JPH0450038Y2 - - Google Patents
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- JPH0450038Y2 JPH0450038Y2 JP1985175822U JP17582285U JPH0450038Y2 JP H0450038 Y2 JPH0450038 Y2 JP H0450038Y2 JP 1985175822 U JP1985175822 U JP 1985175822U JP 17582285 U JP17582285 U JP 17582285U JP H0450038 Y2 JPH0450038 Y2 JP H0450038Y2
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Landscapes
- External Artificial Organs (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この考案は呼吸不全患者の肺機能を補助するた
めに使用される人工肺装置に関するものである。
めに使用される人工肺装置に関するものである。
「従来の技術」
呼吸不全患者に対して、その血液を体外循環さ
せ、その間に血液中の二酸化炭素成分を除くため
に、血液の損傷が少く、かつ効率のよい装置とし
て、人工腎臓用の血液透析器を用いた体外循環型
肺補助装置が提案されている。第3図はそのブロ
ツク系統図である。図において、患者の血液は血
液ポンプ1により血液ラインを通つて透析器2へ
送られ、透析器2内で膜を介して、血液中の重炭
酸イオン(HCO3 -)及び溶存二酸化炭素(CO2)
が透析液側に移動し、二酸化炭素成分が減少した
血液はドリツプチヤンバ3、血液用流用計6、静
脈圧調整器4を順次経由して患者の体内に戻され
る。
せ、その間に血液中の二酸化炭素成分を除くため
に、血液の損傷が少く、かつ効率のよい装置とし
て、人工腎臓用の血液透析器を用いた体外循環型
肺補助装置が提案されている。第3図はそのブロ
ツク系統図である。図において、患者の血液は血
液ポンプ1により血液ラインを通つて透析器2へ
送られ、透析器2内で膜を介して、血液中の重炭
酸イオン(HCO3 -)及び溶存二酸化炭素(CO2)
が透析液側に移動し、二酸化炭素成分が減少した
血液はドリツプチヤンバ3、血液用流用計6、静
脈圧調整器4を順次経由して患者の体内に戻され
る。
透析液供給部10より放散筒11へ供給された
透析液は放散筒11の出口よりPH測定器12、温
度計13、ポンプ14、流量計15を順次経由し
て透析器2へ流入され、透析器2より流出される
透析液は液圧計16、液切れ検出器17、ヒータ
18を順次経由して放散筒11へ戻される。この
ようにして透析液の循環系路が構成される。
透析液は放散筒11の出口よりPH測定器12、温
度計13、ポンプ14、流量計15を順次経由し
て透析器2へ流入され、透析器2より流出される
透析液は液圧計16、液切れ検出器17、ヒータ
18を順次経由して放散筒11へ戻される。この
ようにして透析液の循環系路が構成される。
ガス供給部20より供給される不活性ガスは圧
力調整器21、止め弁22、ガス流量弁23、ガ
ス流量計24、逆止弁25を順次経由して放散筒
11へ与えられる。
力調整器21、止め弁22、ガス流量弁23、ガ
ス流量計24、逆止弁25を順次経由して放散筒
11へ与えられる。
放散筒11においては、透析液中の重炭酸イオ
ンが透析液中に含まれる炭酸脱水酸素の触媒作用
によつて二酸化炭素に転化される。透析液は放散
筒内で不活性ガスと気液接触され、この転化され
た二酸化炭素は炭酸ガスとして放散される。
ンが透析液中に含まれる炭酸脱水酸素の触媒作用
によつて二酸化炭素に転化される。透析液は放散
筒内で不活性ガスと気液接触され、この転化され
た二酸化炭素は炭酸ガスとして放散される。
放散筒で二酸化炭素成分を除去すると透析液の
PHが上昇する。ところで、重炭酸イオンを二酸化
炭素に転化するために透析液に添加する触媒即ち
炭酸脱水酸素にはその触媒作用を発揮できる、活
性領域と呼ばれるPHの範囲が存在する。このため
