JPH04317659A - 単一針回路内での血液の循環を制御するための装置 - Google Patents
単一針回路内での血液の循環を制御するための装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の体外循環の分野に関し、詳しくは本発明は動脈ステー
ジ、即ち血液吸引ステージ及び静脈ステージ、即ち血液
戻しステージを制御下で交互作動させるための方法に関
する。
ある。実際上、血液は先ず患者から抜き出され適宜のデ
バイスによって処理された後、患者に戻される。患者か
らの血液の抜き出し及び戻しは2つの別々の針を介して
為され得る。しかしながら、慢性腎不全の患者の透析治
療の如く反復態様で為されるべき処理に対しては、針穴
の数を制限し、単一針式の体外血液回路を使用して血液
を単一の血管針を介して患者から抜き出しそして戻すの
が有益である。そうした場合、血液は一方向及びその反
対方向に於て針内部を交互に循環せねばならない。従っ
て、吸引ステージ、即ち動脈ステージ及び戻しステージ
、即ち静脈ステージを交互に行う上での問題を解決する
必要がある。米国特許第4776837号は単一針式の
体外回路に関するものであり、動脈部分のみならず静脈
部分を含んでいる。動脈側部分には動脈側リザーバーと
この動脈側リザーバーの上流側及び針の下流側に位置付
けられた回路を開閉するための開閉手段とが含まれ、ま
た静脈側部分には静脈側リザーバーとこの静脈側リザー
バーの下流側及び針の上流側に位置付けられた回路を開
閉するための開閉手段とが含まれる。この体外回路では
静脈側ステージ、即ち血液戻しステージは静脈側リザー
バー内部の液体量が上限に達したのに応じて作動され、
また動脈側ステージ、即ち血液吸引ステージは動脈側リ
ザーバー内部の血液量が下限に達したのに応じて作動さ
れる。前記米国特許には、動脈ステージ及び静脈ステー
ジの交互の作動を、動脈側リザーバー内部の液体量が不
十分になった場合にだけ動脈ステージを始動しまた静脈
側リザーバー内の液体量が十分な場合にだけ静脈ステー
ジを始動するように自己調節させることにより、処理時
間の最適使用がなされると記載される。しかし、動脈ス
テージ及び静脈ステージの交互作動を制御するためのそ
うした方法は、最適な安全状況を得るためには適してい
ない。実際、動脈ステージ実施中、動脈側リザーバー及
び静脈側リザーバー内の液量は同時に増加し、液体量が
上限に達したことは静脈側リザーバーだけに於て検出さ
れることから、静脈側リザーバー内部の液体量が上限に
達する前に動脈側リザーバー内の液体量が過剰となって
あふれ出る恐れがある。同様に、静脈ステージ中、前記
2つのリザーバー内部の液体量は同時に減少し、液体量
が下限に達したことは動脈側リザーバーだけに於て検出
されることから、静脈側リザーバー内の液体量が不十分
になる可能性がある。従って、患者には処理済血液だけ
でなく空気が戻される恐れがあり、この場合には塞栓症
の如き深刻な障害が生じ得る。
て高液体レベルが達成されたことを検出することによっ
て動脈側及び静脈側の各リザーバーにおける液体量が特
定の最大量にあり、また静脈側リザーバーに於て低液体
レベルが達成されたことを検出することによって動脈側
及び静脈側の各リザーバーにおける液体量が特定の最小
量にあることが示される方法を提供することである。
式の体外回路における血液の動脈ステージ、即ち吸引ス
テージ及び静脈ステージ、即ち戻しステージ間の交互の
動作を制御するための方法であって、前記体外回路が、
動脈側リザーバー並びにこの動脈側リザーバーの下流側
に位置付けられた体外回路部分を開閉させるための開閉
手段を含む動脈側部分と静脈側リザーバー及びこの静脈
側リザーバーの下流側に位置付けられた前記体外回路部
分を開閉させるための開閉手段とを含み、前記動脈側リ
ザーバー或は静脈側リザーバーの何れかにおける液体が
特定の最大量に達するとすぐに前記動脈ステージの作動
が開始され、前記動脈側リザーバー及び静脈側リザーバ
ーの何れか一方或は他方における液体が特定の最小量に
達するとすぐに前記静脈ステージの作動が開始されるよ
うになっていることを特徴とする前記方法が提供される
。また本発明に従えば、単一針式の体外回路における血
