期間Ｔ内に限り除水ポンプ２が駆動される（電気的にＯＮされる）よう構成されている。

特に、本実施形態の逆流防止方法においては、複式ポンプ１（送液手段）の吐出工程において液体（透析液）の吐出圧が所定値（図１０、図１１の「ｄ」）を超えたことを条件として、除水ポンプ２が駆動されるようになっている。例えば、除水速度が高い場合、図１０に示すように、複式ポンプ１の吐出圧（図１、２で示される部位Ｐ１における圧力）がｄを超える期間Ｔであって、吐出圧（部位Ｐ１における圧力）がｄ１を超える期間Ｔ１にて除水ポンプ２が駆動されるとともに、除水速度が低い場合、図１１に示すように、複式ポンプ１の吐出圧（図１、２で示される部位Ｐ１における圧力）がｄを超える期間Ｔであって、吐出圧（部位Ｐ１における圧力）がｄ２（ｄ１＜ｄ２）を超える期間Ｔ２にて除水ポンプ２が駆動されるようになっている。

かかる実施形態に係る逆流防止方法によれば、複式ポンプ１（送液手段）の吐出工程の期間内に限り除水ポンプ２が駆動されるので、複式ポンプ１の吸入工程の期間内に除水ポンプ２が駆動してしまうのを確実に回避でき、ダイアライザ５（血液浄化手段）に導入された透析液が透析液導入ラインＬ１を逆流してしまうのを防止することができる。特に、複式ポンプ１の吐出工程において液体の吐出圧が所定値を超えたことを条件として、除水ポンプ２が駆動されるようにすれば、ダイアライザ５に導入された透析液が透析液導入ラインＬ１を逆流してしまうのをより確実に防止することができる。

次に、第１、第２の実施形態の如く除水ラインＬ３、Ｌ４を有した血液浄化装置において、透析液導入ラインＬ１に対してダイアライザ５から透析液が逆流してしまうのを防止するさらに他の方法について説明する。
この場合の複式ポンプ１（送液手段）及び除水ポンプ２は、上述したように、吸入工程及び吐出工程を行わせるプランジャ（Ｎ、２ｄ）をそれぞれ有し、当該複式ポンプ１のプランジャＮと除水ポンプ２のプランジャ２ｄとを、例えばカムやリンク等を介して連結して同期可能な同期手段（不図示）を具備するとともに、当該同期手段にて複式ポンプ１の吐出工程の期間内に除水ポンプ２の吸入工程を行わせ、当該複式ポンプ１の吸入工程の期間内に除水ポンプ２の吐出工程を行わせ得るよう構成されている。

例えば、図１２に示すように、横軸を時間、縦軸を部位Ｐ１における透析液の流量とし、複式ポンプ１の流量変化をＷ１及び除水ポンプ２の流量変化をＷ２とした場合、同期手段によって、複式ポンプ１の吐出工程の期間内に除水ポンプ２の吸入工程を行わせ、当該複式ポンプ１の吸入工程の期間内に除水ポンプ２の吐出工程を行わせるようになっている。なお、同図においては、縦軸の０点より上方が部位Ｐ１からダイアライザ５に向かう流量、及び縦軸の０点より下方が部位Ｐ１から除水ラインＬ３に向かう流量を示している。

これにより、複式ポンプ１（送液手段）の吸入工程の期間内に除水ポンプ２の吐出工程が行われてしまうのを確実に回避でき、ダイアライザ５（血液浄化手段）に導入された透析液が透析液導入ラインＬ１を逆流してしまうのをより一層確実に防止することができる。なお、同期手段は、カムやリンク等によってプランジャを物理的に連結するものに限らず、電気的に制御して同期させるものであってもよい。

上記実施形態によれば、送液手段は、透析液導入ラインＬ１に接続されて当該透析液導入ラインＬ１の透析液を収容して吐出し得る給液側ポンプ室１ａと、透析液排出ラインＬ２に接続されて当該透析液排出ラインＬ２の排液を吸入して収容し得る排液側ポンプ室１ｂを有する複式ポンプ１から成り、当該給液側ポンプ室１ａの吐出量及び排液側ポンプ室１ｂの吸入量を略同一流量としつつ送液とされるとともに、除水ライン（Ｌ３、Ｌ４）は、透析液導入ラインＬ１における給液側ポンプ室１ａとダイアライザ５（血液浄化手段）の接続部位との間に一端が接続されたので、複式ポンプ１により透析液及び排液を送液しつつ、除水時、除水ポンプに対する排液の流通を回避して除水性能及び除水精度を長期に亘って維持させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば除水ライン（Ｌ３、Ｌ４）は、透析液導入ラインＬ１における複式ポンプ１（送液手段）より下流側に一端が接続されていれば、他端が透析液導入ラインＬ１又は透析液排出ラインＬ２とは異なる部位（直接、装置本体Ｂの外部に排出する等）に接続されたものとしてもよい。また、本実施形態に係る複式ポンプ１（送液手段）及び除水ポンプ２は、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るが、何れか一方又は両方が吸入工程及び吐出工程を経ないで送液し得るものとしてもよい。