演算制御部40はPH測定器12のデータを監視
し、透析液のPHがこの活性領域を外れないよう
に、必要に応じPH調節用の緩衝液(例えば希塩酸
溶液)を緩衝液供給部30より、ピンチバルブ3
1をオン、オフ制御して、放散筒11へ供給す
る。
PHが上昇する。ところで、重炭酸イオンを二酸化
炭素に転化するために透析液に添加する触媒即ち
炭酸脱水酸素にはその触媒作用を発揮できる、活
性領域と呼ばれるPHの範囲が存在する。このため
演算制御部40はPH測定器12のデータを監視
し、透析液のPHがこの活性領域を外れないよう
に、必要に応じPH調節用の緩衝液(例えば希塩酸
溶液)を緩衝液供給部30より、ピンチバルブ3
1をオン、オフ制御して、放散筒11へ供給す
る。
透析器2においては、二酸化炭素成分が血液よ
り透析液へ移行すると同時に水分も同様に移動す
る。即ち血液と透析液との圧力の差、所謂透析器
の過圧が正のときは血液から水分が除去され、
逆に負のときは血液中に水分が入り込む。また
過圧が零であれば水分の移動はない。従つて必要
に応じ過圧を制御する必要がある。このため演
算制御部40は静脈圧計5のデータと液圧計16
のデータの差つまり過圧を算出し、必要に応じ
静脈圧調整器4を制御する。
り透析液へ移行すると同時に水分も同様に移動す
る。即ち血液と透析液との圧力の差、所謂透析器
の過圧が正のときは血液から水分が除去され、
逆に負のときは血液中に水分が入り込む。また
過圧が零であれば水分の移動はない。従つて必要
に応じ過圧を制御する必要がある。このため演
算制御部40は静脈圧計5のデータと液圧計16
のデータの差つまり過圧を算出し、必要に応じ
静脈圧調整器4を制御する。
演算制御部40は、放散筒11の放散路に設け
たCO2濃度計19のデータxと透析液の流入系路
の流量計15のデータyとより炭酸ガス除去流量
z=xyを計算し、この値が設定値と等しくなる
ように、血液の流量(血液用流用計6のデータ)
が許容範囲内にあり可変できる場合は血液ポンプ
1を制御し、もし可変できない場合はガス流量弁
23を制御して不活性ガスの流量を調整すると共
に透析液の流入系路のポンプ14を制御して循環
する透析液の流量を調整する。この炭酸ガス除去
流量zを設定値へ調整する制御は肺補助装置を稼
動させた直後に行はれる。
たCO2濃度計19のデータxと透析液の流入系路
の流量計15のデータyとより炭酸ガス除去流量
z=xyを計算し、この値が設定値と等しくなる
ように、血液の流量(血液用流用計6のデータ)
が許容範囲内にあり可変できる場合は血液ポンプ
1を制御し、もし可変できない場合はガス流量弁
23を制御して不活性ガスの流量を調整すると共
に透析液の流入系路のポンプ14を制御して循環
する透析液の流量を調整する。この炭酸ガス除去
流量zを設定値へ調整する制御は肺補助装置を稼
動させた直後に行はれる。
また演算制御部40は透析液の温度、液圧、
PH、流量、液切れ、血液の流量、静脈圧、不活性
ガス流量、炭酸ガス濃度等の各データを表示器4
1へ表示する。
PH、流量、液切れ、血液の流量、静脈圧、不活性
ガス流量、炭酸ガス濃度等の各データを表示器4
1へ表示する。
炭酸ガス除去流量、透析液のPH及び温度等の各設
定値は操作部42より演算制御部40の記憶回路
へ記憶される。
定値は操作部42より演算制御部40の記憶回路
へ記憶される。
「考案が解決しようとする問題点」
肺補助装置が稼動するに伴い、血液中の二酸化
炭素成分は透析器の膜を通して透析液へ移動し、
この透析液は放散筒へ導かれて不活性ガスと気液
接触し、血液より取り込んだ二酸化炭素成分は炭
酸脱水酸素のはたらきにより二酸化炭素として大
気中へ放散される。血液中の二酸化炭素成分は次
第に減少し、遂には透析液へ移動しなくなり、放
散筒で放散する炭酸ガスの濃度は零となる。演算
制御部40はCO2濃度計19のデータが所定値に
低下したことを検出すると、この状態を表示する
と共に装置の動作を停止させる。操作者はこの状
態を検知すると患者の容態により治療を終了する
か或いは時間を置いて再び装置をスタートさせ
る。ところで、肺補助装置をスタートしてより、
炭酸ガス濃度が所定値に低下する迄の時間は患者
によつて異なり、また同じ患者でも容態によつて