液の動脈ステージ、即ち吸引ステージ及び静脈ステージ
、即ち戻しステージ間の交互の動作を制御するための方
法であって、動脈側及び静脈側の2つのリザーバーに於
て特定の最大液量が達成されたことが同時に検出され、
また前記2つのリザーバーに於て特定の最小液量が達成
されたことが同時に入手される方法を提供することにあ
る。
路1は単一の針3を介して患者2から血液を抜き出しそ
れを体外回路1に循環させそして、血液透析器4の如き
デバイスによって処理した後、患者に戻すことが可能で
ある。体外回路1には、前記針3及び血液透析器4間に
おける血液を取り扱うための動脈側部分5と血液透析器
4及び針3間における血液を取り扱うための静脈側部分
6とが含まれる。動脈側部分5には動脈側リザーバー7
が含まれ、この動脈側リザーバー7には圧力トランスデ
ューサー8と回路を開閉させるための、クランプ9のよ
うな開閉手段とが設けられる。同様に、静脈側部分6に
は静脈側リザーバー10が含まれ、この静脈側リザーバ
ー10には圧力トランスデューサー11と回路を開閉さ
せるための、クランプ12のような開閉手段とが設けら
れる。圧力トランスデューサー8及び11からのデータ
はクランプ9及び12の開閉を制御する制御ユニット1
3に伝送される。更には、血液透析器4の前方且つ動脈
側リザーバー7から下流側の動脈側部分5にはポンプ1
4が位置付けられる。
方法によって動脈ステージ及び静脈ステージを交互に実
施させることによって行われる。動脈ステージを実施中
、クランプ9は開放されクランプ12は閉ざされる。 この場合血液は、ポンプ14が起動されることによって
患者から抜き出され、針3、動脈側部分5、血液透析器
4を介して静脈側部分6へと循環する。クランプ12が
閉じていることから、動脈側リザーバー7及び静脈側リ
ザーバー10内の液体量は増大する。これら各リザーバ
ーは閉じていることから、その内圧もまた液体量の増大
と共に増大する。
2は開放され、クランプ9は閉ざされ血液は患者に戻さ
れる。血液透析器4を通しての血液の循環は、動脈側リ
ザーバー7に液体が存在することによって維持される。 しかしながら、動脈側リザーバー及び静脈側リザーバー
10内の液体量は減少し、各リザーバー内部の圧力もま
た減少する。動脈側部分5内部に存在する圧力は常に負
であり、動脈ステージの末端に於ては約−200mmH
g(大気圧に対して−2.67・104 Pa)であり
、そして静脈ステージの末端では−350mmHg(大
気圧に対して−4.6・104 Pa)である。静脈側
部分の内側で得られる圧力は正であり、静脈ステージの
末端では+200mmHg(大気圧に対して2.67・
104 Pa)であり、そして静脈ステージの末端では
+350mmHg(大気圧に対して4.6・104 P
a)である。
で設定される。体外回路の既知の幾何形状、特には動脈
側及び静脈側の各リザーバー7及び10の容積に基いて
、動脈ステージ及び静脈ステージ間における各リザーバ
ー内部の液体量の特定の最大量及び最小量に、従って特
定の変化量に対応するよう選択される。更には、前記圧
力は、血液適合性であるように且つ各リザーバー内部の
適宜の液体レベルに対応するよう選択される。
8及び11によって測定された圧力の値が制御ユニット
13に伝送され、制御ユニット13は前記圧力値を初期
設定中にメモリーに記憶された値、例えば、圧力トラン
スデューサー8によって測定された動脈側圧力値に対し
ては−350mmHg及び−200mmHgと、そして
圧力トランスデューサー11によって測定された静脈側
圧力値に対しては+200mmHg及び+350mmH
gと比較する。かくして、本デバイスが動脈ステージ実
施状態にあり、且つ動脈側及び静脈側の各リザーバー内
の液体量が増大された場合、動脈側リザーバー7の測定
圧力値が−200mmHgに或は静脈側リザーバー10
の測定圧力値が+350mmHgに達するとすぐに、制
御ユニット13がクランプ9を閉じ、クランプ12が開
放される。次いで静脈ステージが開始され、その間、各
リザーバー内部の液体量は減少される。この場合、動脈
側リザーバーの測定圧力値が−350mmHgに或は静
脈側リザーバーの測定圧力値が+200mmHgに達す
るとすぐに、制御ユニット13がクランプ12を閉じそ
