JPH025095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は供血者から採取した血液中の血漿を分
離する膜分離型採漿装置に関する。

＜従来の技術＞ 血漿分画剤（血漿成分毎に分けて精製したも
の）は各種の治療に多量に使用されているが、そ
の大部分は輪入に頼つている。現行の血液採取で
は、一回に採取できる血液の量は200ミリリツト
ルが限度である。血漿だけを採取し血球成分を供
血者に戻す方式によれば、現行の２倍程度採取し
ても人体には影響が出ない。そこで、このような
方式によつて、血漿を採取し、血漿の国内自給率
を向上させることが検討されている。

血漿を分離するこれまでの方法は、供血者から
採取した血液に抗凝固剤（以下、ACD液という）
を添加し、これを遠心分離機にかけ血漿分を分離
するものであるが、このような遠心分離法による
場合、装置が高価となり、採漿作業に時間が掛か
る欠点があつた。

近時、内部が空洞のストロー状の高分子膜に細
かな孔を開けた中空糸を用いた分離膜が開発され
たが、この分離膜を用いた場合、採漿装置を安価
に構成でき、採漿作業に掛かる時間も短縮するこ
とが出来る。

しかしながら、このような膜分離型採漿装置の
場合、目標とする採漿量を得るために、前記膜
内、外の圧力勾配を必要以上に高めた場合、血液
中の血球が破壊する溶血現象が発生し、破壊され
た血球中成分が前記膜を透過して血漿中に不純物
として混入することがあつた。

更に、血漿中に含まれる凝固成分、フイブリノ
ーゲン（線維素原）により、前記膜の一方側に流
される血液の流量が少ない場合、前記セパレータ
の膜部分で凝血が起こり、膜を目ずまりさせる欠
点があつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明が解決しようとする技術的課題は、前記
膜分離型採漿装置において、これら溶血と凝血と
を防ぎつつ、効率の良い採漿が行えるようにする
ことにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の構成は、供血者から採血した血液中の
血漿を分離する採漿装置であつて、 Ａ 供血者に穿設した採血と返血共用の単針と、 Ｂ 単針に一端が接続された血液回路と、 Ｃ 血液回路の他端が接続された血液バツグと、 Ｄ 血液回路に設けられ、採漿動作時、開とされ
る第１のクランプと、 Ｅ 血液バツグの重量を検出する重量検出器と、 Ｆ 血液回路に設けられ、採漿動作時、血液バツ
グの重量が一定上限値に達するまで、正方向に
駆動されて採血を行い、血液バツグの重量が上
限値から一定下限値に達する迄、逆方向に駆動
されて返血を行う第１の血液ポンプと、 Ｇ 第１の血液ポンプと単針との間の血液回路に
設けられた第１の圧力計と、 Ｈ 血液バツグから出てこの血液バツグに戻る循
環血液回路と、 Ｉ 循環血液回路に設けられ、第１の血液ポンプ
が正方向に駆動されているときに駆動され、回
路中の血液を一方向に循環させる第２の血液ポ
ンプと、 Ｊ 血液回路側と血漿回路側とが分離膜で分離さ
れ、血液回路側が循環血液回路の途中に接続さ
れたセパレータと、 Ｋ セパレータの血漿回路側に接続された血漿回
路と、 Ｌ 血漿回路に設けられた血漿ポンプと、 Ｍ 血漿ポンプの下流側に設けられ血漿を貯留す
る血漿バツグと、 Ｎ セパレータの血液回路側の出口と血液バツグ
との間の循環血液回路より分岐された排液用回
路と、 Ｏ 排液用回路に設けられ、採漿動作時、閉とさ
れる第２のクランプと、 Ｐ 排液用回路より下流側の循環血液回路に設け
られ採漿動作時、開とされる第３のクランプ
と、 Ｑ セパレータの血液回路側の圧力を検出する第
２の圧力計と Ｒ セパレータの血漿回路側の圧力を検出する第
３の圧力計と、 Ｓ 第１乃至第３の圧力計の検出信号が与えら
れ、読み込まれた信号を演算処理し、第１、第
２の血液ポンプ及び血漿ポンプへの制御信号を
発生する制御部 とを具備し、この制御部によつて、循環血液回路
を流れる血液の流量が血漿ポンプによる血漿採取
量に比し大きくなるように第１、第２の血液ポン
プ及び血漿ポンプを制御すると共に、第１の圧力
計で検出された圧力が一定圧力以下になつたとき
採血量を減らすように第１の血液ポンプを制御
し、第２の圧力計で検出された圧力と第３の圧力
計で検出された圧力との差がセパレータにおいて
溶血を生じさせない圧力差となるように血漿ポン
プを制御したことにある。

