JPH11211722A - 血液濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全血を吸引濾過して血漿あるいは血清などを
分離する血液濾過装置において、所望とする吸引圧力に
より全血の濾過を行う。 【解決手段】 負圧を供給して血液を濾過するためのポ
ンプ21と、ポンプ21を駆動するためのモータ22と、ポン
プ21から供給される吸引圧力を検出するための圧力セン
サ23と、圧力センサ23の検出結果に基づいてモータ22の
回転をフィードバック制御するための制御手段24と、圧
力センサ23の検出結果に基づいてポンプ21の吸引圧力の
異常を判定するための判定手段25とを設ける。圧力セン
サ23の検出結果が制御手段24における予め定められた圧
力値からずれたときに、判定手段25において、リークな
どの吸引圧力の異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全血から血漿、血
清などの濾過液を調製する際に使用される血液濾過装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】血液中の構成成分、例えば代謝産物、蛋
白質、脂質、電解質、酵素、抗原、抗体などの種類や濃
度の測定は通常全血を遠心分離して得られる血漿または
血清を検体として行われている。ところが、遠心分離は
手間と時間がかかる。とくに少数の検体を急いで処理し
たいときや、現場検査などには、電気を動力とし遠心分
離器を必要とする遠心法は不向きである。そこで、濾過
により全血から血漿を分離する方法が検討されている。

【０００３】この濾過方法には、ガラス繊維濾紙と酢酸
セルロースなどの各種の微多孔性膜を組み合わせてカラ
ムに充填し、カラムの一方から全血を注入し、加圧や減
圧を行って他方から血漿を得るいくつかの方法が提案さ
れている（特公昭４４−１４６７３号公報、特開平２−
２０８５６５号公報、特開平４−２０８８５６号公報、
特公平５−５２４６３号公報など）。

【０００４】しかしながら、全血から濾過により自動分
析などによる測定に必要な量の血漿または血清を得る方
法に関しては血糖など一部の項目を除いては未だ試行の
段階にあり広く実用化されるに至っていない。

【０００５】そこで、本出願人により、微量な血液であ
っても血漿や血清を効率よく分離することができる血液
濾過装置として、濾材としてのフィルタにガラス繊維濾
紙と微多孔性膜を組み合わせるとともに、濾材の血漿出
口側にシール部材を設けて濾過材料の開口面積を狭くし
た血液濾過装置が開発されている（特願平８−７６９２
号）。また、その吸引側に血漿受槽を設けたものも開発
されている（特願平８−９１６２１号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た血液濾過装置において、単に減圧を行って全血を吸引
濾過したのでは、吸引力が弱すぎて全血の濾過に長時間
を要したり、吸引力が強すぎて血液中の成分がフィルタ
により破壊されてしまうおそれがある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、所望とする吸引圧力により全血を濾過することがで
きる血液濾過装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による血液濾過装
置は、全血を濾過して濾過液を得るフィルタと、該フィ
ルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出口とを
有するホルダと、該ホルダに対して該濾過液出口側から
負圧を作用させる、該濾過液出口側に着脱可能に設けら
れた吸引手段と、該吸引手段による吸引圧力を検出する
圧力検出手段と、該圧力検出手段による圧力検出結果に
基づいて、前記吸引圧力が所定値となるように前記吸引
手段の吸引速度を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするものである。

【０００９】また、本発明においては、前記圧力検出結
果と前記所定値とを比較することによりおよび／または
前記吸引手段の吸引速度と予め定められた所定吸引速度
とを比較することにより前記吸引手段の吸引状態を判定
する判定手段をさらに備えることが好ましい。

【００１０】さらに、前記圧力検出値が前記所定値より
下がったときおよび／または前記吸引手段の吸引速度が
予め定められた所定速度を超えたときに、前記判定手段
による判定結果に基づいてエラー信号を出力する出力手
段をさらに備えることが好ましい。

【００１１】また、前記出力手段から出力されるエラー
信号に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する停止手
段、あるいは前記濾過液出口側に作用する負圧を大気に
解放する解放手段をさらに備えることが好ましい。

