JPH0519071Y2

JPH0519071Y2 -

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Publication number: JPH0519071Y2
Application number: JP8431386U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1993-05-20
Anticipated expiration: 2001-06-02
Also published as: JPS62194355U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案はいわゆる人工腎臓のような透析技術
を用いる装置において、限外過量を制御する機
能を備えた血液透析装置に関する。

「従来の技術」従来の血液透析装置を第４図を参照して説明す
る。患者の動脈より血液が血液チユーブ１に与え
られ、血液ポンプ２により吸引されチヤンバー３
を介して透析器４に供給される。この血液は透析
器内で膜を介して透析液と接触し、血液中の水分
及び老廃物が透析液側へ移動する。除水された血
液は透析器４よりチヤンバー５、絞り部６を順次
経由し、血液チユーブ７より患者の静脈へ戻され
る。

一方、透析液供給部８より与えられた透析液は
定流量弁１０、入り口弁１１を順次経由して入り
口ライン１２より透析器４に供給される。透析器
４内の膜を通して血液より水分や老廃物を取り込
んだ透析液は透析器４より出口ライン１３を通り
出口弁１４を経由してドレイン１５へ廃液され
る。入り口弁１１の上流側の入り口ラインと出口
弁１４の下流側の出口ラインとの間はバイパス弁
１６を含む流路で側路される。バイパス弁１６は
通常閉にされている。

チヤンバ５には圧力センサ２３が設けられ、血
液回路側の圧力が検出され、また透析器４に近い
出口ライン１３に圧力センサ２５が設けられ、透
析液回路側の圧力が検出される。透析器４に近い
出口ライン１３にはポンプ１７を含む測定ライン
１８が接続され、ドレイン１５まで延長される。

TMP制御部２４は圧力センサ２３，２５のデ
ータを取り込み血液回路側圧力Ｐと透析回路側圧
力Ｑとの差圧Ｐ−Ｑ、いわゆるTMP（トランスメ
ンブレン圧）を演算し、予め設定された制御設定
値と比較し、その偏差をなくすように絞り部６の
絞り度を制御する。

第４図の装置の動作をモード別に第５図及び第
６図を参照して詳細に説明しよう。

(a) 初期設定モードポンプ１７は停止（オフ）され、絞り部６の血
液チユーブを押圧するためのヘツドは初期位置
（絞りを全て解放する位置）に設定される。入口
弁１１及び出口弁１４は開かれ、バイパス弁１６
は閉じられる。キーボード２１に限外過流量
UFR（透析器の膜を介して血液より透析液側へ移
動する水分の流量）と予定透析時間T₀（例えば５
時間）を設定する。（或いはUFRと、T₀時間にお
けるUFRの積分値である限外過量UFを設定し
てもよい。） (b) 準備モード入口弁１１、出口弁１４（共に開）、バイパス
弁１６（閉）は前のモードのままとされ、血液ポ
ンプ２はオンとされ透析が開始される。TMP制
御部２４を介して絞り部６のヘツドを移動させチ
ユーブを押圧する絞り動作が行われ、血液回路側
圧力が所定値（例えば100mmHg）に設定される。

(c) TMP測定モード入口弁１１、出口弁１４は閉じられ、バイパス
弁１６は開かれ、透析器４を中心とした透析液回
路は入口弁１１、出口弁１４を境にして他より独
立したものとされる。この間ポンプ１７はオンと
され、それと連通された透析液回路の圧力は第５
図に示したように下がり、キーボード２１に設定
された限外過流量UFRとほぼ等しい流量で透
析液が吸引される。なおポンプ１７は駆動部２０
により駆動される。また絞り部６は準備モードの
位置に固定される。

ポンプ１７で吸引中圧力センサ２３により検出
された圧力値Ｐ及び圧力センサ２５で検出された
透析液の圧力値ＱがTMP制御部２４に取り込ま
れ、ＰとＱとの差圧Ｐ−Ｑ、即ちTMPが演算さ
れ、所定時間Ta後のTMPが制御設定値としてメ
モリに記憶される。TMP測定モードは約３分で
終了する。つまりT_a３分である。

