JPH11290452A - 透析液供給装置と選定透析液パラメ―タの監視方法 - Google Patents
透析液供給装置と選定透析液パラメ―タの監視方法Info
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- JPH11290452A JPH11290452A JP11057843A JP5784399A JPH11290452A JP H11290452 A JPH11290452 A JP H11290452A JP 11057843 A JP11057843 A JP 11057843A JP 5784399 A JP5784399 A JP 5784399A JP H11290452 A JPH11290452 A JP H11290452A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 選定する透析液パラメータ、特に透析液組成
を監視し、または透析液流量を高い精度で監視する透析
装置用の透析液供給装置を提供する。 【解決手段】 透析液源（１５，１６，２１）と選定透
析液パラメータの監視装置（２４）とを有する透析液供
給装置において、前記監視装置（２４）が、透析液受容
手段（２８）と、透析液中に超音波パルスを送信するた
めの手段（２９、３０）と、該透析液中からの超音波パ
ルスを受信するための手段（２９、３０）と、該透析液
中の超音波パルス伝搬速度を算出するための手段（３
５）と、算出された前記パルス伝搬速度から選定パラメ
ータを算定するための手段（３５）とを有する。また、
透析液中の超音波パルス伝搬速度を測定し、透析液に含
まれた物質の濃度は、それらの導電率に左右されること
なく算定することができ、例えば、透析液中のブドウ糖
濃度も検出できる。
を監視し、または透析液流量を高い精度で監視する透析
装置用の透析液供給装置を提供する。 【解決手段】 透析液源（１５，１６，２１）と選定透
析液パラメータの監視装置（２４）とを有する透析液供
給装置において、前記監視装置（２４）が、透析液受容
手段（２８）と、透析液中に超音波パルスを送信するた
めの手段（２９、３０）と、該透析液中からの超音波パ
ルスを受信するための手段（２９、３０）と、該透析液
中の超音波パルス伝搬速度を算出するための手段（３
５）と、算出された前記パルス伝搬速度から選定パラメ
ータを算定するための手段（３５）とを有する。また、
透析液中の超音波パルス伝搬速度を測定し、透析液に含
まれた物質の濃度は、それらの導電率に左右されること
なく算定することができ、例えば、透析液中のブドウ糖
濃度も検出できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、選定した透析液パ
ラメータを監視するための装置を有する透析液供給装置
と、さらに、透析治療時に選定透析液パラメータを監視
するための方法に関する。
ラメータを監視するための装置を有する透析液供給装置
と、さらに、透析治療時に選定透析液パラメータを監視
するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知の血液透析装置は、透析液供給装置
を有する。一般に、透析液は、適切な量の液状または粉
末状濃厚物と所定量の水とから、希望する濃度に混合さ
れる。このために、例えば、外部運転条件に殆ど左右さ
れることなく、動作サイクルの数とその際に送られる容
積との間に、一定した関係が成立している電動式定比例
ポンプが利用される。また、液位センサを装備した測定
容器を有し、連続する動作サイクルにおいて、それぞれ
特定液位まで、水または濃厚透析液がこの測定容器に交
互に充填されるようになった透析液供給装置も公知であ
る。
を有する。一般に、透析液は、適切な量の液状または粉
末状濃厚物と所定量の水とから、希望する濃度に混合さ
れる。このために、例えば、外部運転条件に殆ど左右さ
れることなく、動作サイクルの数とその際に送られる容
