JPH03292961A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、透析器内の血液側の陽圧に基づく限外濾過圧
によって血液透析を行う装置に関する。

（従来の技術） 一般に血液透析は、人工腎臓として透析膜による限外濾
過を利用して本来の腎臓に代わり血液中の老廃物を除去
するものであり、腎不全に陥った患者が定期的に受ける
医療措置として定着している。

このような血液透析に使用される装置の代表例として、
第３図で示すような陽圧法による透析装置が知られる。

図において、Ｉａ、ｌｂはカニユーレであり、患者Ｍの
四肢の血管に穿刺して血液を体外循環させるための出入
口とする。２は血液ポンプであり、第２図の如く回転す
るアーム２ａの両端にローラ２ｂ、２ｂを備えており、
血液回路の一部をなす可撓性チューブ３の円弧部３ａを
ローラ２ｂにて圧窄しつつ回転することにより、カニユ
ーレ１ａから流出する血液を一定流量で透析器４に供給
する。５はオートクレメントの如き絞り器であり、透析
器４よりカニユーレ１ｂに至る下流側の血液回路をなす
チューブ６を狭窄して透析器４内の血液側に陽圧を発生
させる。しかして、透析器４には透析液給入路７ａより
別途調整された透析液が供給され、血液側の上記陽圧に
基づく限外濾過圧により、血液中の水分が老廃物と共に
透析液側へ移行し、本来の腎臓における尿の生成に対応
した透析による除水が行われ、この透析を経た透析液が
排出路７ｂより排出される。なお、限外濾過圧は透析器
４の出入口に設けたエアーチャンバー８ａ、８ｂに付設
されている圧力計９ａ、９ｂを指標として設定される。

また、本出願人は、上述のような陽圧法による透析装置
における透析効率の向上と透析液消費量の低減を目的と
して、第３図の仮想線円内に示す如く透析液給入路７ａ
に透析液の給入と給入停止の切換えを行う給入開閉弁Ｖ
を介装し、該開閉弁Ｖを間欠的に各閉塞時間よりも短時
間開放させるようにした装置を提供している（特公昭６
３−５５９４４号公報）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、最近においては、透析膜の改良が進み、非常
に薄い膜厚でも透析器の大面積化を実現できると共に、
濾過細孔が大きくなって中〜大分子量の老廃物の除去効
率が向上しており、これに伴って透析１回当たり患者の
拘束時間が旧来の平均６時間程度から４時間程度にまで
短縮可能となっている。

しかるに、上述のような透析器の大面積化によって限外
濾過係数（ＵＦＲ）も著しく高（なることから、透析中
の除水速度が速まり過ぎて患者の血圧低下を惹起し易く
、特に透析経験の長い多（の患者にあっては上記血圧低
下の危険性が高いために大面積の透析器を使用できない
のが現状である。これは、透析の経験が長くなるほど、
血管のシャントの作り替えや長時間にわたるカニユーレ
ｌａ、ｌｂの穿刺による変形、原疾患による病変等が複
雑にからんで血管内腔に様々な問題を有することにより
、静脈血管抵抗が大きく、透析された血液が静脈血管に
戻る際に返血量に比例した大きな抵抗力つまり自然静脈
圧を発生し、この自然静脈圧が透析器に加わって過度の
除水を生じ易くなる上、血圧低下に対する処置あるいは
通常の一時停止の処置として前述の絞り器５を開放して
停水停止操作を行った際にも、該自然静脈圧が残留圧力
として透析器にかかるために相当量の除水が進行するこ
とに起因している。

例えば、通常透析時の体外循環血液量が１５０〜２００
園ｌ／分である場合、患者により３０〜１２ｈｏＨｇ、
まれには２００閣Ｈｇ以上もの自然静脈圧が発生し、実
効ＵＦＲが４ａ＋ｆＨｇ／ｈｒの透析器を使用した際に
は除水停止操作中でも１２０〜４８抛ｆ！、／ｈｒの体
液が過度に除水される。従って、看護者は、除水停止中
であっても上記除水量に見合う補液を患者に施さねばな
らず、その操作ならびに頻繁な血圧測定に忙殺されるこ
とになる。しかも、自然静脈圧の程度や血液低下による
影響が患者ごとに異なるため、上記の操作は専ら経験と
カンに輔っており、透析中の患者の安全性にも問題を残
している現状である。