(d) 透析モード入口弁１１、出口弁１４は開かれ、バイパス弁
１６は閉じられ、ポンプ１７はオフとされ、再び
透析器４内を透析液が流通され、同時にTMP制
御部２４により各圧力センサの検出値が取り込ま
れ、前と同様にTMPが演算され、この演算され
たTMPと先に記憶されたTMPの制御設定値とが
比較され、その偏差を無くすように絞り部６が制
御される。

上述の透析モードにおいてはTMP測定モード
で測定されたTMP、つまり設定された限外過
流量を与える差圧を保持するように絞り部６が制
御され、限外過が所定時間T_b（測定モードと合
わせて例えば30分間）の間行われる。

以後測定モードと透析モードが交互に周期的に
行われ、全部でT₀時間の透析が行われる。この
周期的に繰り返される理由としては、透析器の経
時変化による除水能の低下があるため、設定限外
過流量に対応するTMPの値が変化（上昇）し、
つまりTMP₁≦TMP₂≦……≦TMP_oとなり、そ
れに追従するためである。

他の従来例の系統図の一部を第７図に示す。第
４図と同一部分には同じ符号を付して重複説明は
省略する。この例では出口ライン１３のドレイン
１５側に陰圧ポンプ５０が設けられる。陰圧ポン
プ５０は透析液を吸引し、大気圧を基準にして負
の圧力を透析液回路に与えることになる。また第
４図では静脈側の血液チユーブ７に絞り部６を設
け、これを制御してTMPを制御したが、この例
では特に絞り部は設けず、陰圧ポンプ５０の直流
モータに印加する電圧をドライバー５１を介して
制御し、その回転速度を可変して透析液回路側圧
力、従つてTMPを制御している。その他の構成
と動作は第４図の例と同様であるのでその説明は
省略する。

第７図の場合は透析中に透析回路側に与える圧
力は負圧であるので、陰圧方式と呼ぶのに対して
第４図の場合は透析回路側に与える圧力は正であ
り、陽圧方式と呼ばれる。

「従来技術の問題点」第４図の場合、血液の圧力を高くすることは患
者の循環動態に影響があるため、通常250〜300mm
HgになるとTMP制御部２４は警報を発し、それ
以上圧力を上げない様にしている。高除水を行う
場合は、TMPを高い値にする必要があり、血液
の圧力を高くしなければならないが、透析中の透
析器の経時変化により透析器の除水能が次第に低
下するので、TMP従つて血液の圧力は透析サイ
クルが進むにつれて次第に高くしていかなければ
ならなくなる。しかしながら前述の理由により、
例えば300mmHgで頭打ちとなり、所定のTMPが
得られず、その結果所定の総除水量（限外過量
と同じで、UFで表わす。）に達せず、除水量が不
足したまま透析を終了しなければならない欠点が
あつた。

第７図の陰圧方式においても、除水能の低下に
より増々透析液の負圧を大きくして行かなければ
ならないが、陰圧ポンプの吸引速度の精度を維持
するため及び減圧による気泡の発生を抑えるため
に透析液の負圧には上限値があり、TMP制御部
２４は警報を発し、それ以上圧力を上げないよう
にしている。従つて上記の陽圧方式と同じ欠点を
もつものであつた。

いずれの方式においても所定の除水量を得るた
めに、透析時間を延長する場合、医師、看護婦或
いは透析技士が現在までの除水量と目標除水量と
の差及びTMPとから延長時間を手計算しなけれ
ばならず、煩らわしくまた手間を要する問題があ
つた。

この考案の目的は、上記の欠点を除去し、除水
能の低下により除水不足となる恐れがなく、設定
除水量を得るために必要な透析の延長時間を自動
的に演算、表示する人工透析装置を提供すること
である。

「問題点を解決するための手段」この考案によれば、液圧演算手段が設けられ、
TMP測定モードにおいて次の透析モードで必要
な血液または透析液の液圧が演算されて、その演
算値が許容限界値を越えるか否かが判定され、も
し許容限界値を越えると判別された場合には、許
容限界値を越えないようにTMP修正手段により、
設定限外過流量を得るために必要なTMPの測
定値が修正される。

