JPH0351054A - 人工透析装置 - 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、圧力センサを用いた差圧形流量計（ｒｉり流
量計）をダイアライザの透析液回路側に設けて、ダイア
ライザの限外濾過能（ＵＦＲＰ）の変化に関係なく所望
の限外沢過が行える人工透析装置に係わり、詳しくは前
記圧力センサの異常を検出できるようにした人工透析装
置に関する。

〈従来の技術〉 この種の従来の技術としては第３図に示すような人工透
析装置が公知であった（例えば特開昭６３−９９８７０
号公報参照）。

第３図は従来の人工透析装置の概要ブロック構成因であ
る。

第３図において、１は患者、２はチューブ状の膜２ａで
内室２ｂ、外室２Ｃに仕切られ夫々に血液と透析液が反
対方向に流されるダイアライザ、３ａは患者１とダイア
ライザ２の血液側の入口２ｂ１との間の血液回路、３ｂ
はダイアライザ２の血液側の出口２ｂ、と患者１との間
の血液回路、４ａはダイアライザ２の透析液側の入口２
ｃ、に接続された入口側の透析液回路、４ｂはダイアラ
イザ２の透析液側出口２ｃ２に接続された出口側の透析
液回路、４Ｃはダイアライザ２の透析液側出口２ｃ２に
接続された透析液バイパス回路、Ｐ、は入口側の透析液
回路４ａに定流量の透析液を送液する第１のポンプ、Ｐ
２は出口側の透析液回路４ｂに設けられた第２のポンプ
、Ｐ、は透析液バイパス回路４Ｃに設けられた第３のポ
ンプ、５は圧力測定部である。この圧力測定部５は、入
口側の透析液回路４ａに設けられたオリフィス６ａの上
流側圧Ｍ、を測定する非測定側が大気開放となっている
圧力検出手段（以下「圧力センサ」という）　）　７ａ
ｔ及び下流側圧Ｍ２を測定する７ａ＋と同様の圧力セン
サ７ａ、からの信号が加えられる（ＭｌとＭ２との差か
ら入口側の透析液回路４ａの流量が求められる差圧形流
量計が構成される）と共に、出口側の透析液回路４ｂに
設けられたオリフィス６ｂの上流側圧Ｍ３を測定する７
ａ、　、　７ａ２と同様の圧力センサ７ｂ、及び下流側
圧Ｍ４を測定する７ａ、　、　７ａ２．７ｂ、と同様の
圧力センサ７ｂ２カらの信号が加えられる（　Ｍ　３と
Ｍ４との差から出口側の透析液回路４ｂの流量が求めら
れる差圧形流量計が構成される）、尚、８は出口側の透
析液回路４ｂに設けられたチエツク・バルブ、■１は入
口側の透析液回路４ａに設けられ常時開いているバルブ
、■２は入口側の透析液回路４ａと出口側の透析液回路
４ｂとを接続する回路上に設けられ常時閉じているバル
ブである。

このような構成においてその動作は以下のようになる。

■：透析液の供給流量はオリフィス６ａの上流側圧Ｍ、
と下流側圧Ｍ２の差圧から求められる。

■：ダイアライザ２の透析液側の出口２Ｃ２から供給透
析液に血液から除水された水が加わった量の排液が、透
析液回路４ｂ並びに透析液バイパス回路４Ｃを通ってド
レインされる。この時に、透析液回路４ｂを流れる排液
流量は、オリフィス６ｂの上流側圧Ｍ３と下流側圧Ｍａ
の差圧から求められる。

■：第２のポンプＰ２が透析液回路４ａ、　４ｂに流れ
る流量が一致するように制御される時に、透析液バイパ
ス回路４ｃを流れる排液量が血液から除水された水の量
に対応することとなるから、これを第３のポンプＰ３の
回転数から求めることができる。

言替えれば、所望の限外濾過量を得るには、透析液回路
４ａ、　４ｂの流量を一致させつつ、透析液バイパス回
路４Ｃを流れる流量が所望の限外濾過量となるように第
３のボングＰコを制御すればよい。

