JPH0222892B2

JPH0222892B2 -

Info

Publication number: JPH0222892B2
Application number: JP19547981A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Ishii; Hirohiko Nonaka; Yozo Kasai; Koichi Takashima; Tetsuya Ito
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1990-05-22
Also published as: JPS5896234A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は血液透析、血液過又は血漿分離等の
ごとく特に血液を体外で循環させて治療する場合
に発生する漏血を検知する漏血検出方法及びその
装置に関する。更に詳しく述べれば、本発明は、
特定波長の収束光を試料液体に照射しその透過光
と散乱光とを併せて連続監視することによつて、
試料液体中の漏血を濃度に左右されることなく正
確に検出できる漏血検出方法及びこの方法を具体
的に実施するための装置を提供するものである。

まず漏血検知の例を人工腎臓による治療で説明
すれば、人体から取出された血液は、半透膜を介
して老廃分を除去し再び人体に戻されるのである
が、治療がかなり長時間にわたるのでたとえ小量
ずつでも老廃分側へ漏血していると最終的には相
当量の失血となり危険である。従つて老廃分側、
即ち、透析法なら透析液中に、又過法なら液
中（以下これらを総称して「液体中」と称する）
に血液が漏洩した場合には、その血液を感度良く
検知し治療を中止する等の手段を取る必要があ
る。

この要望に応えて幾つかの漏血検出方法が提案
されている。一つは液体中に血液が混入すること
で液体の光の透過率が低下することを利用する方
法であるが、この方法は、光の透過率の低下が血
液の混入以外の原因、例えば気泡等によつても起
るので実用的ではない。これは、気泡等により光
が散乱し、又は吸収され見掛けの透過率が低下す
るためであり、透過率の低下が血液の混入による
ものか気泡等によるものかの区別が付かず、信頼
性に欠けるわけである。又、他の一つの方法は、
血液（特に血液中のヘモグロビン）に対する吸収
率の異る二つの波長域の光（通常は赤と緑）を用
いる方法である。つまり血液以外の原因による透
過率の低下がこの二種の波長域の光について略同
率であると仮定できるので、血液以外の原因によ
る透過率の低下を相殺でき、それによつて血液に
よる透過率の低下のみを検出する方法である。し
かしこの方法は、充分な感度及び信頼性を得るた
めには光源の電圧による変化や経年変化又、受光
素子の変化等の影響を受け易く、そのためそれを
保償するための複雑な回路を必要とする欠点があ
つた。更に、この方法では溶血を起していない正
常な血液では二つの波長域の光の吸収率に差が殆
んどなく、低濃度の漏血については感度が悪く不
安定であるという欠点があつた。また液体中に混
入した短い波長域に吸収帯をもつ薬剤などは、上
記二つの波長域の光の内、短い波長域の光が吸収
され気泡による影響は区別できても、血液による
ものか薬剤によるものかの区別がつけにくい欠点
があつた。

本発明はこれらの事情に鑑みなされたものでそ
の具体的な構成は、試料液体を測定セルに連続的
に供給し、波長650〜900nｍの範囲内の光線をス
リツトを持つ遮光板に照射し、そのスリツトを通
過したスリツト光線を収束レンズで試料液体が通
過する測定セル内の迂回流路に収束させ、その測
定セル内を通過したスリツト光線の透過光の強さ
及び散乱光の強さを同時にかつ常に測定すること
によつて、試料液体中の漏血を検出することを特
徴とする漏血検出方法であり、試料液体供給部、
波長650〜900nｍの範囲内の光線を発する光源
部、スリツトを持つ遮光板、供給された試料液体
が通過しその試料液体中の気泡が流れ込まないよ
うにした迂回流路を備えた測定セル、遮光板のス
リツトを通過した光線を測定セル内の該迂回流路
に収束する収束レンズ、測定セル内を通過した透
過光の検出部、同じく散乱光の検出部、及びこれ
らの両検出部からの検出信号と予め設定した各設
定信号とを連続して比較し警報又は表示する漏血
通知手段を備えたことを特徴とする漏血検出装置
である。