してクランプ9を開放する。動脈ステージ及び静脈ステ
ージが交互に制御されることから、体外回路1の作動上
の安全性は従来のものと比較して改良される。
図1に示される第1具体例と同一の要素には同一の参照
番号が付記されている。この第2具体例では、動脈側リ
ザーバー7と静脈側リザーバー10には各2つのレベル
検出体が設けられ、これら2つのレベル検出体の位置は
各リザーバー内部の所望の最大量及び最小量と対応され
る。かくして動脈側リザーバー7には高レベル検出体1
5及び低レベル検出体16が設けられ、同様に静脈側リ
ザーバー10には高レベル検出体17及び低レベル検出
体18が設けられる。
、高レベル検出体17そして低レベル検出体18からの
データは制御ユニット13に伝送される。第2具体例に
おける体外回路には更に空気ポンプ19が含まれる。 この空気ポンプ19はディストリビューター20の位置
に依存して、動脈側リザーバー7或は静脈側リザーバー
10と連通する。空気ポンプ19は制御ユニット13に
よって制御される状態下で空気を各リザーバーに追加し
或はそこから抜き出すことが出来る。ディストリビュー
ター20は、同じくその位置が制御ユニット13によっ
て制御されるものであり、そうした制御下で空気ポンプ
19をして動脈側リザーバー7或は静脈側リザーバー1
0と選択的に連通可能ならしめ得る。本発明のこの第2
具体例に従えば、動脈ステージの終わりには各リザーバ
ーの一方に於て特定の最大液体量が達成される。即ち、
液体レベルが高レベル検出体15或は17の何れか一方
に達するとその高レベル検出体が信号を発し、この信号
が制御ユニット13に伝送される。この制御ユニットは
これによりクランプ12を開放しそしてクランプ9を閉
じそれにより静脈ステージの作動を保証する。同様に、
静脈ステージの終わりには各リザーバーの他方に於て特
定の最小液体量が達成される。即ち、液体レベルが低レ
ベル検出体16或は18の何れか一方に達するとその低
レベル検出体が信号を発し、この信号が制御ユニット1
3に伝送される。この制御ユニットはこれによりクラン
プ12を閉じしそしてクランプ9を開放しそれにより動
脈ステージを作動させる。
ージへの切り替えは、体外回路の一方側の部分の状況だ
けに応じて、その時の体外回路の他方側の状態に拘らず
行われるばかりではなく、またその逆に、体外回路全体
の作動状況に従っても調節される。更には、各リザーバ
ー内部の液体レベルを制御するためには、圧力トランス
デューサーからのデータを使用するよりもレベル検出体
からのデータを直接使用する方がより簡単であり且つ信
頼性がより高い。
化するために、本発明の方法では更に、各リザーバー内
の液体レベルの高レベル及び低レベル間での実際の変化
を検査可能である。実際上、動脈ステージの終わりの部
分に於て制御ユニット13が第1の、即ち一方側のリザ
ーバー内の液体レベルが高レベル検出体に達したことを
知らせると、制御ユニット13は第2の、即ち他方側の
リザーバーに於ける時間計測、即ち、この第2のリザー
バー内の液体レベルが低レベル検出体に達するまでの時
間の計測を開始する。こうして計測された時間は、制御
ユニット13によって、高レベル検出体及び低レベル検
出体間に存在する既知の液体量から決定された参照時間
並びに体外回路の作動状況(即ち作動の始動時に設定さ
れたポンプ14の送出量及び圧力値)と比較される。前
記参照時間は、もし第2のリザーバー内の液体が第1の
リザーバーの液体と同時に高レベル検出体に達した場合
は液体レベルを下げるべき時間に相当する。測定された
時間と参照時間との間の差によって、第1のリザーバー
内部の液体が高レベル検出体に達した時の第2のリザー
バー内の液体レベルを評価可能となる。
合或は少なくとも参照範囲に含まれない場合は、少なく
とも一方のリザーバーの内部の圧力状況が所望のそれで
はないことを意味する。圧力トランスデューサー8及び
11によって為された測定により、制御ユニット13は
どちらのリザーバーで不一致が生じているかを見極める
ことが出来る。空気ポンプ19によって空気を追加或は
抜き出すことにより補正が実施され得る。この補正の効
果は以下の周期中における測定によって検査出来る。即
ち、静脈ステージの終わりに際して一方のリザーバー内