＜作用＞ 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、
供血者に穿刺された単針（一本の針）から取り出
された血液はACD液を添加された後、前記血液
バツグに導かれる。この血液バツグには前記セパ
レータが設置された循環血液回路が接続されてお
り、前記供血者より血液の採取を行いつつ循環的
に血漿の採取が行われる。

前記セパレータには、前記膜を挾んで血液回路
側と血漿回路側とに圧力計が設けられ、TMPが
測定される。前記血漿ポンプはTMPが前記セパ
レータにおいて溶血を生じさせない圧力範囲で、
且つ最大の血漿採取効率が得られるように制御さ
れる。

更に、前記第１、第２の血液ポンプ並びに前記
血漿ポンプは、前記セパレータの血液回路側に流
れる血液量が血漿採取量に比較して充分大きくな
るように制御され、前記セパレータ部分での血液
の濃縮、これによる前記膜の目ずまりを防ぐ。

＜実施例＞ 以下図面に従い本発明の実施例を説明する。第
１図は本発明実施例装置の構成図である。図中、
Ａは供血者、Ｂはこの供血者からの血液が流れる
血液回路、１はACD液を貯留してなるACD液バ
ツク、２ａ，２ｂは生理食塩水を貯留してなる生
食バツグ、３は採取された血液を貯留する血液バ
ツグ、３′は血液バツグ３の重量を検出する重量
検出器、Ｃは血液バツグ３から出てこの血液バツ
グに戻る循環血液回路、４は採取された血液から
分離された血漿を貯留する血漿バツグ、５は排液
を貯留する排液バツグ、６ａ〜６ｆは各流体
（ACD液や生理食塩水等）を検出する第１〜第６
の検出器、７ａ〜７ｅは流体（血液や空気等）を
送給する、ACD液供給用のポンプ、第１、第２
の血液ポンプ、空気ポンプ並びに採漿ポンプで、
このうち、第１の血液ポンプ７ｂ及び空気ポンプ
７ｄが正逆両方向に駆動出来る。

８ａ〜８ｇは前記各流体が流れる夫々の流路の
開閉を行う第１〜第７のクランプ、９ａ〜９ｄは
第１〜第４の圧力計、１０ａ〜１０ｃは第１〜第
３のチヤンバー、１１ａ，１１ｂは夫々血液検出
器及び溶血液検出器、１２ａ〜１２ｃは第１〜第
３の針、１３は例えば内部が空洞のストロー状の
高分子膜に細かな孔を開けた中空糸を多数束ねて
筒状の容器に入れたセパレータで、各中空糸の中
に血液が流される。

一点鎖線で囲まれた部分Ｄは制御部で、この中
には、第１〜第４の圧力計９ａ〜９ｄからの信号
（入力のカツコ内の符号はこれらの入力を発生す
る部分の符号に対応している。）、並びに設定信号
ａ，ｂ，ｃを時分割的に取り込むマルチプレクサ
（MPX）１４ａ、このMPXからのアナログ信号
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１４ｂ、中央演算
処理装置（CPU）１４ｃ、読み込まれたデータ
を一時記憶するランダムアクセスメモリ
（RAM）１４ｄ、処理ルーチン、並びに演算処
理プログラム等が記憶されたリードオンリーメモ
リ（ROM）１４ｅ、CPU１４ｃからのデジタル
信号をＤ／Ａ変換し、ACD液供給用ポンプ７ａ、
第１、第２の血液ポンプ７ｂ，７ｃ、空気ポンプ
７ｄ、並びに採漿ポンプ７ｅへ駆動信号（カツコ
内の番号は出力が与えられる部分の符号に対応し
ている。）を出力するＤ／Ａ変換部１４ｆが含ま
れ、MPX１４ａを除くこれら各要素はバス
（BUS）１４ｇを介して互いに接続されている。