【００１２】

【発明の効果】本発明の血液濾過装置によれば、圧力検
出手段による圧力検出結果に基づいて吸引手段による吸
引圧力を所定値となるように吸引手段の吸引速度を制御
するようにしたため、所定の吸引圧力で血液を濾過する
ことができる。

【００１３】また、吸引手段の吸引状態を判定する判定
手段を備えることにより、圧力検出値が所定値と異なる
ものおよび／または吸引手段の吸引速度が予め定められ
た所定吸引速度と異なるものであれば、吸引圧力に異常
があることとなり、これにより、吸引状態の異常を容易
に判定することができる。

【００１４】さらに、圧力検出値が所定値より下がった
ときおよび／または吸引手段の吸引速度が所定吸引速度
を超えたとき、すなわち負圧がリークしている状態ある
いは濾過する全血が存在しない状態のときに、判定手段
の判定結果に基づいてエラー信号を出力する出力手段を
設けることにより、吸引状態の異常をプリンタに出力し
たり、警報を発したりすることができ、吸引状態の異常
をより容易に判定することができる。

【００１５】また、エラー信号に基づいて、吸引手段の
駆動を停止する停止手段、あるいは濾過液出口側に作用
する負圧を大気に解放する解放手段をさらに設けること
により、異常時において濾過動作を直ちに停止すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。

【００１７】図１および図２は本発明の実施形態による
血液濾過装置の構成を示す図である。図１および図２に
示すように、本発明の実施形態による血液濾過装置は、
サンプル収容部16に収容される採血管７の開口部に取付
けられるホルダ１と、ホルダ１に接続して血液から血漿
を分離するための負圧を作用させる吸引部２とからな
る。ホルダ１はプラスチック製のホルダ本体1Aおよび蓋
体1Bからなる。ホルダ本体1Aは、採血管内部に挿入され
る挿入部1aと、ガラス繊維からなるフィルタ３が挿入さ
れるフィルタ保持部1bと、蓋体1Bと超音波溶接などによ
り接合されるフランジ部1cとからなる。蓋体1Bは、ホル
ダ本体1Aと接合されるフランジ部1dと、フィルタ３によ
り濾過された血漿を保持するためのカップ1eと、カップ
1eにフィルタ３からの血漿を供給するノズル状供給口1f
とからなる。

【００１８】吸引部２は、基台31に回転自在に支持され
る軸部材４に取付けられたアーム2aを備える。アーム2a
の先端下方側には、ホルダ１の蓋体1Bと当接する吸盤部
2bが設けられ、この吸盤部2bは後述するポンプと接続さ
れる負圧供給部2cと接続されている。また、負圧供給部
2cにはポンプからの負圧を解放するための解放弁が設け
られている。さらに吸盤部2b内には、カップ1eに供給さ
れる血漿の液面を検出して血漿がカップ1eから溢れるこ
とを防止するための液面検出センサ2dが設けられてい
る。軸部材４の外周部分には不図示のタイミングベルト
が巻き掛けられ、このタイミングベルトが不図示の駆動
モータの正逆回転駆動によって回転し、軸部材４の往復
回転駆動を行うように構成されている。

【００１９】また、図２に示すように、軸部材４は、基
台31に設置された支持部材63に対して回転自在に取付け
られている。支持部材63と基台31との間には、上下方向
に送りネジ64が回転自在に支承されている。送りネジ64
の下端部はプーリー65が固着されており、駆動モータ66
の駆動プーリー67との間にタイミングベルト68が巻き掛
けられている。さらに、送りネジ64は軸部材４に取付け
られた固定部材69を貫通し、その貫通部分には送りネジ
64に螺合するナット部材69a が設けられ、送りネジ64の
回転に応じて軸部材４が昇降作動するように構成されて
いる。

【００２０】液面検出センサ2dは、カップ1eに供給され
る血漿の液面に赤外線などの光を照射し、その反射光を
光学的に検出する反射型の光センサであり、血漿液面が
カップ1eの高さと略同一となったときに最大信号値を出
力するように設定される。そして、血液の濾過中に液面
検出センサ2dから最大信号値が出力されたときに負圧供
給部2cの解放弁を解放して血液の吸引を停止する。

