JPH09168587A - 血液透析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】血液流量の変化に応じて自動的に透析液流量を
血液流量に対して所定の比率で変化させて最適な流量に
調整でき、透析液の無駄な使用を極力省くことができる
血液透析装置を提供する。 【解決手段】制御手段５０によって血液ポンプ３０の稼
動に基づく血液流量の変化に応じて、透析液ポンプ４０
の稼動を自動的に制御し、透析液流量を血液流量に対し
て予め設定した比率（例えば１．２〜２．０倍）に調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広くは医療機器に
関するものであり、詳しくは血液と透析液とを透析膜を
介して接触させる透析器と、該透析器と人体とを結ぶ血
液回路に設けた血液ポンプと、前記透析器に透析液を供
給する透析液回路に設けた透析液ポンプとを具備して成
る血液透析装置に関する。そのうち特に就中、透析液を
省液化するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にダイアライザーと称される透析器
を含む血液透析装置を用いて、血液中の老廃物を透析器
内の透析膜を介して透析液中に除去する血液透析療法で
は、血液流量と透析液流量とが透析の物質除去能、すな
わち透析効率を制御する最も重要な要素である。

【０００３】従来の血液透析装置では、経験的に透析液
流量を毎分５００ｍｌに固定してある方式のものか、ま
たは５００ｍｌ／分±１５０ｍｌ／分の範囲で調整でき
る半固定式のものが一般的であり、透析効率の調整は専
ら血液流量のみを単独で調整することにより行われてい
た。なお、半固定式の装置では、血液及び透析液はそれ
ぞれの流路に設けられた各送流ポンプの稼動、すなわち
ポンプのモーターの回転数等を別々に調整することによ
り、それぞれの流量を別個独立に調整できるようになっ
ていた。更に透析液流量は流量計で調整する方式もあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らの研究によれば、従来の透析液流量の標準値である５
００ｍｌ／分は血液透析が始まった初期に単に経験的に
定められたもので、患者から導き出せる血液流量の最大
値（約３００ｍｌ／分）にも余裕をもって対応できる程
の流量であり、実際には透析器の性能が向上した現在で
は透析液の無駄が多いことが判明した。

【０００５】特に血液流量を多く出せない患者の場合、
仮に透析液流量を大幅に減らしても透析効率にさほど変
化はなく、従って従来装置では透析液の大幅な無駄があ
り、コストアップの要因になるということが明らかにな
った。

【０００６】本発明は、以上のような従来技術が有する
問題点に着目してなされたもので、血液流量の変化に応
じて自動的に透析液流量を血液流量に対して所定の比率
で変化させて最適な流量に調整でき、透析液の無駄な使
用を極力省くことができる血液透析装置を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らの研究調査によ
れば、所定の血液流量に対して透析液流量を変化させた
場合の透析効率は、透析液流量が所定値以上になるとも
はや透析液流量を増やしても顕著に高くなることはない
という検証が得られている。

【０００８】具体的には発明者らが実験を行った結果、
一例として最も透析液流量に依存性の強いＵＮ（尿素窒
素）のクリアランス（除去率）を示す図４のように、例
えばＱＢ（血液流量）を１５０ｍｌ／分に維持した場
合、透析液流量が約２２０ｍｌ／分を越えるとそれ以上
透析液流量を増やしてもＵＮのクリアランスはさほど高
くはならず安定する。同様にＱＢを２００ｍｌ／分に維
持した場合、透析液流量が約３００ｍｌ／分が越えると
ＵＮのクリアランスは安定し、またＱＢを２５０ｍｌ／
分に維持した場合、透析液流量が約３６０ｍｌ／分が越
えるとＵＮのクリアランスは安定する。

【０００９】以上のような実験結果は、ＵＮ以外の被透
析溶質にもほぼ共通して得られているが、各溶質のクリ
アランスは実際上は透析器内の透析膜の種類や性能の違
いにより多少変動がある。そこで、各種透析膜を用いて
実験を繰り返した結果、血液流量に対する透析液流量の
比率を大体１．２〜２．０の範囲に設定すると、どの種
類の透析膜を使用した場合でも、各溶質の良好なクリア
ランスを維持しつつ透析液の無駄を省くことができると
の結論を得た。