〈発明が解決しようとする問題点〉 この裸な従来の技術にあっては以下のような問題点があ
った。

透析液回ｉ％４ａ、　４ｂに夫々一対の圧力センサ７ａ
。

７ａ２／γｂ＋　、　７ｂ２から成る差圧形流量計を設
けて、ダイアライザ透析液回路側の人出流量を等しくな
るように＃ｉＩＪｍシている時において、もし圧力セン
サ７ａ＋　、７ａ２／　７ｂ＋　、　７ｂ２ニ異常が生
じると、患者からの除水が制御できなくなり非常に危険
な状態となる。一方、この様なことがあるにも係わらず
、従来は透析中において圧力センサの正常／異常を適切
に検査する手段は無かった。

本発明はこの様な従来の技術の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、差圧流量計として用いられる
圧力センサを透析中にチエツクできて、常に正常又は異
常の判断することにより医療機器としての安全性を確保
することができる人］二透析装置を堤供することにある
。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成は、透析膜を隔てて血液と透析液とが流さ
れるダイアライザの透析液側の入１］と出口に夫々接続
された入口側の透析液回路及び出口側の透析液回路と、
前記入口側の透析液回路に定流量の透析液を送液する手
段と、前記入口側の透析液回路及び前記用ＯＲの透析液
回路に夫々設けられた流量検出手段と、前記用［１側の
透析液回路に設けられた流量調整手段と、前記ダイアラ
イザの透析液側の出口に接続された透析液バイパス回路
と、該透析液バイパス回路に設けられた流量調整手段と
、を具備して前記入口側の透析液回路を流れる流量に前
記出１コ側の透析液回路を流れる流量が一致するように
流量制御しつつ所望の限外濾過量に対応して前記透析液
バイパス回路を流れる流量を制御する人工透析装置にお
いて、前記入口側の透析液回路及び前記出口側の透析液
回路に夫々設けられた流量検出手段はオリフィスと該オ
リフィスの前後に設けられた非測定側が大気開放された
一対の圧力検出手段を用いた差圧形流量計の構成から成
る時に、前記圧力検出手段の大気開放された非測定側に
周期的に空気の外乱を与えて、この時の圧力検出手段の
出力変動をａ測することにより圧力検出手段の正常／異
常を判定することができることを特徴とするものである
。

く作用〉 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、差圧流量
計を構成する各圧力センサの従来大気開放となっていた
非測定側に周期的に空気の外乱を与えて出力の変動を観
測することによりその時の圧力センサの正常／異常を判
定するようにする。

〈実施例〉 以下図面に従い本発明の詳細な説明する。尚、以下の図
面において第３図と重複する部分は同一番号を付してそ
の説明は省略又は簡略化する。

第１図は本発明実施例装置の構成図である。

第２図は第１図の説明に供する図である。

第１図乃至第２図において、９は、例えばダイアプラム
ポンプ等のような構造からなり外乱要素となる外乱空気
（ここでは微小の空気圧）をｊｌ＋ｔ２＋・・・ｔｌの
タイミングで周期的に供給する（各圧力センサに背圧を
与える）ための微小空気供給手段である。この微小空気
供給手段９は、第１図においては、ダイアフラム９ａの
中央部分に他端にマグネット９ｂが取付けられたレバー
９Ｃの先端が取付けられて、マグネット９ｂの吸引／解
除によりダイアフラム９ａの面が上下動することにより
微小空気圧を周期的に得る構造となっている（以下この
微小空気供給手段を「ダイアフラムポンプ」という）。

１０は、ダイアフラムポンプ９からの周期的な微小空気
圧の供給がある時に、差圧流量計を構成する各圧力セン
サ７ａ＋〜７ｂ２の従来大気開放となっていた非測定側
（大気開放マニ二ホールド）に、その微小空気圧を背圧
として分配するために設けられた、例えば、各圧力セン
サ７ａ、〜７ｂ２の夫々に所定のチューブαを介して接
続される出力口１０ａ１〜１０ａ４．ダイアフラムポン
プ９からの微小空気圧が供給される供給口１０ｂ及び大
気に開放される大気開放口１０ｃからなる集合コネクタ
からなる微小空気圧分配手段（以下「集合コネクタ」と
いう）である、この時、集合コネクタ１０の出力口１０
ａ１〜１０ａ４や大気開放口１０ｃの管径及び又はチュ
ーブαの容量等を適当に選らべば、微小空気圧の大きさ
（圧力センサの出力に与える影響）を調節することがで
きる。