積との間に、一定した関係が成立している電動式定比例
ポンプが利用される。また、液位センサを装備した測定
容器を有し、連続する動作サイクルにおいて、それぞれ
特定液位まで、水または濃厚透析液がこの測定容器に交
互に充填されるようになった透析液供給装置も公知であ
る。
【０００３】透析液の供給は、複数の透析装置を同時に
運転しながら、中央供給装置内で行うことができる。ま
た、透析液供給装置は、透析装置の構成要素とすること
もできる。透析液濃度を監視するために、公知の透析液
供給装置は、適切な監視装置を備えている。公知の透析
装置では、透析液組成が目標値から外れるとき、透析器
内への透析液の供給が、このような監視装置により遮断
される。しかし、透析液組成の監視は、正しい透析液濃
度を調整するために定比例ポンプの制御も可能とする。
運転しながら、中央供給装置内で行うことができる。ま
た、透析液供給装置は、透析装置の構成要素とすること
もできる。透析液濃度を監視するために、公知の透析液
供給装置は、適切な監視装置を備えている。公知の透析
装置では、透析液組成が目標値から外れるとき、透析器
内への透析液の供給が、このような監視装置により遮断
される。しかし、透析液組成の監視は、正しい透析液濃
度を調整するために定比例ポンプの制御も可能とする。
【０００４】透析液組成を監視するための従来公知の方
法は、すべて導電率の測定に基づいている。透析液組成
を監視するための、このような導電率測定装置を備えた
血液透析機が、例えば、ヨーロッパ特許公報：ＥＰ−Ａ
−０３１１８４８号およびＥＰ−Ａ−０４４３３２４号
により公知である。
法は、すべて導電率の測定に基づいている。透析液組成
を監視するための、このような導電率測定装置を備えた
血液透析機が、例えば、ヨーロッパ特許公報：ＥＰ−Ａ
−０３１１８４８号およびＥＰ−Ａ−０４４３３２４号
により公知である。
【０００５】水溶液の導電率は、主として溶存塩によっ
て形成されるイオンの存在に結び付けられている。総導
電率に対する、個々のイオン種の関与は、各イオン種の
濃度と移動度とに依存している。移動度の高いイオン、
例えば塩化物は、一層強く関与し、移動度の低いイオ
ン、例えばアセテートは、濃度が同じ場合、総導電率に
対する関与が一層低い。
て形成されるイオンの存在に結び付けられている。総導
電率に対する、個々のイオン種の関与は、各イオン種の
濃度と移動度とに依存している。移動度の高いイオン、
例えば塩化物は、一層強く関与し、移動度の低いイオ
ン、例えばアセテートは、濃度が同じ場合、総導電率に
対する関与が一層低い。
【０００６】イオンを形成しないか、または僅かに形成
するだけの溶存物質は、ブドウ糖のように導電率に対し
て全く関与しないか、またはホルマリンのようにごく僅
かに関与するだけである。従って、透析液組成に関する
導電率での表し方は、著しく限定されている。このよう
に、例えば有害な混入物、例えばホルマリンは、一般に
検知することができない（透析技術、ディーター・シュ
ライプファ、改訂第４版、ゲゼルシャフト・フュア・ア
ンゲヴァンテ・メディチンテヒニーク有限合資会社、フ
リードリヒスドルフ、１９８８、２１２頁以下：Dialys
etechnik, Dieter Schleipfer, 4. uberarbeitete Aufl
age, Gesellschaft fur angewandte Medizin-technik m
bH & Co. KG, Friedrichsdorf, 1988, Seiten 212
f.）。
するだけの溶存物質は、ブドウ糖のように導電率に対し
て全く関与しないか、またはホルマリンのようにごく僅
かに関与するだけである。従って、透析液組成に関する
導電率での表し方は、著しく限定されている。このよう
に、例えば有害な混入物、例えばホルマリンは、一般に
検知することができない（透析技術、ディーター・シュ
ライプファ、改訂第４版、ゲゼルシャフト・フュア・ア
ンゲヴァンテ・メディチンテヒニーク有限合資会社、フ
