JPH0824711B2 - 透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置 - Google Patents

透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置

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JPH0824711B2
JPH0824711B2 JP2075350A JP7535090A JPH0824711B2 JP H0824711 B2 JPH0824711 B2 JP H0824711B2 JP 2075350 A JP2075350 A JP 2075350A JP 7535090 A JP7535090 A JP 7535090A JP H0824711 B2 JPH0824711 B2 JP H0824711B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は血液側の、患者から透析器へ血液を輸送する
ためのポンプと、そして透析溶液側の、透析溶液を透析
器へ輸送するための透析溶液ポンプとを含む、血液透析
器の設けられた血液透析装置に関する。
〔従来の技術〕
類似の幾つかの血液透析装置が種々の形で、例えば西
ドイツ特許公報第3636995号公報の中で知られている。
従来伝統的にこれらの血液透析装置はユーザによって
変えることのできない、500ml/minの一定の透析溶液流
量で運転される。より最近の装置は例えば300、500及び
800ml/minのような他の透析溶液流量を採用するために
段階付けされた手動調節を許容している。比較的高い透
析溶液流量は特に400ml/min又はそれ以上の高い血液流
量が存在するときに高いクリアランスを得るために必要
である。
このような血液透析装置による透析処理の費用は下記
より構成されている： ○処置室と透析装置とのための固定費（減価償却及び補
修） ○使用材料費：透析器、血液ポンプ系、排出チューブ、
脱脂綿、消毒剤、濃厚透析溶液、調製水及びエネルギー
費用 ○担当職員給与 この型の透析装置を用いた場合には上記の固定費及び
職員給与は処置経費をできるだけ低く維持しようとして
これを動かす余地はあまりない。節約できる部分は使用
材料費である。
広く用いられている血液流量：透析溶液流量＝1:2の
毛細管透析器においては前述した500ml/minの「標準条
件」の透析溶液流量を用いる場合と比較してほんの無視
できるほどに僅かなクリアランスの減少しか生じないと
いうことはよく知られている〔J.E.Sidgell、B.Terstee
gen;“Artificial Organs"10（３）,219−225（1986）
参照〕。この効果は既に古くから知られており、そして
幾つかの透析器メーカの仕様書の中に見ることもできる
けれども、またその上に、費用の圧力が特に米国におい
てよく描写され、廃棄可能品として設計されていた物品
の再使用に導いていたにもかかわらず、濃厚透析溶液、
水及びエネルギーを節約するための対策はこれまで取ら
れておらず、と言うのは多くの場合に透析溶液流量を人
手で調節することが不可能で、しかも専門家によっても
面倒であり、そして誤操作の危険を含むからである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的はこの明細書の初めに記述した透析装置
を、濃厚透析溶液、調製水及びエネルギーの消費を最小
限にし、そして処置の質を落すことなく透析処置の費用
を低下するように設計することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、上記課題は、或る制御ユニットが設
けられていて、それにより血液流量より導かれた信号が
上記ユニットの入力側に供給され、そして上記ユニット
はその出力側から血液流量の関数としての信号を発信し
て透析溶液の流れを調節することによって解決される。
〔作用〕
本発明の自動的制御ユニットの助けによって血液透析
の間中透析溶液流量は血液流量の関数として調節され
る。このようにして準備期間及び終了期間を含めて血液
透析処置の間の全ての時点において、その処置のために
充分であるが同時に高過ぎない透析溶液流量を自動的に
調節することが有利に保証される。本発明の自動的制御
ユニットを取り付けた透析装置は低い運転費用によって
有利である。
本文の初めにあげた型の種々の透析装置において種々
のセンサ又は制御要素を或るコンピュータに接続させて
これがその過程を自動的にコントロールし又は制御する
ことはよく知られている。しかしながら透析溶液流量を
血液流量の関数として制御する装置は従来知られておら
ず、またそれによる結果についても何等示唆するものは
存在しない。
〔実施例〕
本発明を、と言うよりはむしろ本発明の各特徴を以下
において添付の図面に示す１具体例によって詳細に説明
する。
第１図は通常的な血液透析装置を示すが、これは入口
（11）及び出口（12）を血液側に、そして入口（13）及
び出口（14）を透析溶液側に有する透析器（10）よりな
る。その透析溶液循環系中に詳細には記述しない透析溶
液源から透析溶液をポンプ給送するための透析溶液ポン
プ（20）が設けられている。
この透析溶液循環系は通常的な電導度センサ（21）と
温度センサ（22）とを備えている。更に透析器弁（23）
が設けられており、これによって透析溶液を透析器（1
0）中へ切り換え給送することができる。透析溶液はバ
イパス弁（24）によって透析器から抜き出すことができ
る。透析溶液循環系はまたこの透析器の下流の透析溶液
の圧力を測定するための圧力センサ（25）をも備えてい
る。
血液循環系中には血液ポンプ（30）が存在し、これが