【００２１】図３は蓋体1Bと吸盤部2bとの間に形成され
た空間に負圧を作用させる吸引装置の構成を示すブロッ
ク図である。図３に示すように吸引装置20は、上述した
負圧供給部2cに負圧、すなわち吸引圧力を供給するため
のポンプ21と、ポンプ21を駆動するためのモータ22と、
ポンプ21から負圧供給部2cに供給される吸引圧力を検出
するための圧力センサ23と、圧力センサ23の検出結果に
基づいてモータ22の回転をフィードバック制御するため
の制御手段24と、圧力センサ23の検出結果に基づいてポ
ンプ21から負圧供給部2cへ供給される吸引圧力の異常を
判定するための判定手段25とを備える。

【００２２】制御手段24は、負圧供給部2cに供給される
吸引圧力が例えば図４の実線Ａに示すように、経時に応
じて予め定められた所定の圧力値となるようにモータ22
の回転をフィードバック制御するものであり、その制御
量は濾過する全血のヘマト量に応じて変化するものであ
る。

【００２３】判定手段25は、圧力センサ23の検出結果が
制御手段24における実線Ａに示す圧力値からずれたか否
かを判断し、ずれた場合にポンプ21の吸引圧力が異常で
あると判定するものである。例えば、蓋体1Bと吸盤部2b
とが完全に当接されていないような場合には吸引圧力の
リークが生じてある一定圧力以上に圧力が上昇しなくな
るものである。また、濾過すべき全血が存在しない場合
には、いくらモータ22の回転数を大きくしても吸引圧力
はほとんど上昇しないものである。判定手段25はこのよ
うなリークや全血の不存在による吸引圧力の異常を圧力
センサ23の検出圧力と制御手段24における実線Ａに示す
圧力値とを比較して検出するものである。

【００２４】なお、本実施形態においては、判定手段25
が吸引圧力の異常を検出した場合には、警報を発したり
制御手段24によりモータ22の駆動を停止させたりしてオ
ペレータに異常を知らせるようにするものである。

【００２５】次いで、本実施形態の動作について説明す
る。

【００２６】全血から血漿を分離する際には、サンプル
収容部16に収容されている採血管７に図５に示すように
ホルダ１を取付け、初期位置よりアーム2aを回転してア
ーム2aの吸盤部2bをホルダ１と対向させ、さらにアーム
2aを下降してホルダ１の蓋体1Bとアーム2aの吸盤部2bと
を互いに当接させる。次いで、ポンプ21を駆動して、蓋
体1Bと吸盤部2bとの間に形成された空間に負圧を作用さ
せる。これにより、採血管７内の全血が挿入部1aから吸
い上げられフィルタ３により濾過されてノズル状供給口
1fを介してカップ1eに血漿が供給される。

【００２７】この際、圧力センサ23によりポンプ21の吸
引圧力が検出され、この検出値が制御手段24に入力され
てモータ22の回転量がフィードバック制御され、これに
よりポンプ21の吸引圧力が図４の実線Ａに示すように制
御される。一方、リークや全血が存在しないような場合
には、モータ22の回転量を大きくしても吸引圧力が一定
以上上昇しないあるいはほとんど上昇しないため、圧力
センサ23による検出値が図４に示す実線Ａから大きくず
れることとなる。判定手段25はこの圧力センサ23による
検出値のずれに基づいて吸引圧力の異常を検出し、警報
を発したり、モータ22の駆動を停止したり、あるいは負
圧供給部2cの解放弁を解放して血液の吸引を停止して、
吸引圧力の異常をオペレータに知らしめる。