リードリヒスドルフ、１９８８、２１２頁以下：Dialys
etechnik, Dieter Schleipfer, 4. uberarbeitete Aufl
age, Gesellschaft fur angewandte Medizin-technik m
bH & Co. KG, Friedrichsdorf, 1988, Seiten 212
f.）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】透析液中の特定物質の
濃度のもかに、他の透析液パラメータとして、透析液流
量も考慮される。公知の透析機では、透析液精製時に、
ポンプの吐出量によって流量が設定される場合、独自の
流通形検出技術は一般に省略される。希望する透析液パ
ラメータを算定するための装置および方法が、米国特許
第４，０１５，４７０号公報に記載されている。この公
知の装置および公知の方法は、液中の音波または超音波
パルス伝搬時間の測定に基づいている。しかしながら、
このような伝搬時間算定は、基礎となっている技術が数
十年来、公知であったにもかかわらず、透析装置におい
て、選定透析液パラメータを算定するのにこれまで利用
されていなかった。
濃度のもかに、他の透析液パラメータとして、透析液流
量も考慮される。公知の透析機では、透析液精製時に、
ポンプの吐出量によって流量が設定される場合、独自の
流通形検出技術は一般に省略される。希望する透析液パ
ラメータを算定するための装置および方法が、米国特許
第４，０１５，４７０号公報に記載されている。この公
知の装置および公知の方法は、液中の音波または超音波
パルス伝搬時間の測定に基づいている。しかしながら、
このような伝搬時間算定は、基礎となっている技術が数
十年来、公知であったにもかかわらず、透析装置におい
て、選定透析液パラメータを算定するのにこれまで利用
されていなかった。
【０００８】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は、僅かな導電率のみを有する物質を透析液が
含む場合でも、選定する透析液パラメータ、特に透析液
組成を監視し、または透析液流量を高い精度で監視する
ような透析装置用の透析液供給装置を提供することにあ
る。
その目的は、僅かな導電率のみを有する物質を透析液が
含む場合でも、選定する透析液パラメータ、特に透析液
組成を監視し、または透析液流量を高い精度で監視する
ような透析装置用の透析液供給装置を提供することにあ
る。
【０００９】本発明の他の目的は、僅かな導電率のみを
有する物質を透析液が含む場合でも、選定する透析液パ
ラメータの監視を、高い精度で行うことができる選定透
析液パラメータの監視方法を提案することにある。
有する物質を透析液が含む場合でも、選定する透析液パ
ラメータの監視を、高い精度で行うことができる選定透
析液パラメータの監視方法を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は次の（１）および（２）のとおりであ
る。 （１） 透析液源と選定する透析液のパラメータを監視
するための装置とを有する透析装置用の透析液供給装置
において、前記選定透析液パラメータ監視装置が、透析
液受容手段と、透析液中に超音波パルスを送信するため
の手段と、該透析液中からの超音波パルスを受信するた
めの手段と、該透析液中の超音波パルス伝搬速度を算出
するための手段と、算出された前記パルス伝搬速度から
選定パラメータを算定するための手段とを有している。
の本発明の構成は次の（１）および（２）のとおりであ
る。 （１） 透析液源と選定する透析液のパラメータを監視
するための装置とを有する透析装置用の透析液供給装置
において、前記選定透析液パラメータ監視装置が、透析
液受容手段と、透析液中に超音波パルスを送信するため
の手段と、該透析液中からの超音波パルスを受信するた
めの手段と、該透析液中の超音波パルス伝搬速度を算出
