JPH0268069A - 血液透析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分管） この発明は血液透析の際に限外濾過速度および総限外濾
過晴を調節する、［ＪＦＣ（限外濾過ｒｌ制御）手段を
備えた血液透析装置に関するものである。

（従来技術） 一般に血液透析患者は水分増加による体重増加を伴って
おり、血液透析によって水分増加を是正する必要がある
。通常、血液透析では、血液−透析液間の圧力（膜間圧
力差）を調整して、限外濾過にて水分を除去している。

かかる血液透析における限外濾過量の調整は、極めて正
確に行なわなければならない。なぜなら、除水な急激に
行なうと患者にショックを与えることになり、また、総
限外濾過啜も、患者の健康状態を充分に加味した電に設
定されるからである。

一般の血液透析において、ＵＦ（限外濾過）による総透
析量は、１回の透析で２ないし３βであるのに対し、そ
の透析液の量は１５０Ｉ２である。

したがって、ＬＪ　Ｆ　Ｑは、透析液の電に対して１な
いし２％にしか相当せず、このＵ　Ｐ　Ｈｙｌを実用範
囲（±５０ｃｃ）で制御するためには、透析液の量を実
に０．０３ないし０．０４％の誤差範囲内に収めなけれ
ばならない。

ところが、従来の血液透析におけるは限外濾過速度（１
１ｉ位時間当りの限外濾過量）の調整方法は、透析前に
患者の体重を測り、その体重を何Ｋｇ落とすかを設定し
たのち、前回の透析データを勘案して透析液の流量と透
析時間を設定するというもので、透析液の流量は透析期
間内をとおして一定にしたままの状態であった。したが
って上記従来の調整方法では、最終的な総限外濾過量が
透析後の患者の体重を測って透析！盲の体重との差を計
算することにより初めて分かるという、極めて原始的な
ものであり、総限外濾過量を正確に調整することは困難
であった。

また、上記の調整方法より一歩進んだものとして、例え
ば特開昭５４−２７２９６号公報の発明の装置がある。

この装置は、透析液の排出量をシリンダで逐次計測し、
その排出量の変化に基づいて透析液の流量を調節する構
成となっている。

ところが、この調整装置においても、限外濾過量の計測
はあまり正確とはいえず、限外濾過速度の変動が激しく
なる危険性があり、総限外濾過量を正確に調整すること
も期待できない。また、血液回路が詰まるなどの不測の
１を故に対しても何ら対応策がなされていない。

したがって、従来の血液透析においては、患者１人に対
して多くの熟練したスタッフが付き添うことが必要であ
り、その経費および人員確保の而で多くの問題が残され
ていた。

さらに、限外濾過速度は、透析期間内を一定にすれば良
いというものではなく、患者１人１人に適合する限外濾
過速度の時間的変化特性があるので、その変化特性に忠
実に、取扱いが容易で、しかも、ｉＥ確な透析を行なえ
る装置の開発が望まれていた。

（発明の目的） この発明は−Ｆ記問題に鑑みてなされたもので、人工腎
臓への透析液の流入量と、流出Ｍとの差からリアルタイ
ムで限外濾過速度を算出し、その算出値と、あらかじめ
個々の患者に適合するように設定した限外濾過速度特性
とを比較し、その誤差用を補正した限外濾過速度に対応
する膜間圧力差を算出し、この算出値を制御基準値とし
て透析液の流入量または血液の流入量を調整して所定の
膜間圧力差となるように制御することにより、患者に適
合した正確な限外濾過速度及び総限外濾過遣でもって透
析を行うことができるとともに、取扱いが簡単で初心者
でも容易に使用することができる：［ＩＩ液透析装置を
得ることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、この発明は、第１図に示す
ように、サブライヤｌから導入された透析液が入子［腎
臓２に流入する流量を計測する第１の流量計３と、人工
￥！！臓２で人体４から導入された血液から透析膜５を
介して尿素などの老廃物を吸収した透析液が、人工腎臓
２から流出する流ｌｉｔを計測する第２の流量計６と、
透析液の液圧もしくは血液の液圧を増減させることによ
って膜間圧力差を調節して限外濾過速度を変える限外濾
過速度可変手段７もしくは８と１個々の患者に適合した
限外濾過速度特性および総限外濾過ｍが設定される基本
特性設定手段９と、上記２つの流量計３．６の計測値の
差からリアルタイムで限外濾過速度を連続的に算出し、
該算出された限外濾過速度と、基本特性設定手段９に設
定されている限外濾過速度特性との差を算出し、誤差に
対応する膜間圧力差の修正値を算出する演算手段３９と
、この修正された膜間圧力差を新たな制御基準値として
設定する膜間圧力差設定手段４０と、限外濾過速度可変
手段（換言すれば膜間圧力差可変手段でもある）７もし
くは８を制御して膜間圧力差を調節し、圧力計４２．４
３の計測値から実際の膜間圧力差の値を検出してフィー
ドバックをかけて当該設定値を維持する膜間圧力差制御
手段４１とを設けて、基本特性設定手段９の設定値に合
致した透析がなされるよう限外濾過速度特性および総限
外濾過量を制御するものである。ここで、上記演算１段
３９、膜間圧力差設定手段４０および膜間圧力差制御手
段４１は一種の透析特性制御手段１０を構成している。