次に、このように構成された本発明実施例装置
の動作について説明を行う。先ず、プライミング
動作は、第３、第４のクランプ８ｃ，８ｄが開で
残りのクランプ８ａ，８ｂ，８ｅ，８ｆ，８ｇが
閉の状態で、第２、第３の針１２ｂ，１２ｃが生
食バツグ２ａ，２ｂに夫々穿設され、空気ポンプ
７ｄが駆動される。血液バツグ３内及びこのバツ
グから空気ポンプ７ｄに至る流路内に存在する空
気が吸引される。又、第３圧力計９ｃが所定の陰
圧（−ＰmmHg）を示すようになつたら、空気ポ
ンプ７ｄは停止される。

この後、第２クランプ８ｂ、第５クランプ８
ｅ、第６クランプ８ｆ、及び第７クランプ８ｇが
開にされると共に、第２の血液ポンプ７ｃが駆動
される。このポンプの駆動は生理食塩水が流れる
流路に存在する空気を除去するために行なわれる
ものであり、第３検出器（生理食塩水検出器）６
ｃが動作を開始して一定時間（通常、１〜２秒）
経過すると第２クランプ８ｂが閉にされる。その
後、第１クランプ８ａが開にされ、ACD液供給
用ポンプ７ａ及び第１の血液ポンプ７ｂが駆動さ
れる。このACD液供給用ポンプ７ａの駆動は
ACD液が流れる流路に存在する空気を除去する
ために行なわれるものであり、第１検出器
（ACD液検出器）６ａが動作を開始して一定時間
（通常、１〜２秒）経過するとACD液供給用ポン
プ７ａが停止される。その後、第４検出器６ｄに
よりセパレータ１３の入口液面が検出され、この
液面検出から一定時間（通常、数秒）経過後、第
６クランプ８ｆが閉じられて、第２チヤンバー
（セパレータ入口チヤンバー）１０ｂの液面レベ
ルが決定される。同様にして、第５検出器６ｅに
よりセパレータ１３の出口液面が検出され、この
液面検出から一定時間（通常、数秒）経過後、第
７クランプ８ｇが閉じられて、第３チヤンバー
（セパレータ出口チヤンバー）１０ｃの液面レベ
ルが決められる。

生食バツグ２ａから生理食塩水が流れた時点
で、空気ポンプ７ｄが駆動され、セパレータ１３
の分離膜外側を陰圧にし、この分離膜外側に生理
食塩水を導く。この部分が生理食塩水で満たされ
たことを第６検出器６ｆで検出し、空気ポンプ７
ｄを逆方向に駆動させる。このような空気ポンプ
７ｄの駆動により、セパレータ１３の分離膜外側
が陽圧となり、生理食塩水がセパレータ１３の膜
を介して分離膜の内側に導かれる。このような空
気ポンプ７ｄの正逆方向への駆動の繰り返しによ
つて、生理食塩水を用いた血液回路の洗浄が行わ
れる。

次に、オペレート動作について説明を行う。生
食バツグ２ｂに穿設されていた第３の針１２ｃが
抜かれ供血者Ａの腕等に刺される。また、第１ク
ランプ８ａが開にされ、ACD液供給用ポンプ７
ａ、第１の血液ポンプ７ｂ、及び第２の血液ポン
プ７ｃが駆動される。前記プライミング動作によ
つて血液回路内に流されていた生理食塩水は、第
３の針１２ｃを介して供血者Ａから供給される血
液によつて追出され、最終的に排液バツグ５に排
出される。血液検出器１１ａで血液が検出される
と、第５クランプ８ｅが閉にされ、第４のクラン
プ８ｄが開にされる。このため、供血者Ａから供
給される血液が血液バツグ３に貯留される。

以下、オペレート動作中、本発明で特に重要な
採漿動作について、第２図のフローチヤートに従
い説明を行う。先ず、圧力計９ａの圧力Ｐ１を検
出し（ステツプ(1)）、ステツプ(2)で所定の設定値
p1と比較される。これは、第１の血液ポンプ７
ｂの駆動によつて、この部分の圧力が低くなり過
ぎると、供血者Ａの静脈に負担をかけ、血管を痛
めるからである。