１１は、周期的な微小空気圧の供給がある時の圧力セン
サ７ａ、〜７ｂ２の出力の変動を観測することにより、
その時の圧力センサの正常又は異常（故障）を判定（例
えば故障判断としては外乱出力が現れなくなったことを
検出することによりできる）する判定手段である。この
判断手段１１は例えば、圧力センサ７ａ、〜７ｂ２の出
力を入力して選択出力するマルチプレクサ（以下ｒＭＵ
ＸＪという）１１ａと、ＭＵＸｌｌａの出力（アナログ
ｇｉ）をデジタル変換するＡＤＣ（アナログデジタル変
換回路）１１ｂと、ＡＤＣｌｌｂを介して入力されるＭ
ＵＸｌｌａからの圧力センサ７ａ、〜７ｂ２の出力を入
力して圧力センサの正常又は異常を判定するために必要
な演算処理を行う演算部（以下ｒＣＰＵＪという）１１
ｃである。尚、ここで、ＣＰＵ１１ｃは、ダイアフラム
ポンプ９に動作信号を出力して微小空気圧をｔｌ＋ｊ２
＋・・・ｔｌのタイミングで周期的に圧力センサ７ａ、
〜７ｂ２の大気開放側に外乱を与えてやるような制御を
できるように構成されるものとする。又、ＭｔＪＸｌｌ
ａを設けて、このＭＵＸｌｌａをＣＰＵ１１ｃで制御で
きるようにしたのは、圧力センナの全体を総合的に判定
（異常検出）することができるようにすると共に単体の
判定をも可能とする為である。

この様な構成において、ｔｌ＋　ｔ２＋・・・ｔｌのタ
イミングでダイアフラムポンプ９を駆動し、圧力センサ
７ａ、〜７ｂ２の大気開放側に微小圧の外乱を背圧とし
て与えた場合、以下のようになる。

圧力センサ７ａ、〜７ｂ２の出力として第２図に示すよ
うな特性があられれる。この時、微小圧の加わる時間を
Δｔとすると、その中間のΔｔ／２間における時間の間
隔ｔ、＋Δｔ／２〜ｔ２＋Δｔ／２．ｔ２＋Δｔ／２〜
ｔ３＋Δｔ／２．・・・ｔｌ−７＋Δｔ／２〜ｔＴＬ＋
Δｔ／２を周期τとする。

従ッテ、ｔＬ十Δｔ／２（但し１＝１〜ｎ）のタイミン
グで圧力センナのデータを取組むことにより、その時の
出力電圧ｖ１とＶｔとを比較すれば、電圧差があること
で、圧力センサが正常に動作していることをＣＰ　Ｕ　
１１ｃを用いて判定することができる。即ち、この圧力
センサをダイナミック型として使用できるために故障状
態を速やかに検出できることとなる。

尚、流量測定に当たっては、Δｔの期間について圧力情
報の取込みを禁止するようにすれば、外乱状態を測定デ
ータに取組むことなく、常に正確な圧力情報に基づく流
量情報を得ることができることとなる。

くその他の実施例〉 ■二側断手段１１について、上記説明においては、主と
して圧力センサの正常／異常を判断するための手段とし
ての場合を中心として行った。即ち、第１図の場合にお
いては、判断手段１１と並列に第２図のような圧力測定
部５のような通常の圧力／流量測定を行う手段を別に設
ける（測定・判定等を行う手段と所望の限外濾過量を得
る為の手段とを夫々分離して設ける）場合を想定し、Δ
ｔの期間についてはその圧力情報の取込みを禁止して測
定動作を禁止又はその直前の状態をホールドすることで
対処するような方法をとることが考えられる。この時の
取込み／禁止についての方法に就いても色々考えられる
が、例えば、ＭＵＸｌｌａの出力を取込み、ＣＰＵ１１
ｃの命令に基づいてその処理をするようにしてもよいし
勿論的の手段によっても艮い、一方、例えばこれ等を一
体構成としてＣＰＵ１１ｃの処理機能を拡大し、ダイア
フラムボン１９の制御信号との関係等をベースにプログ
ラミングをしてΔｔの期間について正常／異常を前記の
ように判断して処理をし、その時の圧力センサの出力の
変動を観測することにより正常／異常を判定すると共に
、これ以外の区間（τ−Δｔ）においては透析液回路４
ａ、　４ｂの入出力流量を演算し、所望の限外濾過量を
得るために透析液回路４ａ。