（実施例） 第２図はこの発明の一実施例にかかる血液透析装置を示
す構成図である。第２図において、サブライヤｌでは、
水と透析原液とを混ぜて適度な透析液が作られる。この
透析液は加圧ポンプ１１によって昇圧されて矢印Ｆ１方
向に流れ、ヒータＩ２で透析に最適な温度に加熱され、
脱気ポンプ１３で脱気され、さらに流量調節装置＋４で
一定の流速にされたのち、直列バルブ１５、および第１
のｒＡ　Ｆｉｌ計３を通って人工腎臓２に流入する。

４２は透析液の流入圧を計測する第１の圧力計、４３は
血液の流入圧を測定する第２の圧力計で。

この２つの圧力計の測定データは、基本特性設定ｐ段９
および透析特性制御手段１０を構成するマイクロコンピ
ュータ１６に入力され、膜間圧力差がリアルタイムで算
出される。第１の７Ａ　ｉｉｌ計３は、透析液の流入量
を検出して、そのデータをマイクロコンピュータ１６に
パルス信号で送出する。

人工腎臓２の内部で老廃物を吸収した透析液は、人［腎
臓２から流出し、第２の流量計６を通って陽圧バルブ（
限外濾過速度可変手段）７に到達する。第２の流量計６
は、透析液の流出量を検出して、そのデータをマイクロ
コンピュータ＋６にパルス信号で送出する。マイクロコ
ンピュータ１６の演算手段３９は、第１および第２の流
量計３，６の検出データから限外濾過速度を算出し、そ
の算出値と、設定された限外濾過速度特性との差に対応
する膜間圧力差の修正値を算出する。一方基本特性設定
手段９で設定された限外濾過速度特性は、演算手段３９
に備わった変換データ（メモリされたデータ）によって
、対応する膜間圧力差に変換されて膜間圧力差設定手段
４０に人力される。また、上記算出された膜間圧力差の
修正値が膜間圧力差設定手段４０に人力されて、−ｑ設
定された股間圧力差が修正される。膜間圧力差制御手段
４１は、陽圧バルブ７を調節して限外濾過速度を上記修
正された、つまり新たに設定された膜間圧力差になるよ
うに調節するとともに、圧力計４２．４３の計測値で監
視し、必要なフィードバック制御を行なう。このように
膜間圧力差を調節して限外濾過速度を調節することは、
たとえば特開昭５６−８４６０６号公報に示されている
。なお、陽圧バルブ７の代りに陽圧ポンプ１７の回転数
を制御して、膜間圧力差を調節してもよい。また、第１
および第２の流量計３．６には、連続的にリアルタイム
で流量が測定できる容積式流量計（ルーツ式流量計、オ
ーバル流量計、ロータリーピストン式流ｍ計など）が適
用できるが、通常、オーバル流１ｉ）計が好適に用いら
れる。

１８は温度異常検出器で、透析液の温度に異常が生じた
とき直ちに感知して直列バルブ１５を閉じるとともに、
バイパスバルブ２０を開いて、透析液が人工腎臓２に流
入するのを５■＋ｈする。１９は透析圧センサーで、陽
圧バルブ７を通過した透析液は装置外に排出される。

他方１人体４から取り出された血液は、１ｕｌｌ液ポン
プ２１によって矢印Ｆ２方向に流速が加えられて人工腎
臓２に送り込まれる。人工腎臓２で透析された血液は、
空気ディテクタ２２、陽圧バルブ（制御手段）８を通っ
て人体４に戻される。

２３はヘパリンポンプで、血液中に尿成分を少：１また
け混入して、透析中の血液凝固を防止する。

２４はビロースイッチで、血液を採取する注Ｉｔ針が詰
まったりしたときに直ちに血液の流れをしゃ断する。

また、空気ディテクタ２２は、血液中の空気混入を検出
するもので、空気混入を検出したときは、直ちに陽圧バ
ルブ８をしゃ断し、人体４に空気混入ｍ液が入るのを阻
止する。また、陽圧バルブ８は、エアポンプ２５から送
り込まれる空気圧で駆動されるダイヤグラム式バルブ駆
動装置２６によって、血液バイブを外側から締め付けて
血液流路を開閉制御するように構成されているので、陽
圧バルブ８から血液中に空気が混入することはない。