患者（図示されていない）から血液を透析器へ給送す
る。この血液ポンプ（30）の上流に動脈圧力センサ（3
1）が存在している。血液循環系内の透析器（10）の下
流にも静脈バブルトラップ（32）が存在しており、ここ
で空気検出器（33）が空気及び血液中の泡の検出を可能
にする。
このバルブトラップ（32）の下流に、もし危険状態が
生じた場合に患者から外部へ流れるのを遮断するのに用
いる静脈遮断装置（34）が存在している。この血液循環
系中には更に、上記静脈バブルトラップ（32）の下流の
チューブの中の塩水溶液と血液とを区別することのでき
る光学的検出器（35）及びバブルトラップ（32）に連結
されている静脈戻り圧力検出器（36）が設けられてい
る。
本発明の自動作動式制御回路は制御ユニット（100）
中に含まれている。血液の流れの大きさから導かれる信
号がこの制御ユニットの入力に送り込まれる。この信号
は従って血液ポンプ（30）のために設定された給送流量
から導かれ、これはまたそれ自身、例えば血液ポンプ
（30）の回転速度から導かれる。透析溶液流量は制御ユ
ニットの出力信号に基づいて自動的に調節される。この
目的のために制御回路（100）の出力を透析溶液ポンプ
（20）に接続させるか、又はより厳密にはこのポンプの
給送流量調節用の制御回路の入力に接続させる。この制
御ユニット（100）はまた、第２図に示す条件１ないし
４のいずれがこの血液透析装置に存在しているかを確認
することのできる幾つかの手段をも含んでいる。これら
の条件１ないし４については第２図を参照して後に更に
詳細に説明する。この目的のために、動脈圧力検出器
（31）、静脈圧力検出器（36）及び光学的検出器（35）
の各出力が破線で示した信号経路に示すようにこの制御
ユニットの入力に接続されている。
本発明の制御回路に加えて、この制御ユニット（10
0）はまた血液透析を制御し、監視するための通常的な
制御装置を含んでいてもよい。この場合には第１図に示
されている全ての他の要素は或る信号通路によって制御
ユニットに接続されていると考えるべきである。
この制御ユニット（100）は透析溶液流量を制御する
自動制御の出力信号が血液流量から導かれた入力信号の
ある予め定められた関数であるように構成され、且つ制
御される。この関数はクリアランス作業曲線の面積（透
析溶液流量と血液流量との関数としてのクリアランス）
から或る予め定められた基準に従って導き出される（ク
リアランスは、浄化値あるいは清掃率ともいう）。最も
単純な場合にこの予め定められる関数は一次関数であ
る。これはまた、多項関数の形で与えられることもで
き、或はまたその制御回路内に記憶させた行列中の数値
データによって規定されていてもよく、この制御回路が
或る一つの透析器の血液流量の全範囲の各値について、
透析溶液流量が無限大である場合のクリアランスに対す
るある％値のクリアランスが得られるような透析溶液流
量を与える。
制御ユニット（100）中で用いられる透析溶液流量QD
を制御する制御関数は幾つかの時間順序的区分よりなる
ことができる。これらの区分は第２図に表象的に示され
ている。第１区分において消毒剤で満たされた再使用さ
れる透析器が透析液で完全に清浄化される。血液側では
塩水溶液が高速度で循環される。透析溶液側は最高速度
で運転される（例えば800ml/min）。
第２区分において透析装置を患者に接続する。透析溶
液の流量は体外循環回路が過大に冷却されるのを防ぐた
めに低い一定値に設定される。
第３図区分において実際の透析それ自身が行なわれ
る。透析溶液流量QDは一般式 QD＝ｆ（QB） に従い血液流量QBの関数として制御される。
第４区分において透析は完了する。透析溶液流量は或
る一定の値に設定され、これが次の処置又はこの操作に
おける次の段階まで待機状態に維持される。
透析の条件（区分）は下記の信号に基づいて自動的に
確認することができる： 条件１ 透析器の良好なすすぎをもたらすために操作員は血液
ポンプ（30）を高速度（通常400ml/minにセットする。
光学的検出器（35）は信号「明」を表示し、すなわちそ
のチューブ系中に塩水溶液が存在していることを示す。
動脈圧力検出器中の圧力は＞−50mmHgであり、一方静脈
戻り圧力検出器中の圧力は＜50mmHgである。後者の各圧
力値は典型的なものであるけれども用いたチューブ類又
はすすぎ方法の型に依存して変化することも可能であ
る。しかしながらそそれは一つの試験管内テストの後、
短い間隔でそれぞれ決定することもできる。バブルトラ
ップ（32）の中ですすぎ過程に間に場合により泡が形成
されたときにこの信号は空気検出器のための安全チェッ
クとしても用いることができる。
条件２ 患者を透析装置に接続したときに上記条件１の最後に
おける血液ポンプ（30）の給送流量は零にセットされて
おり、そしてゆっくりと上昇する。光学的検出器（35）
はなお「明」を表示し続けている。
条件３ 透析の間においては光学的検出器（35）は「暗」の信
号を示して血液が存在していることを表わす。
条件４ 血液ポンプ（30）は上記条件３の最後において零にセ
ットされており、そしてポンプ給送流量は低い値にセッ
トされている。光学的検出器は信号「暗」を示してい
る。
患者の熱エネルギー収支は患者に供給された熱エネル
ギー又は患者から透析器によって抜き出された熱エネル
ギーに依存し、そしてこれはまた一方透析溶液の量及び
温度によって定められるので、本発明の制御回路は流量
に依存して透析溶液及び温度を制御するための装置を含
むように任意に拡張される。
通常、透析溶液温度は透析装置内で測定し、制御され
るが、この時点において測定した時にエネルギーが外部
へ放出され、そして従って透析溶液のために設定された
温度は透析器入口（13）のそれと異なる。透析溶液流量