本発明は、かかる事情に鑑み、簡単な構成によって患者
の自然静脈圧による透析への影響を排除し、もって過度
の除水を防止でき、透析経験の長い患者においても大面
積の透析器による高効率かつ短時間の透析を安全に適用
可能とし、更に余分な除水を対応した補液も不要とする
血液透析装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明の血液透析装置は、上記目的を達成するために、
透析器を用いて血液回路側の陽圧によって血液透析を行
う装置であって、生体からの血液を該透析器内へ送る第
１の血液ポンプと、透析器からの透析後の血液を生体へ
戻す第２の血液ポンプとを備え、これら両血液ポンプに
よる透析器の上流側と下流側の血液流量差によって上記
陽圧が設定されるようになされた構成を採用するもので
ある。

また本発明においては、上記血液透析装置として、第１
および第２の血液ポンプが、血液回路の一部を構成する
可撓性チューブの円弧部を外側から圧窄しつつ円運動す
る回転体からなる請求項（２）の構成、ならびに透析器
への透析液給入路に開閉弁が設けられ、該開閉弁を間欠
的に開放させる弁開閉制御手段を有してなる請求項（３
）の構成、をそれぞれ好適態様としている。

（作　用） 第１の血液ポンプによる透析器上流側の血液流量を第２
の血液ポンプによる透析器下流側の血液流量よりも大に
設定することにより、透析器内の血液回路側に陽圧が発
生し、該陽圧に基づく限外濾過圧によって血液中の水分
および老廃物が透析液側へ移行し、透析が行われる。

しかして、透析器下流側の血液回路においては第２の血
液ポンプの介在部分を境として上流側と下流側の液圧が
遮断されることから、患者の自然静脈圧は透析器に及ば
ず、従って限外濾過圧は両ポンプの駆動速度による設定
値で厳密に維持される。一方、緊急時ならびに通常の一
時停止のための除水停止操作は単に両血液ホンブを停止
するだけでよいが、この除水停止中においては前記のよ
うに患者の自然静脈圧が透析器内に作用しないことから
余分な除水を全く生じず、また透析液の供給を続行して
も透析液側から血液側への水分が移行することはない。

上述のように患者の自然静脈圧による影響が排除される
ことから、該自然静脈圧の高い患者に対しても大面積か
つ薄膜の透析器を安全に使用できる。しかして、このよ
うな大面積かつ薄膜の透析器によれば、短時間で高効率
の透析が行えると共に、低い限外濾過圧で安定した除水
が可能となり、また貧血等の要因となる中〜大分子量の
老廃物の除去効率を高めることができる。

第１および第２の血液ポンプとして、血液回路の一部を
構成する可撓性チューブの円弧部を外側から圧窄しつつ
円運動する回転体からなるものを使用すれば、血液を非
接触状態で送、液できると共に、両者の回転数の調整に
よって容易に前記陽圧を設定できる。

透析器への透析液給入路に開閉弁を設け、該開閉弁を間
欠的に開放する構成では、短時間に流体境膜を破壊する
程度の流速で透析器に透析液を給入することにより、透
析膜の表面に乱流を発生させて境膜抵抗を低下させるこ
とが可能となり、透析液の給入停止状態のもとで高い透
析効率が達成され、もってトータル的に透析液消費量が
低減される。しかして、本発明においては、第２の血液
ポンプの介装部分で血液回路の上流側と下流側との液圧
が遮断されているため、上記境膜抵抗を充分に低下させ
る目的で透析液の給入圧を高く設定しても、該給入圧に
よる透析液側から血液側への水分の移行を生じず、また
該給入圧による患者の静脈圧の変動も回避される。