異なり、この稼動時間を予測するには相当の経験
を必要とし、一般の操作者にはこの予測は困難で
ある。多くの場合、装置稼動中は操作者が頻繁に
表示器に表示されるCO2濃度計19のデータを監
視しなければならず、他の業務を並列して遂行す
ることは難しく、つまり装置の操作を省力化でき
ない欠点をもつていた。この考案は肺補助装置の
所要稼動時間を予測できるように改良することを
目的とする。
炭素成分は透析器の膜を通して透析液へ移動し、
この透析液は放散筒へ導かれて不活性ガスと気液
接触し、血液より取り込んだ二酸化炭素成分は炭
酸脱水酸素のはたらきにより二酸化炭素として大
気中へ放散される。血液中の二酸化炭素成分は次
第に減少し、遂には透析液へ移動しなくなり、放
散筒で放散する炭酸ガスの濃度は零となる。演算
制御部40はCO2濃度計19のデータが所定値に
低下したことを検出すると、この状態を表示する
と共に装置の動作を停止させる。操作者はこの状
態を検知すると患者の容態により治療を終了する
か或いは時間を置いて再び装置をスタートさせ
る。ところで、肺補助装置をスタートしてより、
炭酸ガス濃度が所定値に低下する迄の時間は患者
によつて異なり、また同じ患者でも容態によつて
異なり、この稼動時間を予測するには相当の経験
を必要とし、一般の操作者にはこの予測は困難で
ある。多くの場合、装置稼動中は操作者が頻繁に
表示器に表示されるCO2濃度計19のデータを監
視しなければならず、他の業務を並列して遂行す
ることは難しく、つまり装置の操作を省力化でき
ない欠点をもつていた。この考案は肺補助装置の
所要稼動時間を予測できるように改良することを
目的とする。
「問題点を解決するための手段」
この考案は、従来の肺補助装置に、体外循環開
始時における透析器に入る患者の血液の炭酸ガス
分圧の初期値と、透析器に入る前の透析液の炭酸
ガス分圧の初期値と、患者の体重及び性別を入力
する手段と、それらの入力値より、体外循環治療
の時間経過にともない変化する上記透析器の入る
前の血液ガス分圧を予測演算する手段と、この予
測演算結果を表示する手段とを設けたものであ
る。
始時における透析器に入る患者の血液の炭酸ガス
分圧の初期値と、透析器に入る前の透析液の炭酸
ガス分圧の初期値と、患者の体重及び性別を入力
する手段と、それらの入力値より、体外循環治療
の時間経過にともない変化する上記透析器の入る
前の血液ガス分圧を予測演算する手段と、この予
測演算結果を表示する手段とを設けたものであ
る。
「実施例」
透析液中の炭酸ガスの分圧をPaco2mmHg肺補
助装置がスタートしてよりt分経過後の血液中の
炭酸ガスの分圧をPbco2(t)mmHg、また、この
初期値をPbco2(o)mmHgとすれば、これらの間
には Pbco2(t)=Paco2 +{Pbco2(o)−Paco2}e-t/〓 (1) τ=VB/AKX (2) なる関係が存在することを物質移動論より導くこ
とができる。ここでτは時定数、VBは血液の総
量()、KXは二酸化炭素の膜移動係数(cm/
分)、Aは透析器の膜の面積(m2)である。
助装置がスタートしてよりt分経過後の血液中の
炭酸ガスの分圧をPbco2(t)mmHg、また、この
初期値をPbco2(o)mmHgとすれば、これらの間
には Pbco2(t)=Paco2 +{Pbco2(o)−Paco2}e-t/〓 (1) τ=VB/AKX (2) なる関係が存在することを物質移動論より導くこ
とができる。ここでτは時定数、VBは血液の総
量()、KXは二酸化炭素の膜移動係数(cm/
分)、Aは透析器の膜の面積(m2)である。
血液の総量VBは男性の場合0.63×(体重)、また
女性の場合0.52×(体重)で近似した値を用いる
ことができる。
女性の場合0.52×(体重)で近似した値を用いる
ことができる。
血液中の炭酸ガスの分圧Pbco2(t)は第2図
に示すように時間tの経過と共に初期値Pbco2
(o)より指数函数により減少し、透析液中の炭
酸ガスの分圧Paco2に漸近する。いま(1)式の{}
内をΔと置く。即ち Δ=Pbco2(o)−Paco2 (3) とすれば、血液中の炭酸ガスの分圧Pbco2(t)
はt=∞においてΔだけ減少する。指数函数の性