すなわち、本発明の漏血検出方法は、特定波長
収束光の透過光と散乱光とを併せて連続測定する
ことによつて、試料液体中の漏血を濃度に左右さ
れることなく正確に検出できる。

つまり、本発明は、液体中の漏血濃度に対する
透過光の出力電圧が、漏血濃度の小さいところで
は変化がほとんどなく濃度検出し難いのに対し、
漏血濃度の大きいところでは大きい変化を示して
十分検出でき、一方散乱光の出力電圧が漏血濃度
の小さいところで変化が大きく検出できるのに対
し、漏血濃度の大きいところで変化がほとんどな
いか逆変化を示すこと、要するに各濃度において
はいずれか一方の光の出力電圧変化が大きいこと
を利用し、透過光と散乱光とを併せて連続測定す
ることによつて、漏血濃度の大小によらず正確に
漏血検出できるわけである。

次に本発明の漏血検出装置は、上記透過光と散
乱光との連続測定を、両光の検出信号と予め設定
した各設定信号とを連続比較するという具体的な
手段によつて可能にするものである。

特に本発明方法及びその装置によれば、試料液
体中にわずかに漏血していても、大量に漏血して
も正確に漏血検知が可能であるが、更に試料液体
中に溶血した血液が含まれてもその影響を受けな
いという効果を奏する。

通常試料液体には気泡の含まれることが多く、
透過光及び散乱光を測定する場合に障害となる場
合が多い。本発明装置はこのような気泡の影響を
除去する手段を備えている。

本発明方法及びその装置は、血液透析、血液
過、血漿分離などに利用でき、特に人工腎臓の漏
血検知に有効である。なお、これらの血液と接触
する装置は感染を防止するため使いすてにされる
が、本発明装置の中では試料液体供給部を構成す
る試料液体導管、測定セル、流量計測用ポツト及
びこれらの連結管等をユニツトにして、他の装置
部品（過ユニツトと光学系及び制御系ユニツト
など）から分離して製造可能である。従つて別の
観念からすれば本発明は、使いすて可能な測定セ
ルを含むユニツトとそうでない光学系及び制御系
を含むユニツトを分離して提供することを目的と
するものである。

本発明において用いられる特定波長の光線とし
ては、試料液体中に混入した短い波長域（紫外・
可視）に吸収帯をもつ薬剤の影響を除外するた
め、可視光より波長の長い波長650〜900nｍのも
のが用いられる。このうち、特に波長776nｍの
光線が望ましい。そしてこれらの光線の光源とし
ては、応答が早く小形であり、かつ寿命が長い前
記波長範囲内に発光波長を有する発光ダイオード
の使用が望ましい。

本発明において用いられる測定セルは、試料液
体供給部によつて供給された試料液体が通過中に
光線照射を受けることができるよう透明材で構成
される。もちろん、外部からの光線漏曳が生じな
い構成にする必要がある。また上述のごとくこの
測定セルには気泡の影響を除去する手段が付設さ
れることが望ましく、具体的には実施例のごとく
気泡を通過させる主上昇路（主流路）とこの主上
昇路の側方へなめらかに迂回する凸部側路（迂回
流路）とで測定セル流路を構成するのが望まし
い。また主上昇路を主水平路又は主傾斜路に代え
これら流路に下方へなめらかに迂回する凸部側路
を設けてもよい。なお、これらの主流路と迂回流
路との間には必要によつてメツシユを介在させ、
光線が通過する迂回流路に気泡が流れ込まないよ
うにすることができる。

ところで上記試料液体供給部は、具体的には例
えば単なる管路で構成されるが、この管路は人工
腎臓などの循環血液の過器の過側に接続され
る。なお通常測定セルの排出側には排出管路中に
上述の流量計測用ポツトを介設し、その流量に対
応する補液を循環血液に別途補給できるように構
成される。