するための手段と、算出された前記パルス伝搬速度から
選定パラメータを算定するための手段とを有している。
【００１１】（２） 透析治療時に選定透析液パラメー
タを監視するための方法であって、透析液中に超音波パ
ルスを送信するステップと、該超音波パルスを受信する
ステップと、該透析液中の超音波パルス伝搬速度を算出
し、算出された伝搬速度から選定パラメータを算定する
ステップとからなる操作ステップを含んでいる。
タを監視するための方法であって、透析液中に超音波パ
ルスを送信するステップと、該超音波パルスを受信する
ステップと、該透析液中の超音波パルス伝搬速度を算出
し、算出された伝搬速度から選定パラメータを算定する
ステップとからなる操作ステップを含んでいる。
【００１２】前記構成による本発明について、選定する
透析液パラメータ、特に透析液組成の算定は、導電率の
測定に基づいているのではなく、透析液中の超音波パル
ス伝搬速度を算出することに基づいている。所定長の測
定区間にわたって、超音波パルスの伝搬時間を測定する
ことによって算定される、この伝搬速度は透析液の密度
によって変化する。透析液に含まれる物質の濃度は液密
度に影響するので、透析液中の物質の濃度は、超音波パ
ルスの伝搬時間の測定によって、導電率に左右されるこ
となく、高い精度で算定することができる。
透析液パラメータ、特に透析液組成の算定は、導電率の
測定に基づいているのではなく、透析液中の超音波パル
ス伝搬速度を算出することに基づいている。所定長の測
定区間にわたって、超音波パルスの伝搬時間を測定する
ことによって算定される、この伝搬速度は透析液の密度
によって変化する。透析液に含まれる物質の濃度は液密
度に影響するので、透析液中の物質の濃度は、超音波パ
ルスの伝搬時間の測定によって、導電率に左右されるこ
となく、高い精度で算定することができる。
【００１３】超音波パルス送受信手段が、透析液に直接
に接触しなくてもよいことも利点である。こうして超音
波パルス送受信手段は、例えば、新鮮な透析液を受容し
た容器の外面に配置しておくことができる。また、該超
音波送受信手段は、好ましくは、透析液を通す測定管路
の外面に配置される。
に接触しなくてもよいことも利点である。こうして超音
波パルス送受信手段は、例えば、新鮮な透析液を受容し
た容器の外面に配置しておくことができる。また、該超
音波送受信手段は、好ましくは、透析液を通す測定管路
の外面に配置される。
【００１４】超音波パルス伝搬速度の算出は、溶液がさ
まざまな物質を含む場合には、それらの総密度の監視を
可能とする。水を複数の濃厚物と混合して透析液が製造
される場合、各測定管路内、若しくは混合容器内の各溶
存物質の濃度は算定することができる。この場合、超音
波パルス送受信手段をそれぞれに備えた複数の測定配置
が必要となる。個々の濃厚物の混合比が既知であるなら
ば、絶対濃度を算定することができる。超音波測定の利
点は、導電率に関与しないか、または僅かに関与するだ
けの物質も１つの溶液中で検出することができることに
ある。
まざまな物質を含む場合には、それらの総密度の監視を
可能とする。水を複数の濃厚物と混合して透析液が製造
される場合、各測定管路内、若しくは混合容器内の各溶
存物質の濃度は算定することができる。この場合、超音
波パルス送受信手段をそれぞれに備えた複数の測定配置
が必要となる。個々の濃厚物の混合比が既知であるなら
ば、絶対濃度を算定することができる。超音波測定の利
点は、導電率に関与しないか、または僅かに関与するだ
けの物質も１つの溶液中で検出することができることに
ある。
【００１５】好ましい一実施例では、測定管路内に通さ
れる透析液の流れの順方向で、第１のパルス伝搬時間を
算出するために、測定管路の長手軸線に対して斜め方向
に延びる測定区間の一端で超音波パルスが発生され、該
測定区間の他端で受信され、透析液の流れの逆方向で、
第２のパルス伝搬時間を算出するために、この測定区間
の前記他端で超音波パルスが発生され、該測定区間の前