圧力Ｐ１が設定値p1より低くなつている場合、
ステツプ(3)に進み、第１の血液ポンプ７ｂによる
採血量Qbを減らす。圧力Ｐ１が設定値p1を上回
つている場合には、ステツプ(4)において、採血量
Qbと設定値ａとが比較され、設定値ａ以下の場
合、Qbを増やすように第１の血液ポンプ７ｂが
制御され（ステツプ(5)）、設定値ａ以上の場合、
Qbを減らすように制御される（ステツプ(3)）。

ステツプ(6)において、ACD液の流量Qaが採血
量Qbの１／k1となるようにACD液供給用ポンプ
７ａが制御される（但し、k1：定数。通常10程
度）。

ステツプ(7)において、セパレータ１３の圧損△
Ｐと設定値Plとの比較が行われる。セパレータ１
３では、中空糸の分離膜が用いられ、血液がこの
中を通るとき圧損を生ずる。この圧損△Ｐはセパ
レータ１３の上流側の圧力計９ｂの圧力Ｐ２と下
流側の圧力計９ｃの圧力Ｐ３との差で表わされ
る。この値は血液の粘性、血液の流量等によつて
変化する不定値である。

ステツプ(7)の比較で、圧損が設定値Plより大き
い場合には、ステツプ(8)に進み、第２の血液ポン
プ７ｃによる血液供給量Qcを減らすように制御
される。前記圧損が設定値Pl以下の場合には、ス
テツプ(9)に進んで、血液供給量Qcと設定値ｂと
の比較が行われ、設定値ｂ以下の場合、Qcを増
やすように第２の血液ポンプ７ｃが制御され（ス
テツプ(10)）、設定値ｂ以上の場合、Qcを減らすよ
うに制御される（ステツプ(8)）。

ステツプ(11)において、セパレータ１３のTMP
と設定値Ptとの比較が行われる。TMPは以下の
式で表わすことができ、 TMP＝｛（P2＋P3）／２｝−P4＋△Ｐ …(1) （但し、P4：血漿回路側の圧力計９ｄによる圧
力）。

TMPが高すぎる場合、血漿中の血球が破壊さ
れる溶血現象が発生する。設定値Ptはこのよう
な溶血現象が発生しない範囲の圧力に定められる
（通常60mmHg程度）。

ステツプ(11)で設定値Pt以上と判断された場合、
ステツプ(12)に進んで、採漿ポンプ７ｅによる血漿
採取量Qpを減らすように制御される。TMPが設
定値Pt以下の場合、ステツプ（13）、（14）に進
んで、血漿採取量QpとQcとの関係、並びにQpと
Qbの関係がチエツクされる。即ち、セパレータ
１３の血液回路側に流れる血液の量Qc並びに採
血量Qbが血漿採取量Qpに比較して小さい場合、
セパレータ１３部分において凝血が起こり易くな
る。

そこで、本発明では、先ず、ステツプ（13）に
おいて、Qp＜k2・Qcが判断され（但し、k2：定
数。通常0.2〜0.4）、血漿採取量Qpがk2・Qcより
多いとき、Qpを減らすように採漿ポンプ７ｅが
制御される（ステツプ(12)）。

Qpがk2・Qcより小さいと判断された場合、ス
テツプ（14）に進んで、Qp＜k3・Qbが判断され
（但し、k3：定数。通常0.2〜0.4）、血漿採取量Qp
がk3・Qbより多いとき、Qpを減らすように採漿
ポンプ７ｅが制御される（ステツプ(12)）。

Qpがk3・Qbより小さいと判断された場合、ス
テツプ（15）に進み、血漿採取量Qpと設定値ｃ
とが比較される。設定値ｃ以下の場合、Qpを増
すように採漿ポンプ７ｅが制御され（ステツプ
（16））、設定値ｃ以上の場合、Qpを減らすように
制御される（ステツプ(12)）。

このような採漿動作が行なわれている間、血液
バツグ３の重量が重量検出器３′で検出され、そ
の値が一定の上限値を越えると、ACD液供給用
ポンプ７ａ、第１の血液ポンプ７ｂ、及び第２の
血液ポンプ７ｃが停止されると共に第３クランプ
８ｃが閉にされる。その後、第１の血液ポンプ７
ｂが逆方向に駆動され、供血者Ａへの返血動作が
行われる。重量検出器３′によつて検出される血
液バツグ３の重量が一定の下限値になると、第１
の血液ポンプ７ｂが停止され、その後、ACD液
供給用ポンプ７ａ及び第１の血液ポンプ７ｂが正
方向に駆動され、再び採血、採漿動作が行われ
る。このような動作は、採血量が所定の値に達す
る迄繰返し行われる。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、 血漿ポンプを設け、このポンプをスピードコ
ントロールすることにより任意量の血漿を分離
することができる。