透析液導入ラインにおける送液手段より下流側に一端が接続された除水ラインを有し、当該除水ラインに除水ポンプが配設されるとともに、除水ポンプは、除水ラインを介して透析液導入ラインの透析液を導出することにより、血液浄化手段に導入される透析液の流量を当該血液浄化手段から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされた血液浄化装置であれば、他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１ 複式ポンプ（送液手段）
１ａ 給液側ポンプ室
１ｂ 排液側ポンプ室
２ 除水ポンプ
２ａ ポンプ室
２ｂ カム部材
２ｃ リンク機構
２ｄ プランジャ
３ 血液回路
３ａ 動脈側血液回路
３ｂ 静脈側血液回路
４ 血液ポンプ
５ ダイアライザ（血液浄化手段）
６ エアトラップチャンバ
７ 制御手段
８ チャンバ
９ エアポンプ
Ｂ 装置本体
Ｌ１ 透析液導入ライン
Ｌ２ 透析液排出ライン
Ｌ３ 除水ライン
Ｌ４ 除水ライン
Ｍ モータ
Ｍａ 出力軸
Ｒ モータ
Ｒａ 出力軸
Ｅ カム部材
Ｅａ カム部
Ｎ プランジャ
Ｎａ 凹部
Ｋ ブロックスライダ
Ｊ１〜Ｊ４ 逆止弁
Ｑ１、Ｑ２ 逆止弁
Ｃ１ 給液側吸込み口
Ｃ２ 給液側吐出口
Ｃ３ 排液側吸込み口
Ｃ４ 排液側吐出口
Ｃ５ 吸込み口
Ｃ６ 吐出口

Claims (9)

1. 患者の血液を体外循環可能な動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有する血液回路と、
   前記動脈側血液回路と静脈側血液回路との間に接続され、当該血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化手段と、
   前記血液浄化手段に透析液を導入し得る透析液導入ラインと、
   前記血液浄化手段からの排液を排出し得る透析液排出ラインと、
   前記血液浄化手段に導入される透析液と当該血液浄化手段から排出される排液とが略同一流量となるよう送液可能な送液手段と、
   前記血液浄化手段を介して前記血液回路を流れる血液から除水し得る除水ポンプと、
   を具備した血液浄化装置であって、
   前記透析液導入ラインにおける前記送液手段より下流側に一端が接続された除水ラインを有し、当該除水ラインに前記除水ポンプが配設されるとともに、前記除水ポンプは、前記除水ラインを介して前記透析液導入ラインの透析液を導出することにより、前記血液浄化手段に導入される透析液の流量を当該血液浄化手段から排出される排液の流量よりも低減させて除水可能とされ、且つ、前記送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを経て送液可能とされるとともに、前記送液手段の吐出工程の期間内に限り前記除水ポンプが駆動されることを特徴とする血液浄化装置。
2. 前記除水ラインは、前記透析液導入ラインにおける前記送液手段より上流側に他端が接続されたことを特徴とする請求項１記載の血液浄化装置。
3. 前記除水ラインは、前記透析液排出ラインにおける前記送液手段より下流側に他端が接続されたことを特徴とする請求項１記載の血液浄化装置。
4. 前記送液手段の送液量と前記除水ポンプによる送液量とが略同一流量となるように当該送液手段及び除水ポンプを駆動させることにより、前記血液浄化手段に透析液を導入せず除水し得ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の血液浄化装置。
5. 前記送液手段及び除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の血液浄化装置。
6. 前記送液手段の吐出工程において液体の吐出圧が所定値を超えたことを条件として、前記除水ポンプが駆動されることを特徴とする請求項５記載の血液浄化装置。
7. 前記送液手段及び除水ポンプの前記吸入工程及び吐出工程を同期可能な同期手段を具備するとともに、当該同期手段にて前記送液手段の吐出工程の期間内に前記除水ポンプの吸入工程を行わせ、当該送液手段の吸入工程の期間内に前記除水ポンプの吐出工程を行わせ得るよう構成されたことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の血液浄化装置。
8. 前記送液手段又は除水ポンプは、液体を吸入する吸入工程とその吸入した液体を吐出する吐出工程とを周期的に経て送液可能なポンプから成るとともに、前記吐出工程の初期及び終期における液体の吐出圧を上昇させ、且つ、その間の期間の液体の吐出圧を低下させることにより、当該吐出工程における液体の吐出量を所定量に維持しつつ送液可能とされたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の血液浄化装置。
9. 前記送液手段は、前記透析液導入ラインに接続されて当該透析液導入ラインの透析液を収容して吐出し得る給液側ポンプ室と、前記透析液排出ラインに接続されて当該透析液排出ラインの排液を吸入して収容し得る排液側ポンプ室を有する複式ポンプから成り、当該給液側ポンプ室の吐出量及び排液側ポンプ室の吸入量を略同一流量としつつ送液とされるとともに、前記除水ラインは、前記透析液導入ラインにおける前記給液側ポンプ室と前記血液浄化手段の接続部位との間に一端が接続されたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の血液浄化装置。

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