記一端で受信される。このために超音波パルス送信手段
と超音波パルス受信手段とが、好ましくは、第１、第２
のそれぞれの超音波変換器に含まれ、そのうち第１の超
音波変換器は前記測定区間の前記一端に、第２の超音波
変換器は前記他端に配置されている。第１、第２のパル
ス伝搬時間から、選定透析液パラメータとして透析液組
成のほかに、透析液流量も算定することができる。高価
な測定技術を必要とする個別の流量計が非接触式に作動
する限り、この流量計がもはや必要でないという意味
で、このことは有利である。
れる透析液の流れの順方向で、第１のパルス伝搬時間を
算出するために、測定管路の長手軸線に対して斜め方向
に延びる測定区間の一端で超音波パルスが発生され、該
測定区間の他端で受信され、透析液の流れの逆方向で、
第２のパルス伝搬時間を算出するために、この測定区間
の前記他端で超音波パルスが発生され、該測定区間の前
記一端で受信される。このために超音波パルス送信手段
と超音波パルス受信手段とが、好ましくは、第１、第２
のそれぞれの超音波変換器に含まれ、そのうち第１の超
音波変換器は前記測定区間の前記一端に、第２の超音波
変換器は前記他端に配置されている。第１、第２のパル
ス伝搬時間から、選定透析液パラメータとして透析液組
成のほかに、透析液流量も算定することができる。高価
な測定技術を必要とする個別の流量計が非接触式に作動
する限り、この流量計がもはや必要でないという意味
で、このことは有利である。
【００１６】血行動態パラメータとしての透析液流量の
算定ではなく、密度の算定のみを可能とする実施態様で
は、その測定区間は、測定管路の長手軸線に対して直角
方向である。この監視装置は、超音波パルスを送信する
ための超音波変換器と、超音波パルスを受信するための
超音波変換器とを備えている。前記測定区間に沿った超
音波パルス伝搬時間、若しくは超音波パルス伝搬速度か
ら密度は算定される。透析液中の超音波パルス伝搬速度
は、温度によって変化するので、温度補償を行うことが
有利である。本発明による装置と方法は、有効的に、血
液透析装置および腹膜透析装置内での使用にも適用され
る。
算定ではなく、密度の算定のみを可能とする実施態様で
は、その測定区間は、測定管路の長手軸線に対して直角
方向である。この監視装置は、超音波パルスを送信する
ための超音波変換器と、超音波パルスを受信するための
超音波変換器とを備えている。前記測定区間に沿った超
音波パルス伝搬時間、若しくは超音波パルス伝搬速度か
ら密度は算定される。透析液中の超音波パルス伝搬速度
は、温度によって変化するので、温度補償を行うことが
有利である。本発明による装置と方法は、有効的に、血
液透析装置および腹膜透析装置内での使用にも適用され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参考に本発明の好適
な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図１ないし図
３は、本発明の透析液供給装置と選定透析液パラメータ
の監視方法の一実施例を示し、図１は、透析液の組成と
流量を監視するための装置を有する透析液供給装置を備
えた血液透析装置の主要構成を示す図、図２は、透析液
の組成と流量を監視するための方法を説明するための原
理図、図３は、透析液中の超音波パルス伝搬速度と、透
析液に添加される種々の物質の体積若しくは量との関係
を示す図である。
な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図１ないし図
３は、本発明の透析液供給装置と選定透析液パラメータ
の監視方法の一実施例を示し、図１は、透析液の組成と
流量を監視するための装置を有する透析液供給装置を備
えた血液透析装置の主要構成を示す図、図２は、透析液
の組成と流量を監視するための方法を説明するための原
理図、図３は、透析液中の超音波パルス伝搬速度と、透
析液に添加される種々の物質の体積若しくは量との関係
を示す図である。