循環回路を流れる血液の流量を血漿ポンプに
よる血漿採取量に比し充分大きくしセパレータ
に充分な血液を与え効率よく血漿を分離するこ
とができる。

セパレータのTMPが一定となるように血漿
ポンプを制御しているため、セパレータの過
特性の経時変化にもかかわらずTMPが自動的
に一定に保たれ、溶血が防げる。

前記第１の圧力計でモニターしながら供血者
に負担を掛けない範囲で最大量の血液を採血
し、セパレータに送り込んでおり、血漿の分離
効率が高い。

等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の構成図、第２図は
第１図の本発明実施例装置の動作を説明するため
のフローチヤートである。 Ａ……供血者、Ｂ……血液回路、Ｃ……循環血
液回路、Ｄ……制御部、１……ACD液バツグ、
３……血液バツグ、４……血漿バツグ、７ａ……
ACD液供給用ポンプ、７ｂ……第１の血液ポン
プ、７ｃ……第２の血液ポンプ、７ｄ……空気ポ
ンプ、７ｅ……採漿ポンプ、９ａ〜９ｄ……圧力
計、１２ａ〜１２ｃ……針、１３……セパレー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供血者から採血した血液中の血漿を分離する
   採漿装置であつて、 Ａ 供血者に穿刺した採血と返血共用の単針と、 Ｂ 単針に一端が接続された血液回路と、 Ｃ 血液回路の他端が接続された血液バツグと、 Ｄ 血液回路に設けられ、採漿動作時、開とされ
   る第１のクランプと、 Ｅ 血液バツグの重量を検出する重量検出器と、 Ｆ 血液回路に設けられ、採漿動作時、血液バツ
   グの重量が一定上限値に達するまで、正方向に
   駆動されて採血を行い、血液バツグの重量が上
   限値から一定下限値に達する迄、逆方向に駆動
   されて返血を行う第１の血液ポンプと、 Ｇ 第１の血液ポンプと単針との間の血液回路に
   設けられた第１の圧力計と、 Ｈ 血液バツグから出てこの血液バツグに戻る循
   環血液回路と、 Ｉ 循環血液回路に設けられ、第１の血液ポンプ
   が正方向に駆動されているときに駆動され、回
   路中の血液を一方向に循環させる第２の血液ポ
   ンプと、 Ｊ 血液回路側と血漿回路側とが分離膜で分離さ
   れ、血液回路側が循環血液回路の途中に接続さ
   れたセパレータと、 Ｋ セパレータの血漿回路側に接続された血漿回
   路と、 Ｌ 血漿回路に設けられた血漿ポンプと、 Ｍ 血漿ポンプの下流側に設けられ血漿を貯留す
   る血漿バツグと、 Ｎ セパレータの血液回路側の出口と血液バツグ
   との間の循環血液回路より分岐された排液用回
   路と、 Ｏ 排液用回路に設けられ、採漿動作時、閉とさ
   れる第２のクランプと、 Ｐ 排液用回路より下流側の循環血液回路に設け
   られ採漿動作時、開とされる第３のクランプ
   と、 Ｑ セパレータの血液回路側の圧力を検出する第
   ２の圧力計と、 Ｒ セパレータの血漿回路側の圧力を検出する第
   ３の圧力計と、 Ｓ 第１乃至第３の圧力計の検出信号が与えら
   れ、読み込まれた信号を演算処理し、第１、第
   ２の血液ポンプ及び血漿ポンプへの制御信号を
   発生する制御部 とを具備し、この制御部によつて、循環血液回路
   を流れる血液の流量が血漿ポンプによる血漿採取
   量に比し大きくなるように第１、第２の血液ポン
   プ及び血漿ポンプを制御すると共に、第１の圧力
   計で検出された圧力が一定圧力以下になつたとき
   採血量を減らすように第１の血液ポンプを制御
   し、第２の圧力計で検出された圧力と第３の圧力
   計で検出された圧力との差がセパレータにおいて
   溶血を生じさせない圧力差となるように血漿ポン
   プを制御したことを特徴とする採漿装置。