【００１０】かかる結論に依り、前述した問題点を解決
すべく本発明の要旨とするところは、以下の各項に存す
る。 １ 血液と透析液とを透析膜（２２）を介して接触させ
る透析器（２０）と、該透析器（２０）と人体（Ｈ）と
を結ぶ血液回路（１１）に設けた血液ポンプ（３０）
と、前記透析器（２０）に透析液を供給する透析液回路
（１２）に設けた透析液ポンプ（４０）とを具備して成
る血液透析装置（１０）において、前記血液ポンプ（３
０）の稼動に基づく血液流量の変化に応じて、前記透析
液ポンプ（４０）の稼動を自動的に制御し透析液流量を
血液流量に対して予め設定した比率に調整する制御手段
（５０）を有することを特徴とする血液透析装置（１
０）。ここで比率は、前述した結論に基づき例えば血液
流量に対する透析液流量の比率として１．２〜２．０の
範囲に設定するとよい。

【００１１】２ 前記血液流量に対する透析液流量の比
率を一定範囲で任意に設定する比率調整器（５１）を有
することを特徴とする項１記載の血液透析装置（１
０）。

【００１２】３ 前記血液ポンプ（３０）の稼動に応じ
た透析液ポンプ（４０）の稼動の自動的な制御を解除
し、透析液流量が所定値となるように透析液ポンプ（４
０）の稼動を設定する切替スイッチ（５２）を有するこ
とを特徴とする項１または２記載の血液透析装置（１
０）。

【００１３】次に前述した解決手段に基づく作用を説明
する。項１記載の血液透析装置（１０）によれば、従来
血液流量とは別個独立にかなり多めに設定されていた透
析液流量を、血液流量に連動させて無駄を省いた最適な
量に調整することが可能となる。すなわち、制御手段
（５０）によって血液ポンプ（３０）の稼動に基づく血
液流量の変化に応じて、透析液ポンプ（４０）の稼動を
自動的に制御し、透析液流量を血液流量に対して予め設
定した比率（例えば１．２〜２．０）に調整することが
できる。それにより、透析液の無駄を大幅に減らすこと
ができる。

【００１４】項２記載の血液透析装置（１０）によれ
ば、比率調整器（５１）によって、本装置を構成する透
析器（２０）中の透析膜（２２）の種類や性能に細かく
対応したより最適な血液流量に対する透析液流量を容易
に設定することができる。

【００１５】また、項３記載の血液透析装置（１０）に
よれば、前記切替スイッチ（５２）によって、例えば透
析開始前の透析器（２０）の洗浄時に透析液のみを流す
場合に、血液ポンプ（３０）と透析液ポンプ（４０）の
連動を解除して透析液ポンプ（４０）のみを適当に作動
させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を代表
する実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の一の
実施の形態を示している。本実施形態に係る血液透析装
置１０は、図１に示すように、一般にダイアライザーと
称される透析器２０と、透析器２０と人体Ｈとを結ぶ血
液回路１１に設けた血液ポンプ３０と、透析器２０に透
析液を供給する透析液回路１２に設けた透析液ポンプ４
０、それに本発明の根幹をなす制御手段５０を具備して
成り、透析液の省液化を図る装置である。

【００１７】図２に示すように透析器２０は、その管本
体２１の内部に数多の中空糸型透析膜２２を封入して構
成され、管本体２１の内部は中空糸内となる血液系と、
中空糸外となる透析液系とに分かれている。すなわち、
血液は中空糸内を流れ、透析液は中空糸外を流れるよう
になっている。管本体２１の両端には血液流入口２３Ａ
と血液流出口２３Ｂが開設されており、管本体２１の両
端側の側壁には透析液流入口２４Ａと透析液流出口２４
Ｂが開設されている。透析効率を上げるべく血液と透析
液は互いに逆方向に流れるようになっている。なお、透
析効率は透析膜２２の種類や性能の違いにより多少変動
がある。

【００１８】血液流入口２３Ａと血液流出口２３Ｂに
は、人体Ｈから取り出した血液を循環させる血液回路１
１の両端が連通接続されている。この血液回路１１の動
脈側途中に血液ポンプ３０が介装されている。図３に示
すように血液ポンプ３０は、ステーター３１内の内壁に
沿って軟質樹脂製のチューブ１１ａ（血液回路１１の一
部）を円形に配し、このチューブ１１ａの内側となるス
テーター３１内中心側に駆動モーター３２で回転駆動す
るローター３３を配設し、ローター３３の周縁にチュー
ブ１１ａを押し潰して血液を送り出す複数の押圧ローラ
ー３４を軸支したものである。