【００１８】図１において、この血液透析装置は、透析
液の組成および流量を監視するための装置を有する新鮮
な透析液の供給装置を備えている。該血液透析装置は、
体外血液循環路１と透析液回路２とを含む。体外血液循
環路１は、動脈側血液管路３を有し、この血液管路３は
患者から透析器５の血液室４の入口に通じており、この
透析器５は、半透膜６によって血液室４と透析液室７と
に分割されている。該透析器５の血液室４の出口から静
脈側血液管路８を介して、患者へ戻っている。そして、
動脈側血液管路３中に血液ポンプ９が配設されている。
液の組成および流量を監視するための装置を有する新鮮
な透析液の供給装置を備えている。該血液透析装置は、
体外血液循環路１と透析液回路２とを含む。体外血液循
環路１は、動脈側血液管路３を有し、この血液管路３は
患者から透析器５の血液室４の入口に通じており、この
透析器５は、半透膜６によって血液室４と透析液室７と
に分割されている。該透析器５の血液室４の出口から静
脈側血液管路８を介して、患者へ戻っている。そして、
動脈側血液管路３中に血液ポンプ９が配設されている。
【００１９】新鮮な透析液の供給装置１０は、透析液供
給管路１１を介して、透析器５の透析液室７の入口に接
続されており、該透析液室７の出口は、透析液排出管路
１２を介して排出口１３に接続されている。前記透析器
５の上流側で、透析液供給管路１１中に電磁操作可能な
遮断弁３９が配設されており、該透析器５の下流側で、
透析液排出管路１２中に透析液ポンプ１４が配設されて
いる。前記透析装置の運転時には、新鮮透析液は、透析
液ポンプ１４によって透析器５の透析液室７内をポンプ
輸送され、患者の血液は、血液ポンプ９によって血液室
４内をポンプ輸送される。
給管路１１を介して、透析器５の透析液室７の入口に接
続されており、該透析液室７の出口は、透析液排出管路
１２を介して排出口１３に接続されている。前記透析器
５の上流側で、透析液供給管路１１中に電磁操作可能な
遮断弁３９が配設されており、該透析器５の下流側で、
透析液排出管路１２中に透析液ポンプ１４が配設されて
いる。前記透析装置の運転時には、新鮮透析液は、透析
液ポンプ１４によって透析器５の透析液室７内をポンプ
輸送され、患者の血液は、血液ポンプ９によって血液室
４内をポンプ輸送される。
【００２０】前記透析液供給装置１０は透析液源を有
し、この透析液源は水源１５と濃厚透析液源１６とを含
み、該水源１５と濃厚透析液源１６は各１つの定比例ポ
ンプ１９、２０を配設した供給管路１７、１８を介し
て、混合容器２１に接続されており、この混合容器２１
の出口に透析液供給管路１１が接続されている。定比例
ポンプ１９、２０の吐出量は、制御電線２２ａ，２２ｂ
を介して制御装置２３によって設定され、この制御装置
２３は、水と濃厚透析液との希望する混合比を調整す
る。
し、この透析液源は水源１５と濃厚透析液源１６とを含
み、該水源１５と濃厚透析液源１６は各１つの定比例ポ
ンプ１９、２０を配設した供給管路１７、１８を介し
て、混合容器２１に接続されており、この混合容器２１
の出口に透析液供給管路１１が接続されている。定比例
ポンプ１９、２０の吐出量は、制御電線２２ａ，２２ｂ
を介して制御装置２３によって設定され、この制御装置
２３は、水と濃厚透析液との希望する混合比を調整す
る。
【００２１】透析液の組成と流量が、監視装置２４によ
って持続的に監視され、この監視装置２４は、データ用
電線２５を介して、前記透析液供給装置１０の制御装置
２３に接続され、また、データ電線２７を介して遮断弁
３９に接続されている。透析液の組成が、その目標値か
ら大きく外れて、患者が危険となり得る場合には、監視
装置２４は遮断弁３９を閉じて、透析器５内への透析液
の供給を遮断する。更に、監視装置２４は、希望する混
合比を調整するために制御装置２３に、データ用電線２
５を介して必要なデータを出力する。混合比が目標値か
ら外れると、この偏差が監視装置２４によって検出さ
れ、次いで、制御装置２３が定比例ポンプ１９、２０の