【００２８】異常がなく全血が濾過された場合は、カッ
プ1eに血漿が供給され、血漿液面がカップ1eの高さと略
同一となったときに液面検出センサ2dから最大信号値が
出力される。これにより負圧供給部2cの解放弁が解放さ
れて全血の濾過を停止するとともに、モータ22の駆動を
停止してポンプ21を停止する。その後、アーム2aを上昇
して初期位置に回転移動して濾過を終了する。なお、こ
の際、濾過が終了したことをランプ、モニタ表示あるい
は音声などによりオペレータに知らせるようにしてもよ
い。

【００２９】このように、本実施形態においては、圧力
センサ23による検出圧力に基づいて判定手段25により、
吸引圧力の異常を検出するようにしたため、オペレータ
はリーク、濾過すべき全血の不存在などによる吸引圧力
の異常を容易に検出することができる。

【００３０】なお、上記実施形態においては、図４の実
線Ａに示す圧力値に基づいてポンプ21の吸引圧力を制御
しているが、これに限定されるものではなく、種々の形
態による圧力制御を行うことができるものである。

【００３１】また、上記実施形態においては、ポンプ21
の吸引圧力が図４の実線Ａからずれたときに異常を検出
するようにしているが、これに限定されるものではな
く、モータ22の回転量の図４に示す制御値からのずれを
検出して吸引圧力の異常を検出するようにしてもよい。
すなわち、リークや全血が存在しない場合には、吸引圧
力を図４の実線Ａとなるようにするためにはモータ22の
回転量を大幅に大きくする必要がある。したがって、モ
ータ22の回転量が図４に示す制御値からずれたときに、
リークや全血の不存在による吸引圧力の異常を検出する
ことができるものである。さらに、ポンプ21の吸引圧力
およびモータ22の回転制御値の双方により吸引圧力の異
常を検出するようにしてもよい。

【００３２】さらに、上記実施形態においては、リーク
や全血の不存在による吸引圧力の異常を検出している
が、吸引圧力の異常を検出することなく図４に示すよう
な制御値により吸引圧力を制御して全血の濾過を行うも
ののみであっても本発明に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による血液濾過装置の構成を
示す図

【図２】本発明の実施形態による血液濾過装置の構成を
示す図

【図３】吸引装置の構成を示す図

【図４】制御手段による圧力制御特性を示すグラフ

【図５】血液の濾過状態を説明するための図

【符号の説明】

１ ホルダ ２ 吸引部 ３ フィルタ ４ 軸部材 20 吸引装置 21 ポンプ 22 モータ 23 圧力センサ 24 制御手段 25 判定手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全血を濾過して濾過液を得るフィルタ
   と、 該フィルタを保持するとともに血液入口と前記濾過液出
   口とを有するホルダと、 該ホルダに対して該濾過液出口側から負圧を作用させ
   る、該濾過液出口側に着脱可能に設けられた吸引手段
   と、 該吸引手段による吸引圧力を検出する圧力検出手段と、 該圧力検出手段による圧力検出結果に基づいて、前記吸
   引圧力が所定値となるように前記吸引手段の吸引速度を
   制御する制御手段とを備えたことを特徴とする血液濾過
   装置。
2. 【請求項２】 前記圧力検出結果と前記所定値とを比較
   することによりおよび／または前記吸引手段の吸引速度
   と予め定められた所定吸引速度とを比較することにより
   前記吸引手段の吸引状態を判定する判定手段をさらに備
   えたことを特徴とする請求項１記載の血液濾過装置。
3. 【請求項３】 前記圧力検出値が前記所定値より下がっ
   たときおよび／または前記吸引手段の吸引速度が前記所
   定吸引速度を超えたときに、前記判定手段による判定結
   果に基づいてエラー信号を出力する出力手段をさらに備
   えたことを特徴とする請求項２記載の血液濾過装置。
4. 【請求項４】 前記出力手段から出力されるエラー信号
   に基づいて、前記吸引手段の駆動を停止する停止手段を
   さらに備えたことを特徴とする請求項３記載の血液濾過
   装置。
5. 【請求項５】 前記出力手段から出力されるエラー信号
   に基づいて、前記濾過液出口側に作用する負圧を大気に
   解放する解放手段をさらに備えたことを特徴とする請求
   項３または４記載の血液濾過装置。