なお、透析液の圧力を調節して膜間圧力差を調節する陽
圧バルブ７または陽圧ポンプ１７の代りに１４記陽圧バ
ルブ８で血液の圧力を調節して膜間圧力差を調節するよ
うにしてもよい。この場合、陽圧バルブ８は、膜間圧力
差可変手段として作動し、マイクロコンピュータ１６か
ら制御信号が、エアポンプ２５に送られてダイヤグラム
式バルブ駆動装置ｆｆｊ　２６の駆動が制御されること
により、血液の人工腎１藏２への流入量を制御し、血液
の液圧を調節する。

つぎに、人工腎臓２の内部にお゛ける透析作用について
説明する。人工腎１ｌｌｉ１２の内部には通過膜５が設
けられており、この透過膜５を境にして透析液は矢印［
？１方向に、血液は矢印Ｆ２方向に流れている。この人
工腎臓２内の透析液の圧力は、−１００〜−２００ｍ　
ｍ　ｌ　ｇに、血液の圧力は＋５０〜＋８０　ｍ　ｍ　
ｔｌ　ｇにそれぞれ設定されている。したがって、透過
膜５を介した血液と透析液の圧力差（膜間圧力差）によ
り血液中の老廃物は水分とともに透過１摸５を通過して
圧力の低い透析液中に流れ込み、これによって１（１液
は透析される。

上記構成において血液が人工腎臓２内に２００ｍＩ２．
／ｍｉｎの流Ｍで流れ込み、］　０ｒｎｊ２／　ｍ　ｉ
　ｎの透析がなされたとずれば、人工腎臓２から人体４
に戻る血液の流量は、１９０＋ｒ＋Ｊ２／ｍ　ｉ　ｎと
なる。このとき、透析液の大王腎臓２への流入量が５０
０ｍ−９／ｍｉｎであったとすると、その流出量は、５
１０ｍ［／ｍｉｎとなる。

この流入量（５００ｍｊ２／ｍ１ｎ）と、流出ｈ）（５
１０ｍＪ２／ｍ　ｉ　ｎ）とは、それぞれ第１および第
２の流：１計３．６で検出され、マイクロコンピュータ
１６で限外濾過速度（１０ｍｐ、／ｍ１ｎ）が算出され
るとともに、この限外濾過速度と当該設定された限外濾
過速度特性にもとづく限外濾過速度とが比較され、この
差に対応した膜間圧力差の修正量が算出され、この修正
量にもとづいて膜間圧力差の設定値が変更されて陽圧バ
ルブ７もしくはエアポンプ２５が制御される。このよう
に限外濾過速度の差から膜間圧力差を計算して、設定値
を修１Ｆすることにより、基本特性値に簡ｆトに、しか
も安定して追随させることができる。ここで重要なこと
は、膜間圧力差制御手段４１が圧力計４２．４３を監視
しながら、設定膜間圧力差と一致するようにフィードバ
ック制御している点であり、これによって、応答速度の
遅い流）ｄ計３．６を監視しながらフィードバック制御
する場合と比べて、応答性の優れた正確な制御がなされ
る。

さて、第２図の血液透析装置は全て第３図に示す操作盤
２９での指示によって操作される。この操作盤２９の正
面には透析圧、静脈圧および透析ｒ昌度の表示部３０．
限外濾過（１１設定部：３１、操作ボタン３２およびモ
ニタ３３が設けられており、このモニタ３３には最初は
第３図に示すような予備画面が映出されている。

この予備画面は、血液透析の準備作業を指示するもので
、その−に部には、限外濾過ｉｊ１設定部３　＋　、操
作ボタン３２および操作盤２９の側面に設けられた操作
ボタン（図示せず）がそれぞれその配置に対応して映出
され、ド部には、操作者に対する指示が具体的な言葉で
映出されている。さらに、１′−、記指示によって操作
を必要とする操作ボタンの位置は、上記モニタ３３の上
部に映出された操作ボタンのうち、該当する部分がフリ
ッカすることによって知らされる。こうして、予備画面
の指示による血液透析のＱＩＡＲ作業は、ＣＰＭ方式に
より数回なされ、制御モードの設定、総限外濾過ｉ？ｔ
および限外濾過速度特性の基本特性の設定が行なわれる
。ここで上記制御モードの設定とは、膜間圧力差の制御
を、陽圧バルブ７によって行なうか、陽圧バルブ８によ
って行なうかを決めることである。また、限外濾過速度
特性は第４図に示すような特性グラフ３４で表される。