吐出量を修正するように制御する。
って持続的に監視され、この監視装置２４は、データ用
電線２５を介して、前記透析液供給装置１０の制御装置
２３に接続され、また、データ電線２７を介して遮断弁
３９に接続されている。透析液の組成が、その目標値か
ら大きく外れて、患者が危険となり得る場合には、監視
装置２４は遮断弁３９を閉じて、透析器５内への透析液
の供給を遮断する。更に、監視装置２４は、希望する混
合比を調整するために制御装置２３に、データ用電線２
５を介して必要なデータを出力する。混合比が目標値か
ら外れると、この偏差が監視装置２４によって検出さ
れ、次いで、制御装置２３が定比例ポンプ１９、２０の
吐出量を修正するように制御する。
【００２２】前記監視装置２４の動作を以下に詳しく説
明する。該監視装置２４は、透析器５の透析液室７の上
流側で、透析液供給管路１１中に配設された測定管２８
を有する。この測定管２８の外周面には、図２に示すよ
うに、それぞれ超音波パルスを送受信可能な、２つの超
音波変換器２９、３０が配設されており、これらの超音
波変換器２９、３０で、それぞれ超音波パルス信号を送
信、または受信する。測定電線３１、３２を介して、超
音波変換器２９、３０は、送信動作と受信動作とを切り
換えるための切換装置３３に接続されており、この切換
装置３３はデータ用電線３４を介して、演算・評価装置
３５に接続されている。さらに、透析液の温度を検出す
る温度センサ３６が、前記測定管２８の外周面に設けら
れており、この温度センサ３６はデータ用電線３７を介
して演算・評価装置３５に接続されている。
明する。該監視装置２４は、透析器５の透析液室７の上
流側で、透析液供給管路１１中に配設された測定管２８
を有する。この測定管２８の外周面には、図２に示すよ
うに、それぞれ超音波パルスを送受信可能な、２つの超
音波変換器２９、３０が配設されており、これらの超音
波変換器２９、３０で、それぞれ超音波パルス信号を送
信、または受信する。測定電線３１、３２を介して、超
音波変換器２９、３０は、送信動作と受信動作とを切り
換えるための切換装置３３に接続されており、この切換
装置３３はデータ用電線３４を介して、演算・評価装置
３５に接続されている。さらに、透析液の温度を検出す
る温度センサ３６が、前記測定管２８の外周面に設けら
れており、この温度センサ３６はデータ用電線３７を介
して演算・評価装置３５に接続されている。
【００２３】前記超音波変換器２９、３０は、共通の送
信軸線若しくは受信軸線３８を有し、すなわち、超音波
パルスが送信若しくは受信される方向を有する。超音波
変換器２９、３０は、それらの送信軸線若しくは受信軸
線３８が測定管２８の長手軸線に対して、従って透析液
の流れ方向ｗに対して、角度αで斜め方向に延びるよう
に測定管２８の外周面に配設されている。
信軸線若しくは受信軸線３８を有し、すなわち、超音波
パルスが送信若しくは受信される方向を有する。超音波
変換器２９、３０は、それらの送信軸線若しくは受信軸
線３８が測定管２８の長手軸線に対して、従って透析液
の流れ方向ｗに対して、角度αで斜め方向に延びるよう
に測定管２８の外周面に配設されている。
【００２４】まず、第１の超音波変換器２９が透析液の
流れの順方向で、斜めに超音波パルスを送信し、この超
音波パルスが第２の超音波変換器３０によって受信され
て電気信号に変換され、透析液流量と透析液組成を算定
するために演算・評価装置３５に、この電気信号が入力
される。次に、第２の超音波変換器３０が透析液の流れ
の逆方向で、斜めに超音波パルスを送信し、このパルス
が第１の超音波変換器２９によって受信されて電気信号
に変換され、この電気信号が前記演算・評価装置３５に
入力され、演算、評価される。
流れの順方向で、斜めに超音波パルスを送信し、この超
音波パルスが第２の超音波変換器３０によって受信され
て電気信号に変換され、透析液流量と透析液組成を算定
するために演算・評価装置３５に、この電気信号が入力