（実施例） 以下、本発明の血液透析装置の一実施例を第１図に基づ
いて説明する。なお、本図においで前記第３図と共通す
る部分については同一符号を附している。

開示の如く、カニユーレ１ａから透析器４に至る血液回
路１０ａに、上流側から順次エアチャンバー１１ａと第
１の血液ポンプ１２ａとか介装される一方、透析器４か
らカニユーレ１ｂに至る血液間＊ｉｏｂに、同しく上流
側から順次第２の血液ポンプ１２ｂとエアチャンバー１
１ｂとが介装され、両エアチャンバー１１　ａ、　　１
　ｌ　ｂニハ圧力計１３ａ、１３ｂが各別に付設される
と共に、透析器４と第２の血液ポンプ１２ｂの中間にも
圧力計１３ｃが介装されている。しかして、両血液ポン
プ１２ａ、１２ｂは、前記第３図の血液ポンプ２と同一
構造であり、第２図の如く回転するアーム２ａの両端に
ローラ２ｂ、２ｂを備え、保持枠２ｃに嵌装された可撓
性チューブ３の円弧部３ａをローラ２ｂにて圧窄しつつ
回転することにより、該円弧部３ａ内の血液を一方向に
送る機能を持ち、且つコントローラーにて回転数調整可
能である。

透析器４には透析液の給入路７ａおよび排出路７ｂが接
続されるが、排出路７ｂは計量ｆｔ１ｌｒ１５ａと洗浄
流路１５ｂとに分岐している。しかして、給入路７ａに
は給入開閉弁１４ａ、計量流路１５ａには計量器１６と
その入口側の計量開閉弁１４ｂおよび出口側の排液開閉
弁１４ｄ、洗浄流路１５ｂには洗浄開閉弁１４Ｃ１がそ
れぞれ介装されている。なお、これら開閉弁１４ａ〜１
４ｄはいずれも電磁式の２方式であり、弁開閉制御装置
１７にて電気的に開閉制御される。

上記構成の血液透析装置では、第１の血液ポンプ１２ａ
によってカニユーレ１ａより導出された血液が連続的に
透析器４内へ送り込まれると共に、透析器４を出た血液
が第２の血液ポンプ１２ｂにてカニユーレ１ｂより患者
Ｍの静脈に返血されるが、両血液ポンプ１２ａ、１２ｂ
の回転速度調整にて血液回路１０ｂの血液流量を血液回
路１０ａの血液流量よりも小さく設定することによって
透析器４内の血液側に陽圧が発生し、該陽圧に基づいて
透析器４内で透析が行われる。すなわち、血液回路１０
ａ、１０ｂの流量差は透析器４内で血液側から透析液側
へ移行した液量つまり除水量に相当する。

一方、透析液側においては、制御装置１７にて、給入開
閉弁１４ａを間欠的に且つ１サイクルの閉塞時間に対し
て開放時間が数分の−から士数分の一程［に短くなるよ
うに開閉作動させるト共に、この給入開閉弁１４ａに対
して計量開閉弁１４ｂが常に逆の開閉状態、また給入開
閉弁１４ａと洗浄開閉弁１４ｃとが同じ開閉状態となる
ように作動制御する。しかして、透析液の給入圧力は給
入開閉弁１４ａの１回の開放時間内で透析器４内の透析
液が入れ替わる程度に設定する。これにより、給入開閉
弁１４ａが開放した給入工程において、給入路７ａより
透析器４内に透析液が流入すると共に、透析器４内にあ
った透析液が洗浄流路１５ｂを経て排出され、この過程
で透析膜の表面に乱流を生して流体境膜が破壊される０
次に、給入開閉弁１４ａが閉塞した計量工程では、透析
液の補給はなく、透析器４内での前記給水量に相当する
液増加分が計量流路１５ａを通って計量器１６に流入す
る。しかして、排出開閉弁１４ｄは常時は閉塞しており
、レベルスイッチ等にて計量器１６内の液量が一定値に
達したことが検知されると、この検知信号によって制御
装置１７が該開閉弁１４ｄを液全量の排出に要するだけ
の短時間開放作動させるように設定され、且つこの開放
回数が図示しないカウンターでカウントされるようにな
っており、更に計量器１６の目盛りによって透析最終時
点での液量も検知可能である。この透析液の間欠給入に
ついては特公昭６３−５５９４４号にて詳細な開示があ
る。