また限外過量演算手段が設けられ、予定透析
時間における、TMPの修正に起因する限外過
量の修正値を演算し、設定値との差が許容値を越
えるか否かが判別され、その差をなくすために必
要な延長時間が延長時間演算、表示手段により演
算、表示される。

「実施例」この考案の実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明しよう。第１図で第４図と同一の部分には
同じ符号を付して重複説明は省略する。この例で
はTMPの測定制御回路にはマイクロコンピユー
タが利用され、CPU（中央処理ユニツト）３０は
ROM（読出し専用メモリ）３１に格納されたシ
ステムプログラムを解読実行することにより
TMPの測定と制御が行われる。

初期設定モードにおいては限外過流量UFR
と共に限外過量UFが設定され、準備モードに
おいて予定透析時間T₀＝UF／UFRが算出され
る。これらのモードにおける他の動作は従来例と
同様であるので説明は省略する。

(a) TMP測定モード CPU３０はＩ／Ｏ（入出力回路）３２、ドライ
バー３３を経由して入口弁１１、出口弁１４を
閉、バイパス弁１６を開に制御する。CPU３０
は設定スイツチ３４に設定された限外過流量の
データを読み込み、その流量を与えるようにドラ
イバー３５を介してポンプ１７を駆動する（ステ
ツプS₀）。なお絞り部６は前モードの位置に固定
され、血液の圧力Ｐは前モードの値例えば100mm
Hgを維持する。これにより透析液の圧力は変化
するが次第に安定状態に達する。その間CPU３
０は圧力センサ２５のデータ（透析液の圧力Ｑ）
をＡ／Ｄ変換器３６を介して0.1秒毎に取り込み
RAM３７へ記憶させる。また圧力センサ２３の
データ（静脈回路側の圧力）が同様にＡ／Ｄ変換
器３８を介してRAM３７に記憶され（ステツプ
S₁）、CPU３０は0.1秒毎にTMPを演算しRAM
３７に記憶し（ステツプS₂）、10秒間のTMPの移
動平均値とそのまわりの標準偏差σを演算する
（ステツプS₃）。透析液の圧力Ｑが安定状態に近づ
くと標準偏差σは徐々に小さくなる。CPU３０
はこの標準偏差σが所定値以下になつたことを検
出すると（ステツプS₄）、TMPは安定状態に達し
たとみなしその時点における移動平均値_iを
TMPの測定値としてRAM３７に記憶する（ス
テツプS₅）。なお0.1秒間隔のタイミングはタイマ
４０より与えられる。

安定状態を判断する標準偏差の所定値は血液ポ
ンプの影響による脈動を考慮して例えば１mmHg
とされる。

CPU３０はこの時点までの本モードの経過時
間T_ai及び次の透析モードの所要時間T_bi＝Ｔ−
T_aiを計算し、RAMへ格納する（ステツプS₆）。
なおＴはTMP測定モードと次の透析モードの合
計時間で例えば30分に初期設定されている。

CPU３０は次の透析モードの血液の圧力Ｐの
設定値P_biを計算する。前のモードにおける透析
液圧ＱのデータをQ_b（ｉ−１）とすれば、 P_bi＝Q_b（ｉ−１）＋_i である（ステツプS₇）。CPU３０はこのP_biが血液
圧力の許容上限値P_nax（例えば300mmHg）を越え
たか否かをチエツクする（ステツプS₈）。

これまでの動作を数値例をあげて説明しよう。
限外過流量UFRを0.9／時、総除水量UFを
4.5（従つて予定透析時間T₀＝4.5／0.9＝５時間
であり、この値は既に準備モードで演算、表示さ
れている。）に設定したものとする。準備モード
では例えば血液の圧力P_bp100mmHg、透析液圧
Q_bp15mmHgに設定される。

初回のTMP測定モードでは血液の圧力はＰ
100mmHgに維持されている。ポンプ１７で900／
60＝15ml／分の割合で吸引動作を行い、TMPが
安定する時点例えばTa₁＝３分において₁＝
225mmHg、（Q_a1＝−125mmHg）であつたとすれ
ば、T_b1＝30−３＝27分、P_b1＝Q_b0＋₁＝15
＋225＝240＜300mmHgとなる。（この時点の透析
器の透水性）除水能とも言う）γはγ＝UFR／
TMP₁＝900／225＝４ml／mmHg・hrである。）初
回の透析モードでTMPは225mmHgに制御される。