【００１９】血液ポンプ３０による血液流量は、駆動モ
ーター３２によりローター３３が一回転する度に押圧ロ
ーラー３４がチューブ１１ａをしごいて送り出す血液量
を一定とすることで、前記ローター３３の回転速度、す
なわち駆動モーター３２の回転数を調整することで所望
の値に制御できるようになっている。また、透析器２０
内に新鮮な透析液を送る透析液回路１２の途中に介装さ
れている透析液ポンプ４０は、往復ポンプまたはギヤポ
ンプ等である。もちろん他のポンプで構成してもよい。
透析液ポンプ４０も、その駆動モーター（図示せず）の
回転数を調整することで透析液流量を所望の値に制御で
きるようになっている。

【００２０】図１に示すように、前記血液ポンプ３０及
び透析液ポンプ４０はそれぞれ信号線を介して制御手段
５０に接続されている。かかる制御手段５０は、血液ポ
ンプ３０の稼動に基づく血液流量の変化に応じて、透析
液ポンプ４０の稼動を自動的に制御し透析液流量を血液
流量に対して予め設定した比率に調整するためのもので
あり、具体的にはインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭ、
ＲＯＭ等により構成されたマイクロコンピューターから
成る。

【００２１】また、制御手段５０には入力手段として、
血液流量調整器５３、比率調整器５１、及び切替スイッ
チ５２が接続されている。血液流量調整器５３は、血液
流量を例えば１００ｍｌ／分〜３００ｍｌ／分の範囲で
任意に設定できる装置であり、選択した血液流量値の記
憶を指令するものである。

【００２２】比率調整器５１は、前記血液流量調整器５
３で選択した血液流量に対する透析液流量の比率を１．
２〜２．０倍の範囲内で任意に設定できる装置であり、
選択した比率の記憶を指令するものである。ここで１．
２〜２．０という範囲は、前述した如く発明者らの研究
実験によって、一般に普及している各種透析膜を使用し
た場合に何れの透析膜に対しても被透析溶質（例えば尿
素窒素等）の良好なクリアランスを維持しつつ透析液の
無駄を省くことができる数値範囲である。

【００２３】血液流量調整器５３や比率調整器５１から
の出力を受けた制御手段５０は、血液ポンプ３０や透析
液ポンプ４０の各駆動モーター３２に対して、各装置５
３，５１からの信号に基づく所定のモーター駆動信号を
それぞれ出力し、前述した如く透析液流量を血液流量の
１．２〜２．０倍の範囲内にて予め設定した比率に自動
的に制御するようプログラムされている。すなわち、血
液流量を変化させるとそれに応じて透析液流量も予め設
定した比率を維持すべく自動的に増減するように設定さ
れている。

【００２４】また、血液回路１１や透析液回路１２の途
中にそれぞれ流量メーターを別途設けて、これら流量メ
ーターからの出力に応じて前記制御手段５０が各ポンプ
３０，４０の稼動、すなわち駆動モーター３２の回転数
を制御して前記比率を維持するように構成してもよい。
切替スイッチ５２は、前述したような血液ポンプ３０の
稼動に応じた透析液ポンプ４０の稼動の自動的な制御モ
ードを解除し、透析液流量が所定値となるように透析液
ポンプ４０の稼動を手動で設定できる手動モードに切り
替えるためのスイッチである。

【００２５】次に作用を説明する。血液透析装置１０を
使用するに際しては、人体Ｈから導かれ血液回路１１中
を流れる血液の流量を先ず血液流量調整器５３で任意に
設定する。ここで選択された血液流量の値は制御手段５
０で記憶される。次に比率調整器５１で、前記血液流量
調整器５３で選択した血液流量に対する透析液流量の比
率を１．２〜２．０倍の範囲内で任意に設定する。ここ
で選択された比率も制御手段５０で記憶される。