の液体レベルが低レベル検出体に達した時に同様の様式
で時間計測を開始させ、そして他方のリザーバー内の液
体レベルが上昇し始める時間を測定可能であることは勿
論である。本発明が具体例に限定されるものではなく、
多くの変更を為し得ることを認識されたい。各リザーバ
ーに対し、全部で2つのレベル検出体或はそれらレベル
検出体を使用するのに代えて、リザーバー内の液体レベ
ルに直接比例する信号を発生する単一のレベル検出体を
使用出来る。かくして、各リザーバー内の液体レベルが
高レベル及び低レベルに同時に達したことを検査するた
めには、一方のリザーバー内の液体レベルが限界レベル
(高レベル或は低レベル)に達した時、他方のリザーバ
ー内のレベル検出体によって伝送された信号が参照範囲
に含まれるか否かを制御ユニット13によって検査すれ
ば十分となる。参照範囲に入らない場合は制御ユニット
13によって空気ポンプ19及びディストリビューター
20が起動され、所望の作動状況が再確立される。
ザーバー内部の液体量及びそこに生じる圧力間の相関関
係の如き相関関係を用いる必要無く、直接制御可能とな
る。 2.リザーバーからのこぼれ出し或は循環する血液への
空気の混入が完全に回避されるようになる。 3.動脈側部分及び静脈側部分における圧力が実質的に
一定に保持されるデバイスに対して特に適した制御プロ
セスが提供される。 4.処理のために入手し得る血液の容量を完全に制御す
ることが可能となり、また所定時間に対する処理の効率
が最適化され得る。 5.処理のために入手し得る血液の容量を、レベル検出
体の位置を変化させることによって変化可能となる。
Claims (5)
- 【請求項1】 単一針3を具備する体外回路にして、
動脈側リザーバー7と前記体外回路の前記動脈側リザー
バー7の上流側に位置付けられた部分を開閉するための
開閉手段9を含む動脈側部分5と、静脈側リザーバー1
0と前記体外回路の前記動脈側リザーバー7の下流側に
位置付けられた部分を開閉させるための開閉手段12を
含む静脈側部分6とより構成される前記体外回路に於て
、血液吸引ステージ及び血液戻しステージを制御下で交
互に実施させるための方法であって、動脈側リザーバー
7或は静脈側リザーバー10の何れか一方に於て特定の
最大液体量が達成された時点で即座に血液吸引ステージ
を開始させる段階と、動脈側リザーバー7或は静脈側リ
ザーバー10の他方に於て特定の最小液体量が達成され
た時点で即ぐに血液戻しステージを開始させる段階とを
含むことを特徴とする前記方法。 - 【請求項2】 リザーバー内の液体レベルが高レベル
に達したことを検出することによって前記リザーバー内
に特定の最大液体量が存在することを示し、またリザー
バー内の液体レベルが低レベルに達したことを検出する
ことによって前記リザーバ内に特定の最小液体量が存在
することを示す段階を含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 2つのリザーバーに於て特定の最大液
体量が同時に入手されたことを、また2つのリザーバー
に於て特定の最小液体量が同時に入手されたことを検査
する段階が含まれる請求項1又は2の何れか1つに記載
の方法。 - 【請求項4】 動脈側リザーバー(或は静脈側リザー
バー)に於て特定の最大液体量が入手された場合に静脈
側リザーバー(或は動脈側リザーバー)の夫々に存在す
る液体量を決定する段階と、2つのリザーバーに於て特
定の最大液体量が同時に入手されなかった場合に少なく
とも一方側のリザーバーに於て入手される空気量を変化
させる段階が含まれる請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 動脈側リザーバー或は静脈側リザーバ
ーの夫々に於て特定の最小液体量が動脈側リザーバ(或
は静脈側リザーバー)に於て入手された場合に静脈側リ
ザーバー(或は動脈側リザーバ)の内部の液体量を決定
する段階と、特定の最小液体量が2つのリザーバーに於
て同時に入手されなかった場合に、少なくとも一方のリ
ザーバーに於て入手された空気量を変化させる段階を含
んでいる請求項3或は4記載の方法。
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