いま第−１回目のTMP測定モードにおいて
次の透析モードの血液の圧力P_b（ｉ−１）290
mmHgが計算され、Q_b（ｉ−１）Q_b（ｉ−２）
15mmHg、_(i-1)＝275mmHgであり、従つて第
−１回目のTMP測定モードにおいては除く水
能がγ＝UFR／_(i-1)＝900／275＝3.27ml／
mmHg・hrに低下したとしよう。なお第１〜第
（−１）TMP測定モードにおいてはP_bi＜P_nax
＝300mmHgであつたとする。

次の第回目のTMP測定モードにおいて、
TMPの測定値が_i＝310mmHg、T_ai＝１分、
従つてT_bi＝29分、Q_ai＝P_ai−_i＝P_b（ｉ−１）
−_i290−310＝−20mmHgとすると、次の
透析モードでこの_iを得るにはP_bi＝Q_b（ｉ−
１）＋_i＝15＋310＝325mmHg でなければならない。しかし上限値P_nax＝300mm
Hgで頭打ちであるので、CPU３０は実現可能な
TMPの修正値、即ち _i′＝P_nax−Q_b（ｉ−１）＝300−15＝285mm
Hgを計算し本モードにおける測定値とする（ス
テツプS₉）。また現在までの除水量の総和UF_aiが
求められる（ステツプS₁₀）。第1TMP測定モード
が始つてからの経過時間をt_aiとすれば、 UF_ai＝∫∫^tai ₀UFR_dt＝UFR×t_ai いまｉ＝７とすると、t_ai＝（ｉ−１）Ｔ＋T_ai＝
６×0.5＋１／60＝3.017hrであるから、UF_ai＝0.9
×3.017＝2.715となる。CPU３０は透析を開始
してより１分毎に除水量の積算値を計算して表示
部５２に表示する。次に設定された総除水量UF
の残り分 UF_bi＝UF−UF_ai＝4.500−2.715＝1.785 が求められる（ステツプS₁₁）。次に予定透析時間
T₀の残り分 T_Ri＝T₀−t_ai＝5.000−3.017＝1.983hr が求められる（ステツプS₁₂）。

次に現在の透析器の除水能 γ_i＝UFR／_i＝900／310＝2.90ml／mmHg・
hrが求められる（ステツプS₁₃）。

また次の透析モードで実現可能なUFR即ち UFR_i′＝γ_i×_i′＝2.90×285＝827ml／hr が求められる（ステツプS₁₄）。

透析器の除水能γ_iは透析時間の経過と共に低下
するものであるが、一応現時点の除水能γ_iが維持
されるものとして、予定透析時間T₀内に得られ
る総除水量の予測値 UF_i＝UF_ai＋UFR_i′×T_Ri＝2.715＋0.827×1.983
＝4.35 を求める（ステツプS₁₅）。

次に設定総除水量UFと予測値UF_iとの差 △UF_i＝UF−UF_i＝4.50−4.35＝0.15 が求められ、表示部５２に表示される（ステツプ
S₁₆）。

次に総除水量の差△UF_iが所定値α（例えば0.2
）を越えるか否かがチエツクされる（ステツプ
S₁₇）。もし越える場合には、設定UFを得るため
に必要なこの時点からの透析時間 TR′_i＝UF_bi／UFR_i＝1.785／0.827＝2.158hr分が求められる（ステツプS₁₈）。これより必要な延
長時間 T_di＝T′_Ri−T_Ri＝2.158−1.983＝0.175hr＝10.5分が求められ表示部５２に表示される（ステツプ
S₁₉）。患者の健康状態或いはその他の都合を考慮
し、時間延長が可能であるか否か医師が判断し
（ステツプS₂₀）、可能な場合は設定スイツチ３４
を介して時間延長可能情報を入力する（ステツプ
S₂₁）。CPU３０は設定UFが得られるまで透析サ
イクルを継続する。

除水能は変化するので、この延長時間は正確で
はないが、この時点における一応の目安とするこ
とができる。この値は測定サイクルが回を重ねる
度により正確な値に修正されて行く。