に依存しない温度制御は従って一般式 TContr＝ｇ（Tset,QD,QB） （但しTsetは温度Ｔの設定値）を仮定する。
透析溶液流量QDは血液流量の関数として制御されるの
で、この一般式は TContr＝ｇ（Tset,QB） （但しTContrは制御されるべき温度の値）と書き換える
ことができる。
この式によればエネルギーの移動は透析溶液流量のい
かなる変化にも依存することなく一定に維持される。エ
ネルギー移動が透析器（10）の上流及び下流の外部循環
回路中で直接測定される場合にはこの式に従って制御を
行なう必要はない。
透析器（10）の上流及び下流でその透析溶液循環回路
中で温度を測定する場合には透析（10）内におけるエネ
ルギー移動の単純な制御も可能である。
最も単純な場合には前記関数 QD＝ｆ（QB） はQB≧０で且つ≦100ml/minのときに QD＝ａ そして100ml/minより大きいときに QD＝ｂ＊QB となり、それによってａは体外循環回路が強く冷却され
ない（正常血液流量約50−100ml/minにおいて）ように
設定され、そしてｂはその透析器の特性に従って選ばれ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の制御ユニットを備えた通常的透析装置
のブロック線図であり、第２図は本発明の制御ユニット
の制御作用がそれぞれの直線状区分で分けられた１具体
例を示す。 10……透析器、11、13……入口 12、14……出口、20……透析溶液ポンプ 21……電導度センサ 22……温度センサ、24……バイパス弁 25……圧力センサ、30……血液ポンプ 31……動脈圧力センサ 32……バブルトラップ 33……空気検出器、34……静脈遮断装置 35……光学的検出器 36……静脈戻り圧力検出器 100……制御ユニット。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】血液側にあって患者から血液透析器へ血液
    を輸送するための血液ポンプ（30）と、透析溶液側にあ
    って透析溶液を血液透析器へ輸送するための透析溶液ポ
    ンプ（20）とを含む、血液透析器の設けられた血液透析
    装置において、制御ユニット（100）が設けられてお
    り、血液流の大きさから導かれた信号が該制御装置ユニ
    ットに入力され、かつ、該制御ユニットが、上記入力信
    号の予め定められた関数としての信号を出力して、透析
    溶液の流量の大きさを調節し、該関数が、透析溶液流量
    の大きさと血液流量の大きさの関数としてのクリアラン
    ス作用曲線の面積から予め定められた基準に従って導か
    れることを特徴とする上記血液透析装置。
  2. 【請求項２】上記血液流の大きさより導かれた信号が、
    上記血液ポンプ（30）の送液流量より導かれ、かつ、上
    記制御ユニット（100）の出力信号が上記透析溶液ポン
    プ（20）に接続される、請求項１記載の血液透析装置。
  3. 【請求項３】上記予め定められた関数が、一次関数であ
    る請求項１または２記載の血液透析装置。
  4. 【請求項４】上記予め定められた関数が、多項関数であ
    る請求項１または２記載の血液透析装置。
  5. 【請求項５】上記予め定められた関数が、一個の透析器
    のあらゆる血液流量のそれぞれの値について、透析溶液
    流量が無限大になるときのクリアランスに対するあるパ
    ーセント値のクリアランスが達成されるような透析溶液
    流量を得るための数値データの形で与えられる請求項１
    または２記載の血液透析装置。
  6. 【請求項６】制御ユニットがマイクロプロセッサを含む
    ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
    血液透析装置。
  7. 【請求項７】血液流量に依存する温度および透析溶液の
    制御手段が補助装置として制御ユニット（100）に設け
    られている、請求項１ないし６のいずれかに記載の血液
    透析装置。
  8. 【請求項８】血液側において体外循環回路中にいくつか
    の温度検出器が透析器（10）の上流と下流とに設けられ
    ていて実際の値を温度制御のために測定する、請求項７
    記載の血液透析装置。
  9. 【請求項９】透析溶液側において体外循環回路中の透析
    器（10）の上流と下流とにいくつかの温度検出器が設け
    られていて温度制御のために実際の値を測定する請求項
    ７記載の血液透析装置。
JP2075350A 1989-03-25 1990-03-23 透析溶液の流れを自動的に調節する血液透析装置 Expired - Lifetime JPH0824711B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3909967A DE3909967A1 (de) 1989-03-25 1989-03-25 Haemodialysegeraet mit automatischer einstellung des dialysierfluessigkeitsflusses
DE3909967.9 1989-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0341964A JPH0341964A (ja) 1991-02-22
JPH0824711B2 true JPH0824711B2 (ja) 1996-03-13

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ID=6377279

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