質によつて、時間t=τ、2τ、3τの時点において
分圧Pbco2(t)はそれぞれ0.63Δ、0.86Δ、0.95Δ
だけ初期値Pbco2(o)より減少する。時間tを
これ以上大きくしても炭酸ガスを除去する効果は
ほとんどない。t=2τ〜3τで装置の動作を停止す
るのが効率的であることが分る。
に示すように時間tの経過と共に初期値Pbco2
(o)より指数函数により減少し、透析液中の炭
酸ガスの分圧Paco2に漸近する。いま(1)式の{}
内をΔと置く。即ち Δ=Pbco2(o)−Paco2 (3) とすれば、血液中の炭酸ガスの分圧Pbco2(t)
はt=∞においてΔだけ減少する。指数函数の性
質によつて、時間t=τ、2τ、3τの時点において
分圧Pbco2(t)はそれぞれ0.63Δ、0.86Δ、0.95Δ
だけ初期値Pbco2(o)より減少する。時間tを
これ以上大きくしても炭酸ガスを除去する効果は
ほとんどない。t=2τ〜3τで装置の動作を停止す
るのが効率的であることが分る。
第1図はこの考案の実施例の要部を示すブロツ
ク系統図であり、第3図と同様な部分には同一符
号を付けて重複する説明は省略する。この考案で
は従来の肺補助装置に透析液に含まれる炭酸ガス
の分圧Paco2および血液中の炭酸ガスの分圧の初
期値Pbco2(o)の測定値を演算制御部40に入
力するための分圧データ入力部43を追加してい
る。これらの測定は肺補助装置をスタートさせた
直後に行はれ、それぞれの測定値は演算制御部4
0の一時記憶部に記憶される。
ク系統図であり、第3図と同様な部分には同一符
号を付けて重複する説明は省略する。この考案で
は従来の肺補助装置に透析液に含まれる炭酸ガス
の分圧Paco2および血液中の炭酸ガスの分圧の初
期値Pbco2(o)の測定値を演算制御部40に入
力するための分圧データ入力部43を追加してい
る。これらの測定は肺補助装置をスタートさせた
直後に行はれ、それぞれの測定値は演算制御部4
0の一時記憶部に記憶される。
二酸化炭素の膜移動係数KX,透析器の膜の面
積Aは前もつて演算制御部40の一時記憶部へ記
憶させる。また患者の性別と体重とを治療に先だ
つて操作部42より演算制御部の一時記憶部へ記
憶させる。操作部42からの指令により演算制御
部40は先ず患者の血液の総量VBを算出し、既
に記憶されている二酸化炭素の膜移動係数KXと
透析器の膜の面積Aとより血液中の炭酸ガスの分
圧Pbco2(t)の時定数τ=VB/AKX(必要に応じ
2τ、3τ)を算出し、一時記憶部へ記憶すると同時
に表示器41へ表示する。
積Aは前もつて演算制御部40の一時記憶部へ記
憶させる。また患者の性別と体重とを治療に先だ
つて操作部42より演算制御部の一時記憶部へ記
憶させる。操作部42からの指令により演算制御
部40は先ず患者の血液の総量VBを算出し、既
に記憶されている二酸化炭素の膜移動係数KXと
透析器の膜の面積Aとより血液中の炭酸ガスの分
圧Pbco2(t)の時定数τ=VB/AKX(必要に応じ
2τ、3τ)を算出し、一時記憶部へ記憶すると同時
に表示器41へ表示する。
演算制御部40は装置がスタートして、血液中
の炭酸ガス分圧の初期値Pbco2(o)及び透析液
の炭酸ガス分圧Paco2が入力された後、引き続き
(1)式より血液中の炭酸ガスの分圧Pbco2(t)が
時間と共に減少する特性曲線を算出し、表示器4
1へ表示する。
の炭酸ガス分圧の初期値Pbco2(o)及び透析液
の炭酸ガス分圧Paco2が入力された後、引き続き
(1)式より血液中の炭酸ガスの分圧Pbco2(t)が
時間と共に減少する特性曲線を算出し、表示器4
1へ表示する。
以上述べた炭酸ガス分圧Paco2、Pbco2(o)、
時定数τ、炭酸ガス分圧Pbco2(t)に関する記
憶、計算、表示等は、演算制御部40内の中央処
理装置CPUが読出し専用メモリROMに記憶され
たプログラムを解読実行することにより行はれ
る。このように演算制御部40は血液ガス分析デ
ータを予測する手段を構成するものである。
時定数τ、炭酸ガス分圧Pbco2(t)に関する記
憶、計算、表示等は、演算制御部40内の中央処
理装置CPUが読出し専用メモリROMに記憶され
たプログラムを解読実行することにより行はれ