(b) 透析モード TMP測定モードでTMPが測定され、測定値
（移動平均値）が設定されると、CPU３０は入口
弁１１、出口弁１４を開バイパス弁１６を閉に制
御する。またVPU３０はRAMに記憶された
TMPの制御設定値（TMP測定モードでの測定
値、_i）と0.1秒毎に取り込んだ血液側圧力及
び透析液側圧力から算出したTMPの移動平均値
とを比較し、その偏差をなくすようにドライバー
４１を介して絞り部６を制御する。

しかし、前のTMP測定モードにおいて、所要
P_iが上限値P_naxを越えると判別された場合には、
この第回目の透析モードにおいては_iは修
正された実現可能な最大値′_iに制御される。
つまりP_iはP_naxに制御される。

最終回の透析モードにおいては、透析時間が既
に延長されている場合には、除水量の総計が設定
UFになつた時点で、また時間延長がなされない
場合には周期Ｔが経過した時点で透析が自動的に
停止し、可視可聴の表示を行う。

以上はこの考案を陽圧方式に適用した場合につ
き述べたが、同様にして陰圧方式にも適用可能で
あることは明らかであるので、説明は省略する。

「考案の効果」以上述べた様に、この考案においては所定の除
水量設定値を得るためのTMPが透析モードで得
られない場合に、自動的に透析延長時間を演算表
示し、操作者に報知する機能をもつため、煩雑な
除水量管理のウエイトを大幅に軽減すると同時
に、最も重要である患者の除水不足による弊害を
防止することが可能で、その効果は多大なものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の血液透析装置の実施例が示
すブロツク系統図、第２図は第１図の装置の血液
の圧力及び透析液の圧力の経過時間に対する変化
状況を示す図、第３図は第１図の装置の動作フロ
ーチヤート、第４図は従来の陽圧方式の血液透析
装置のブロツク系統図、第５図は第４図の装置の
血液の圧力及び透析液の圧力の経過時間に対する
変化状況を示す図、第６図は第４図の装置の各部
の状態を動作モード別に示した図、第７図は従来
の陰圧方式の血液透析装置のブロツク系統図であ
る。１，７……血液チユーブ、２……血液ポンプ、
３，５……チヤンバー、４……透析器、６……絞
り部、８……透析液供給部、１０……定流量弁、
１１……入口弁、１２……入口ライン、１３……
出口ライン、１４……出口弁、１５……ドレイ
ン、１６……バイパス弁、１７……ポンプ、１８
……測定ライン、２０……駆動部、２１……キー
ボード、２３，２５……圧力センサ、３０……
CPU、３１……ROM、３２……入出力回路
（Ｉ／Ｏ）、３３，３５，４１，５１……ドライバ
ー、３４……設定スイツチ、３６，３８……Ａ／
Ｄ変換器、５０……陰圧ポンプ、５２……表示
部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】透析中に透析器への透析液の供給と透析器から
の透析液の排出とを共に停止させ、ポンプにより
予め設定された限外過流量で上記透析液を吸引
し、その時のTMP（トランスメンブレン圧）を測
定するTMP測定モードを設けると共に、透析器
への透析液の供給と透析器からの透析液の排出と
を再開させ、その再開後のTMPを上記TMP測定
モードで得られた測定値に等しくなるように血液
の圧力または透析液の圧力を制御して透析を行う
透析モードを設け、予定透析時間に亘つて、上記
TMP測定モードと上記透析モードを交互に繰返
し、予め設定された限外過量だけ血液より水分
を除去する血液透析装置において、上記TMP測定モードにおいて上記透析モード
の必要な血液または透析液の液圧を演算し、その
演算値が許容限界値を越えるか否かを判別する液
圧演算手段と、その液圧演算手段により液圧が許容限界値を越
えると判別された場合に、液圧が許容限界値を越
えないように上記TMPの測定値を修正するTMP
修正手段と、上記予定透析時間における上記TMPの修正に
起因する限外過量の修正値を演算し、上記設定
値との差が許容値を越えるか否かを判別する限外
過量演算手段と、上記限外過量の差をなくすために上記予定透
析時間を更に延長する延長時間を演算、表示する
延長時間演算、表示手段とを具備することを特徴
とする血液透析装置。