上記構成より計量工程における除水量は正確に測定でき
るが、本発明では、両血液ポンプ１２ａ１２ｂの介在に
よって単位時間当たりの限外濾過量が一定し、上記給入
工程と計量工程との除水速度に差がないことから、給入
工程を含めた全透析中の除水量を上記測定値より簡単に
算出可能であり、前記公報の開示技術におけるような給
入工程（洗浄工程）の計量漏れによる誤差を排除できる
。

ところで、両血液ポンプ１２ａ、１２ｂの仕様、その各
々に対応するチューブ３の寸法精度、円弧部３ａの大き
さ等が厳密に一致する場合は、両血液ボンプユ１２ａ、
１２ｂの回転速度を同一にした時に血液回Ｂ１０ａ、１
０ｂの血液流量が等しくなる。しかるに、製作コスト等
より、実際には上述のような厳密な精度は望めないから
、一般に次のようにして０点設定を行う。

すなわち、透析を行う前に血液回路全体を予め生理食塩
水で置換しておき、透析に際し、まず透析液の給入を停
止した状態で両血液ポンプ１２ａ１２ｂを同期して徐々
に回転速度を高めて各流量を透析時に必要なレベルまで
上昇させる。次ムこ、透析器４の下流側直後の圧力計１
３ｃの指示値が０付近となるように第２の血液ポンプ１
２ｂの回転速度を調整し、該指示値が０点付近になった
状態で両血液ポンプ１２ａ、１２ｂによる送液量が等し
い０点とみなす。従って、除水速度の表示を行う場合に
は、上記指示値がＯ付近となった状態でリセントボタン
等にて該表示をＯとする。

なお、始動時の両血液ポンプ１２ａ、１２ｂの回転速度
を高める過程で第２の血液ポンプ１２ｂの送液蓋が第１
の血液ポンプ１２ａを上回った場合は、その不足を補う
ように透析器４内で透析液が血液側へ混入する危険があ
る。そこで、これを避けるために、図示仮想線で示すよ
うに逆止弁１８ａおよび開閉弁１８ｂを介装したバイパ
ス路１８を第２の血液ポンプ１２ｂの上下流間に設け、
第２の血液ポンプ１２ｂの送液量が第１の血液ポンプの
それを上回った分だけ血液が上流側へ戻るようにし、上
記０点設定の後に開閉弁１８ｂを閉止するようにしても
よい。また、他の手段として、第２の血液ポンプ１２ｂ
の回転速度が第１の血液ポンプ１２ａのそれを上回らぬ
ように自動的に追従して上昇させる制ｍｓ構を設けるこ
とも可能である。

かくして０点設定を行った後は、第２の血液ポンプ１２
ｂの回転速度を低下させて第１の血液ポンプ１２ａに対
して所定の送液量差を生しるように設定し、透析を開始
する。この送液量差つまり除水速度は透析の指標として
両血液ポンプ１２ａ。

１２ｂの回転数差より概略的に定め得るものであり、実
際の除水量は既述のように透析液側での計量から求めら
れる。

なお、透析中に何らかの要因で透析器４の血液側が除圧
になると血液中への透析液の混入を招くから、この危険
を避けるために、前記の除水速度の表示値もしくは圧力
計１３ｃの指示値がマイナスになった際にこれを検知し
てブザーやランプによる警報を発するか、あるいは自動
的に両血液ポンプ１２ａ、１２ｂを停止させる機構を組
み込むことが望ましい。また、圧力計１３ａにて測定さ
れるシャント圧ならびに圧力計１３ｂにて測定される静
脈圧の異常に対しても、これを自動的に検知して両血液
ポンプ１２ａ、１２ｂを停止させる機構を導入すること
が推奨される。