る。このように演算制御部40は血液ガス分析デ
ータを予測する手段を構成するものである。
患者の血液中の二酸化炭素成分が除去されるに
従つて酸素分圧が増加する。いま治療開始時の血
液の酸素分圧をPbo2(o)mmHg,呼吸商をR(
0.8)、呼吸酸素濃度をFiO2(=0〜1)で表すと、
治療開始してよりt分後の血液中の酸素分圧の予
測値Pbo2(t)mmHgは Pbo2(t)=Pbo2(o)+{Pbco2(o)−Pbco2
(t)} ×(1−R/RFiO2+1/R) (4) により与えられる。予測値Pbo2(t)の一例を第
2図に点線で示してある。
従つて酸素分圧が増加する。いま治療開始時の血
液の酸素分圧をPbo2(o)mmHg,呼吸商をR(
0.8)、呼吸酸素濃度をFiO2(=0〜1)で表すと、
治療開始してよりt分後の血液中の酸素分圧の予
測値Pbo2(t)mmHgは Pbo2(t)=Pbo2(o)+{Pbco2(o)−Pbco2
(t)} ×(1−R/RFiO2+1/R) (4) により与えられる。予測値Pbo2(t)の一例を第
2図に点線で示してある。
先に述べた、炭酸ガス分圧の初期値の測定に続
いて、上記酸素分圧初期値Pbo2(o)を測定し、
(4)式より酸素分圧の予測値Pbo2(t)を演算制御
部40で算出し、炭酸ガス分圧の予測値Pbo2
(t)と共に表示器41へ表示するようにしても
よい。
いて、上記酸素分圧初期値Pbo2(o)を測定し、
(4)式より酸素分圧の予測値Pbo2(t)を演算制御
部40で算出し、炭酸ガス分圧の予測値Pbo2
(t)と共に表示器41へ表示するようにしても
よい。
「考案の効果」
この考案によれば、操作者は体外循環治療の経
過時間と共に変化する患者の血液のガス分圧特性
を治療を開始した初期の段階で予測できるので、
加療のスケジユールを立てることが容易となるば
かりでなく、従来のように装置稼動中頻繁に大気
放散される炭酸ガスの濃度を監視する必要がなく
なり、この間他の業務を並行して行うことがで
き、治療の著しい省力化に寄与するものである。
過時間と共に変化する患者の血液のガス分圧特性
を治療を開始した初期の段階で予測できるので、
加療のスケジユールを立てることが容易となるば
かりでなく、従来のように装置稼動中頻繁に大気
放散される炭酸ガスの濃度を監視する必要がなく
なり、この間他の業務を並行して行うことがで
き、治療の著しい省力化に寄与するものである。
第1図はこの考案の体外循環型肺補助装置の実
施例の要部を示すブロツク系統図、第2図は体外
循環治療の時間の経過と共に変化する患者の血液
中のガス分圧特性を示す図、第3図は従来の体外
循環型肺補助装置のブロツク系統図である。 1……血液ポンプ、2……透析器、3……ドリ
ツプチヤンバ、4……静脈圧調整器、5……静脈
圧計、6……血液用流量計、10……透析液供給
部、11……放散筒、12……PH測定器、13…
…温度計、14……ポンプ、15……流量計、1
6……液圧計、17……液切れ検出器、18……
ヒータ、19……CO2濃度計、20……ガス供給
部、21……圧力調整器、22……止め弁、23
……ガス流量弁、24……ガス流量計、25……
逆止弁、30……緩衝液供給部、31……ピンチ
バルブ、40……演算制御部、41……表示器、
42……操作部、43……分圧データ入力部。
施例の要部を示すブロツク系統図、第2図は体外
循環治療の時間の経過と共に変化する患者の血液
中のガス分圧特性を示す図、第3図は従来の体外
循環型肺補助装置のブロツク系統図である。 1……血液ポンプ、2……透析器、3……ドリ
ツプチヤンバ、4……静脈圧調整器、5……静脈
圧計、6……血液用流量計、10……透析液供給
部、11……放散筒、12……PH測定器、13…
…温度計、14……ポンプ、15……流量計、1
6……液圧計、17……液切れ検出器、18……
ヒータ、19……CO2濃度計、20……ガス供給
部、21……圧力調整器、22……止め弁、23
……ガス流量弁、24……ガス流量計、25……
逆止弁、30……緩衝液供給部、31……ピンチ
バルブ、40……演算制御部、41……表示器、
42……操作部、43……分圧データ入力部。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 患者の体外循環血液と透析液とを透析器内で膜