以下に、本発明の漏血検出方法及びその装置の
具体例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の方法及び装置を実施するのに
使用される漏血検出装置の説明図である。まず漏
血検出装置は、光源１に相対して輪状のスリツ
ト９を持つ遮光板２を光軸に垂直に設け、以下光
の進光方向に順に、収束レンズ３、該収束レンズ
３の焦点距離（収束部）の位置に試料液体供給管
２７より試料液体の供給を受ける測定セル４、中
央に貫通孔１０を有する投影板５、集光レンズ
６、該集光レンズ６の焦点距離の位置に受光器８
が設けてある。更に、投影板５の適当な位置にも
受光器７が設けてある。そして受光器７，８で得
られた各検出信号は増幅器１２で増巾されて後比
較回路１３でレベル設定回路１７からの各設定信
号と比較され、透過光の検出信号が対応する設定
信号より小さくなるか、散乱光の検出信号が対応
する設定信号より大きくなると、比較回路１３よ
り警報器１４へ警報発生信号を発する。また比較
回路１３は刻々と上述の各信号の比較結果を表示
器１５に知らせ、その表示はレコーダ１６で記録
される。

第３図は測定セルの具体的構成を示す。この測
定セル４は試料液体の主上昇路４５と迂回側路４
３とからなり、この迂回側路は主上昇路４５から
円弧状に膨出させて構成され、液体は主上昇路４
５の入口４１から入り迂回側路４３を充満し、出
口４２から出るが、液体中に混入した気泡は入口
から出口までの最短経路である主上昇路４５を略
真直ぐ上昇し、スリツト光の通過部４４には気泡
はほとんどこないようになつている。従つて上記
通過部４４を通過する光は気泡の影響を受けずに
血液だけの影響を受ける訳である。なお、４６は
主上昇路４５と迂回側路４３との間を仕切るよう
に必要によつて設置されるネツトで、迂回側路４
３への気泡の侵入をより確実に防止することがで
きる。

このように構成された漏血検出装置を過型人
工腎臓に使用して次の様に漏血検出を実施する。

まず光源１から発せられた所定の波長を有する
光を遮光板２で遮光し、スリツト９を通過した光
Ａを収束レンズ３で供給管２７により連続供給さ
れる人工腎臓の透析液が通過する測定セル４内に
収束させる。測定セル４内を矢印１１方向に流れ
る液体中に血液の混入がないときは、光Ａは測定
セル４内を透過し、投影板５上にスリツト９の映
像を作る。投影板５の上記映像が出来る位置に設
けられた受光器７に基づいて透過光量が測定され
る。

一方、上記液体中に血液が混入したときは、血
液により光Ａは散乱を生じ、透過光A₂と散乱光
B₁とに分れる。散乱光B₁の内、貫通孔１０を通
過した散乱光B₂は集光レンズ６により集められ
受光器８に基づいてその光量が測定される。

ここで血液濃度と散乱光及び透過光による出力
（信号）電圧との関係を示すと第３図のとおりで
ある。すなわち、散乱光（出力電圧）は、血液濃
度が０〜3000PPM程度までは血液濃度の増加に
従つて増加するが、血液濃度が3000PPMを越え
ると横ばいになり、最終的には逆に低下する（図
示省略）。従つて散乱光のみで漏血を検知する場
合は多量の漏血の場合ときわめて少ない場合との
区別ができないわけである。一方透過光は、血液
濃度1500PPM以上においてほとんど比例関係に
ある。ここで漏血濃度限界を30PPMとすれば、
散乱光の設定出力電圧Xc＝13.45（Ｖ）であり、
この値をレベル設定回路１７に記憶させれば、散
乱光の測定出力電圧とこのXcが比較回路１３に
て比較され、その測定出力電圧がこのXc以上で
あれば警報器１４によつて警報が出る。更に透過
光の設定出力電圧として漏血濃度2000PPMに対
応するYc＝20.46（Ｖ）を設定値としてレベル設
定回路１７に記憶させれば、透過光の測定出力電
圧とこのYcが同様比較回路１３にて比較され、
その測定出力電圧がこのYc以下であれば多量の
漏血であり警報器１４によつて警報が出る。この
ように漏血血液濃度の大小にかかわらず正確に検
出が可能である（血液濃度1500〜2000PPMにお
いて重複して正確に検出できる）。なお、上記両
設定出力電圧値は適宜変更可能である。