【００２６】各装置５３，５１からの信号を入力した制
御手段５０は、選択された血液流量が例えば１５０ｍｌ
／分である場合、この値に相当するモーター駆動信号を
血液ポンプ３０に出力し、血液ポンプ３０の稼動による
実際の血液流量が１５０ｍｌ／分に維持されるように駆
動モーター３２の回転数を制御する。かかる制御と同期
して制御手段５０は、選択された血液流量に対する透析
液流量の比率が例えば１．５倍であれば、この比率と前
記血液流量の値から透析液流量の目標値は２２５ｍｌ／
分であると演算する。続いてこの演算結果の値に相当す
るモーター駆動信号を透析液ポンプ４０に出力し、透析
液ポンプ４０の稼動による実際の透析液流量が２２５ｍ
ｌ／分に維持されるように駆動モーターの回転数を制御
する。

【００２７】透析中に血液流量調整器５３を操作して、
血液流量を前記１５０ｍｌ／分から２００ｍｌ／分に上
げると、それに応じて透析液流量も予め設定した１．５
倍の比率を維持すべく制御手段５０の働きにより前記２
２５ｍｌ／分から３００ｍｌ／分へと自動的に増加する
ように調整される。逆に血液流量を前記１５０ｍｌ／分
から１００ｍｌ／分に下げると、それに応じて透析液流
量は前記２２５ｍｌ／分から１５０ｍｌ／分へと自動的
に減少するように調整される。

【００２８】以上のように、従来血液流量とは別個独立
にかなり多めに設定していた透析液流量が、血液流量に
連動させて無駄を省いた最適な量に調整することが可能
となるので、透析効率を損なうことなく透析液の無駄を
大幅に減らすことができる。もちろん比率調整器５１に
よって、本装置１０を構成する透析器２０中の透析膜２
２の種類や性能に細かく対応したより最適な血液流量に
対する透析液流量を容易に設定することもできる。

【００２９】また、主として透析開始前の透析器２０の
洗浄時に透析液のみを流す場合、切替スイッチ５２を操
作し、前述したような血液ポンプ３０の稼動に応じた透
析液ポンプ４０の稼動の自動的な制御モードを解除し、
透析液流量が所定値となるように透析液ポンプ４０の稼
動を手動で設定できる手動モードに切り替えるとよい。
血液流量調整器５３及び比率調整器５１を操作して血液
流量や比率を選択すると、前記切替スイッチ５２は自動
的に制御モードに切り換わるように設定してもよい。な
お、本発明に係る血液透析装置の具体的構成は、図示し
た実施の形態に限定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る血液透析装置によれば、制
御手段によって血液ポンプの稼動に基づく血液流量の変
化に応じて、透析液ポンプの稼動を自動的に制御し透析
液流量を血液流量に対して予め設定した比率に調整でき
るので、従来血液流量とは別個独立にかなり多めに設定
されていた透析液流量を、血液流量に連動させて無駄を
省いた最適な量に設定でき、透析液のコストを２０％〜
５０％低減することが可能となる。また、透析器中の透
析膜の種類に応じて、透析液の最適流量を無駄なく簡単
に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係る血液透析装置を
概略的に示すブロック図である。

【図２】本発明の一の実施の形態に係る血液透析装置を
構成する透析器を示す断面図である。

【図３】本発明の一の実施の形態に係る血液透析装置を
構成する血液ポンプを示す断面図である。

【図４】透析実験の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…血液透析装置 １１…血液回路 １２…透析液回路 ２０…透析器 ２２…透析膜 ３０…血液ポンプ ４０…透析液ポンプ ５０…制御手段 ５１…比率調整器 ５２…切替スイッチ ５３…血液流量調整器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】血液と透析液とを透析膜を介して接触させ
   る透析器と、該透析器と人体とを結ぶ血液回路に設けた
   血液ポンプと、前記透析器に透析液を供給する透析液回
   路に設けた透析液ポンプとを具備して成る血液透析装置
   において、 前記血液ポンプの稼動に基づく血液流量の変化に応じ
   て、前記透析液ポンプの稼動を自動的に制御し透析液流
   量を血液流量に対して予め設定した比率に調整する制御
   手段を有することを特徴とする血液透析装置。
2. 【請求項２】前記血液流量に対する透析液流量の比率を
   一定範囲で任意に設定する比率調整器を有することを特
   徴とする請求項１記載の血液透析装置。
3. 【請求項３】前記血液ポンプの稼動に応じた透析液ポン
   プの稼動の自動的な制御を解除し、透析液流量が所定値
   となるように透析液ポンプの稼動を設定する切替スイッ
   チを有することを特徴とする請求項１または２記載の血
   液透析装置。