を介して接触させ、血液中の二酸化炭素成分を透
析液中に移動させ、この透析液を放散筒内で不活
性ガスと気液接触させて炭酸ガスとして放散させ
て除去することにより透析液を再生して循環使用
する肺補助装置において、 上記体外循環開始時における上記透析器に入る
前の上記患者の血液の炭酸ガス分圧の初期値と、
上記透析器に入る前の上記透析液の炭酸ガス分圧
の初期値と、上記患者の体重及び性別とを入力す
る手段と、 それらの入力値より体外循環治療の時間経過に
ともない変化する上記透析器に入る前の上記血液
のガス分圧を予測演算する手段と、 その予測演算結果を表示する手段とを備えたこ
とを特徴とする体外循環型肺補助装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985175822U JPH0450038Y2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985175822U JPH0450038Y2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6284437U JPS6284437U (ja) | 1987-05-29 |
JPH0450038Y2 true JPH0450038Y2 (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=31115499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1985175822U Expired JPH0450038Y2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0450038Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0443233Y2 (ja) * | 1987-12-18 | 1992-10-13 | ||
JP4562490B2 (ja) * | 2004-10-26 | 2010-10-13 | 泉工医科工業株式会社 | 人工肺ガス交換モニタ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5532384A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-07 | Nippon Electric Co | Temperature control circuit |
JPS5735017A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-25 | Toray Ind Inc | Fiber product with sharpened filament end and its production |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP1985175822U patent/JPH0450038Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5532384A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-07 | Nippon Electric Co | Temperature control circuit |
JPS5735017A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-25 | Toray Ind Inc | Fiber product with sharpened filament end and its production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6284437U (ja) | 1987-05-29 |
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