４ｂの流量を一致させつつ透析液バイパス回路４Ｃを流
れる流量が所望の限外濾過量となるように、第３のポン
プＰ３を制御するようなＲｅ５を有する演算制御手段と
するようにしてもよい。

■：圧カセンサからの信号と取入れ手段としては上述の
説明したＭＡＸ、ＡＤＣ等のような組合せ以外にも公知
の手段でよく、例えばアナログタイミング回路とホール
ド回路の組合せたような構成としてもよいことはいうま
でもない。

■：ダイアフラム９及び集合コネクタ１０は必ずしも必
要なものではない、何故なら圧力センサに所定の周期で
一定の外乱となる背圧を与えるようにすればよい訳であ
るから、その背圧を与える手段として、例えば、背圧管
路（第１図においてαで示すチューブ）の一部を瞬間的
にクリッピングすることによりその背圧が変化するよう
な装置であってもよい、そしてこの場合のクリッピング
のための動作信号は例えば第１図の時のようにＣＰＵ１
１ｃからの信号で動作するようになっていればその目的
を果すことができる。この時に集合コネクタ１０を用い
れば各背圧管路毎にクリッピングする必要は無い、更に
外乱を与える背圧源として、微小振幅の交流音源を用い
て測定信号に現れる微小の交流信号を検出するようにし
てもよい、この時は第２図の時刻ｔ４以後に破線で微小
振幅交流音源による出力信号Δυ１として示すようにな
る。

尚、このΔｖ１は例えば抵抗、コンデンサ、オペアンプ
等により構成されるローパスフィルタを通すことによっ
てＶπのみ取出すことが可能である。

〈発明の効果〉 本発明によれば以下のような効果を奏する。

■：圧カセンサ、言替えれば流量計の状態を常に監視す
ることにより医療機器としての安全性を確保することが
できる。

■：第１図のような構成とした場合は、大気開放を集合
させることができるので、微小空気圧を１台のダイアプ
ラムポンプと集合コネクタの組合せで何台もの圧力セン
サでも受持たせることができるから、費用の点でも大幅
のコストアップとはならをい。

【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
説明に供する図、第３図は従来の人工透析装置の概要ブ
ロック構成図である。 １・・・患者、２・・・ダイアライザ、３ａ、　３ｂ・
・・血液回路、４ａ、　４ｂ・・・透析液回路、４Ｃ・
・・透析液バイパス回路、Ｐ、、Ｐ２．Ｐ３・・・ポン
プ、５・・・圧力測定部、８ａ、　６ｂ−・・オリフィ
ス、７ａ＋　、　７ａ２．７ｂ＋　、　７ｂ２・・・圧
力センサ、９・・・微小空気供給手段（ダイアフラムポ
ンプ）、１０・・・微小空気圧分配手段（集合コネクタ
） １１・・・判断手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透析膜を隔てて血液と透析液とが流されるダイアライザ
   の透析液側の入口と出口に夫々接続された入口側及び出
   口側の透析液回路と、入口側の透析液回路に定流量の透
   析液を送液する手段と、前記入口側の透析液回路及び出
   口側の透析液回路に夫々設けられた流量検出手段と、前
   記出口側の透析液回路に設けられた流量調整手段と、前
   記ダイアライザの透析液側の出口に接続された透析液バ
   イパス回路と、該透析液バイパス回路に設けられた流量
   調整手段と、を具備して前記入口側の透析液回路を流れ
   る流量に前記出口側の透析液回路を流れる流量が一致す
   るように流量制御しつつ所望の限外濾過量に対応して前
   記透析液バイパス回路を流れる流量を制御する人工透析
   装置において、前記入口側の透析液回路及び前記出口側
   の透析液回路に夫々設けられた流量検出手段はオリフィ
   スと該オリフィスの前後に設けられた非測定側が大気開
   放された一対の圧力検出手段を用いた差圧形流量計の構
   成から成る時に、前記圧力検出手段の大気開放された非
   測定側に周期的に空気の外乱を与えて、この時の圧力検
   出手段の出力変動を観測することにより圧力検出手段の
   正常／異常を判定することができることを特徴とする人
   工透析装置。