更に投影板は以上の例とは異なり透明（ガラ
ス）板でも良いが、その場合は収束レンズに当つ
た散乱光のほぼ全部が受光器へ集光される。もち
ろん第１図の集光レンズ６に代えて、その位置に
散乱光の受光器を設置することもできる。

また測定セルは、第１図又は第３図とは異な
り、液体流れを水平に設定することもできる。こ
の場合の測定セルは主上昇路に対応する主水平路
と、この主水平路より下方へ迂回しそれによつて
気泡の流入がほとんどない迂回側路とで構成さ
れ、スリツトを出た光はこの迂回側路のみ通り、
もちろん光の収束部は迂回側路内に設定される。
ところで第１図の測定セル４は、入口側を試料液
体供給管２７と結合され、一方出口側を液流量
計測用ポツト２２と管路で結合され、１つのユニ
ツトとして製造される。２３，２４は両端の結合
栓である。また測定セル４は本装置の光学系及
び制御系ユニツトに付設したケース２１に着脱自
在に装着でき、その装着扉２０が閉じられるとリ
ミツトスイツチ２５が作動して制御系及び光学系
の自動運転が可能となる。一方リミツトスイツチ
２５が作動していない場合は手動運転が可能であ
る。もちろん人工腎臓の過が終了すると測定セ
ル４を含むユニツトと過器１８，１９はすてら
れる。なお、人工腎臓が過型ではなくて透析型
の場合は第２図の透析器１８ａ，１９ａを使用す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の漏血検出装置の一実施例を示
す説明図、第２図は他の実施例を示す一部説明
図、第３図のａは第１図の測定セルの拡大断面
図、第３図のｂはａのＺ−Ｚ断面図、第４図は光
の出力信号に対する血液濃度を示すグラフであ
る。１……光源、２……遮光板、３……収束レン
ズ、４……測定セル、７，８……受光器、１３…
…比較回路、１４……警報器、１５……表示器、
１７……レベル設定回路、２７……試料液体供給
管、４３……迂回側路、４５……主上昇路。

Claims

【特許請求の範囲】１主流路と、この主流路から側方へなめらかに
突出し試料液体を迂回させ試料液体中の気泡が流
れ込まないようにした迂回流路とを備えた測定セ
ルに、試料液体を連続的に供給し、波長650〜
900nｍの範囲内の近赤外線をスリツトを持つ遮
光板に照射し、そのスリツトを通過したスリツト
光線を収束レンズで、試料液体が通過する測定セ
ル内の迂回流路に収束させ、その測定セル内を通
過したスリツト光線の透過光の強さ及び散乱光の
強さを同時にかつ常に測定することによつて、試
料液体中の漏血を検出することを特徴とする漏血
検出方法。２近赤外線の波長が776nｍである特許請求の
範囲第１項に記載の方法。３試料液体が人工賢臓における透析液又は濾液
である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
方法。４試料液体供給部、波長650〜900nｍの範囲内
の近赤外線を発する光源部、スリツトを持つ遮光
板、主流路とこの主流路から側方へなめらかに突
出し試料液体を迂回させる迂回流路とを備え、供
給された試料液体が通過しその試料液体中の気泡
が迂回流路に流れ込まないようにした測定セル、
遮光板のスリツトを通過した光線を測定セル内の
該迂回流路に収束する収束レンズ、測定セル内を
通過した透過光の検出部、同じく散乱光の検出
部、及びこれらの両検出部からの検出信号と予め
設定した各設定信号とを連続して比較し警報又は
表示する漏血通知手段を備えたことを特徴とする
漏血検出装置。５迂回流路を備えた測定セルが、試料液体の主
流路とこの主流路の下方又は側方へなめらかに突
出し、試料液体を迂回させる凸部迂回側路とで構
成されてなる特許請求の範囲第４項に記載の装
置。６光源部が発光ダイオードである特許請求の範
囲第４項又は第５項に記載の装置。