この特性グラフ３４は９種類用意されており、総限外濾
過量（第４図では３β）を決めたのち、上記９種類の中
から患者の体質に最も適合するものを選定する。

さて、上記準備作業が全て終了し、モニタ３３の指示に
よって第３図の操作ボタン３２の中の透析開始ボタンを
押すと、操作盤２９のモニタ３３は第１画面に切り替わ
る。この第１画面では第２図に示した血液透析装置の構
成が映出されるとともに、その右側には第５図に示す透
析状態表示部３５が映出される。この透析状態表示部３
５は、設定された限外濾過速度特性に従って限外濾過１
の変化を示すグリーンバンド３６と、現在の限外濾過量
を示す卵形部分３７とで構成され、それぞれその増減に
従って上下に移動する。

したがって、卵形部分３７がグリーンバンド３６の上方
にはみ出すと、実際の限外濾過速度が設定値よりも大き
いことになり、逆に下方にはみ出すと小さいことになる
。また、卵形部分３７がグリーンバンド３６をはみ出ず
とグリーンバンド３６は赤変して異常を知らせる。さら
に、装置の一部に異常が生じると、Ｌ２第１画面に映出
された装置の構成のうち５１４常部分が赤変して、その
異常個所を知らせるように構成されている。

以［ユ説明した実施例では、第１画面の他に血液透析の
状態を観察する手段として第２画面も備えている。この
第２画面には、第４図に示されたような限外濾過速度変
化特性グラフ３４とともに、実際の限外濾過量の累積量
を示すグラフが表示され血液透析の状態が一目で分かる
ようになっている。また、」−２第２画面に映出された
グラフは。

次回の透析の参考データとして、そのままマイクロコン
ピュータ１６に記憶しておくことができ、しかも、プリ
ントアウトも可能に構成されている。

このようにマイクロコンピュータ１６を導入したことに
よって、血液透析装置を欅めて正確に制御することがで
き、しかも、操作が簡単となるうえ異常が発生した際に
も敏速に対応できるようになる。

（発明の効果） 以−ト説明したように、この発明の血液透析装置によれ
ば、限外濾過速度を連続的にリアルタイムで計測すると
ともに、この限外濾過速度を、膜間圧力差を制御するこ
とにより、あらかじめ設定された限外濾過速度特性に一
致させるようにしたので、患者に適合した透析を正確に
行うことができるとともに、取扱が簡単で初心者にも容
易に使用することができる血液透析装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す系統図、第２図はこの発
明の一実施例にかかる血液透析装置を示す系統図、第３
図は血液透析装置の操作盤を示す正面図、第４図は設定
される限外濾過速度特性を示すグラフ、第５図は操作盤
に映し出された第１画面の透析状態表示部を示す説明図
。 ２・・・人工腎臓、３．６・・・流量計、５・・・透過
膜、７・・・陽圧バルブ（限外濾過速度可変手段、膜間
圧力差可変手段）、８・・・陽圧バルブ（限外濾過速度
可変手段、膜間圧力差可変手段）、９・・・基本特性設
定手段、１０・・・透析特性制御手段、３９・・・演算
手段、４０・・・膜間圧力差設定手段、４１・・・膜間
圧力差制御手段、４２．４３・・・圧力計。 第 第 図 図 第 因 ３５−一す；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透析液と血液との間に透過膜を配設した人工腎臓
   を有し、この透過膜を介して老廃物を血液中から除去す
   る血液透析装置において、透析液の上記人工腎臓への流
   入量および流出量をリアルタイムで連続的に計測する第
   １および第２の容積式流量計と、上記人工腎臓に流入す
   る透析液の液圧および血液の液圧を連続的に計測する第
   １および第２の圧力計と、上記人工腎臓内の透析液の液
   圧もしくは血液の液圧を増減させて当該人工腎臓におけ
   る限外濾過速度を変える限外濾過速度可変手段と、所望
   の限外濾過速度特性および総限外濾過量が設定される基
   本特性設定手段と、上記第１および第２の容積式流量計
   の計測値からリアルタイムで限外濾過速度を連続的に算
   出し該算出された限外濾過速度と上記設定された限外濾
   過速度特性との差を算出し該差に対応する膜間圧力差の
   修正量を算出する演算手段と、上記基本特性設定手段に
   設定された限外濾過速度特性に対応した膜間圧力差を設
   定するとともに、上記算出された修正量を加えて新たな
   制御基準値として設定する膜間圧力差設定手段と、上記
   限外濾過速度可変手段を調節して上記第１および第２の
   圧力計の計測値が当該設定された膜間圧力差となるよう
   に制御する膜間圧力差制御手段とを備えたことを特徴と
   する血液透析装置。