上述のような異常等による緊急時や通常の一時停止にお
いて両血液ポンプ１２ａ、１２ｂを停止させた際には、
やはり患者の自然静脈圧は第２の血液ポンプ１２ｂの介
在部分で遮断されて透析器４内へは作用しない。従って
、この停止期間中においては、上記自然静脈圧による余
分な除水を生しることがなく、該除水に伴う血圧低下の
危険性が回避されると共に、該除水に見合う患者への補
液と頻繁な血液測定も不要となる。また透析器４内の血
液側が除圧になる恐れもないため、該停止期間中に透析
器４への透析液の給入を行うことが可能であり、これに
よって除水を伴う状態で老廃物等の物質移動のみを持続
させて透析効率を高めることができる。

なお、上述の実施例では透析液を間欠的に給入する構成
としているが、本発明の透析装置は透析液を透析器を連
続給入するものとしてもよい。また第１および第２の血
液ポンプとしては、例示した２個のローラを有するもの
に限らず、３個あるいは４個以上のローラを有するもの
も仕様可能である。

（発明特有の効果） 本発明の血液透析装置によれば、患者の自然静脈圧が透
析器内に作用しないことから、第１と第２の血液ポンプ
の駆動速度に基づいて設定される一定した限外濾過圧に
よる変動のない除水を行うことができ、また緊急時なら
びに通常の一時停止において除水停止操作を行った際に
も余分な除水を全く生じず、透析中および除水停止操作
中の患者の血圧低下が発生しくく、余分な除水に対応し
た補液操作ならびに血圧低下に相応するための頻繁な血
圧測定が不要となり、看護の労力が著しく軽減される。

従って、本発明の適用により、透析経験が長く自然静脈
圧の高い患者でも大面積かつ薄膜の透析器を安全に使用
でき、もって該透析器による低い限外濾過圧での安定し
た透析、中〜大分子量の老廃物除去効率の向上等の優れ
た利点を享受できる。

本発明の請求項（２）の構成によれば、血液ポンプによ
る血液回路上流側と下流側とのと液圧遮断が確実となり
、患者の自然静脈圧による悪影響を完全に排除できると
共に、限外濾過を行うための血液側の陽圧設定が容易に
なり、また血液を非接触で送液できるという利点がある
。

更に請求項（３）の構成によれば、透析液の給入圧を高
く設定しても透析液側から血液側への水分の移行や患者
の静脈圧の変動を生しないことから、間欠的給入による
透析効率の向上と透析液消費量の低減という効果を最大
限に発揮し得ると共に、透析液の給入時と給入停止時の
単位時間当たりの限外濾過量が等しくなることから、給
入停止時の透析液の増液の計量のみによって全透析中の
除水量を正確に把むことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る血液透析装置の回路構
成図、第２図は同装置の血液ポンプを示す縦断側面図、
第３図は従来の同装置の回路構成図である。 ３・・・可撓性チューブ、３ａ・・・円弧部、４・・・
透析器、７ａ・・・透析液給入路、１２ａ・・・第１の
血液回路、１２ｂ・・・第２の血液回路、１４ａ・・・
給入開閉弁、１７・・・弁開閉制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、透析器を用いて血液回路側の陽圧によって血液
   透析を行う装置であって、生体からの血液を該透析器内
   へ送る第１の血液ポンプと、透析器からの透析後の血液
   を生体へ戻す第２の血液ポンプとを備え、これら両血液
   ポンプによる透析器の上流側と下流側の血液流量差によ
   って上記陽圧が設定されるようになされた血液透析装置
   。
2. （２）、第１および第２の血液ポンプが、血液回路の一
   部を構成する可撓性チューブの円弧部を外側から圧窄し
   つつ円運動する回転体からなる請求項（１）記載の血液
   透析装置。
3. （３）、透析器への透析液給入路に開閉弁が設けられ、
   該開閉弁を間欠的に開放させる弁開閉制御手段を有して
   なる請求項（１）または（２）に記載の血液透析装置。