される。次に、第２の超音波変換器３０が透析液の流れ
の逆方向で、斜めに超音波パルスを送信し、このパルス
が第１の超音波変換器２９によって受信されて電気信号
に変換され、この電気信号が前記演算・評価装置３５に
入力され、演算、評価される。
【００２５】前記超音波パルスの演算、評価は下記の算
定に基づいている。透析液の流れの順方向で、パルス伝
搬時間ｔ１は、次の式のとおりである。
定に基づいている。透析液の流れの順方向で、パルス伝
搬時間ｔ１は、次の式のとおりである。
【００２６】
【数１】
【００２７】ここで、 ｃ＝超音波パルスの伝搬速度 ｗ＝流速 ｗ’＝超音波パルス伝搬方向の流速＝ｗcosα
【００２８】透析液の流れの逆方向で、パルス伝搬時間
ｔ２は、次の式のとおりである。
ｔ２は、次の式のとおりである。
【００２９】
【数２】
【００３０】前記２つの数式をｃについて解き、これを
等しいと置くと、次の式が得られる。
等しいと置くと、次の式が得られる。
【００３１】
【数３】
【００３２】次いで、流速ｗは次式から得られる。
【数４】
【００３３】この式において、ｗは、超音波ビームに沿
った平均流速である。しかし、体積流量を計算するには
横断面Ａにわたる平均速度ｗＡが必要となる。ｗＡは、
ｗに断面係数βを掛けることによって得られる。
った平均流速である。しかし、体積流量を計算するには
横断面Ａにわたる平均速度ｗＡが必要となる。ｗＡは、
ｗに断面係数βを掛けることによって得られる。
【００３４】次に、透析液流量Ｖは次式で計算すること
ができる。
ができる。
【００３５】
【数５】
【００３６】演算・評価装置３５は、前記超音波変換器
２９、３０の出力信号から、第１、第２のパルス伝搬時
間ｔ１、ｔ２を算出し、次に前記（１）式に従って、透
析液流量を計算する。ここで、測定区間の長さＬ、角度
α、断面係数β、測定管の横断面積Ａは、演算・評価装
置３５内に予め、設定、記憶されている。
２９、３０の出力信号から、第１、第２のパルス伝搬時
間ｔ１、ｔ２を算出し、次に前記（１）式に従って、透
析液流量を計算する。ここで、測定区間の長さＬ、角度
α、断面係数β、測定管の横断面積Ａは、演算・評価装
置３５内に予め、設定、記憶されている。
【００３７】超音波パルスの伝搬速度は、密度、すなわ
ち濃度に直接に比例している。演算・評価装置３５は、
透析液中の超音波パルス伝搬速度ｃを次式に従って算出
する。
ち濃度に直接に比例している。演算・評価装置３５は、
透析液中の超音波パルス伝搬速度ｃを次式に従って算出
する。
【００３８】
【数６】
【００３９】透析液中の超音波パルス伝搬速度ｃは、演
算・評価装置３５内で、希望する透析液組成に一致する
所定の目標値と比較される。該目標値からの偏差は、デ
ータ電線２５を介して制御装置３３に伝えられる。次い
で、制御装置３３は、混合比が再び目標値（希望値）に
一致するように、定比例ポンプ１９、２０の吐出量を制
御する。
算・評価装置３５内で、希望する透析液組成に一致する
所定の目標値と比較される。該目標値からの偏差は、デ
ータ電線２５を介して制御装置３３に伝えられる。次い
で、制御装置３３は、混合比が再び目標値（希望値）に
一致するように、定比例ポンプ１９、２０の吐出量を制
御する。
【００４０】水に混入される濃厚透析液が１つの溶存物
質のみを含む場合には、透析液中のこの溶存物質の伝搬
速度に比例する濃度は、超音波パルスの伝搬速度ｃから
算定することができる。前記評価・制御装置３５は、さ
らに、透析液密度と、温度センサ１２で測定される透析
液温度との依存関係から、該密度を温度補償するための
補償装置が備えられている。
質のみを含む場合には、透析液中のこの溶存物質の伝搬
速度に比例する濃度は、超音波パルスの伝搬速度ｃから
算定することができる。前記評価・制御装置３５は、さ
らに、透析液密度と、温度センサ１２で測定される透析
液温度との依存関係から、該密度を温度補償するための
補償装置が備えられている。
【００４１】また、前記透析液流量Ｖは必要がなく、透
析液密度を測定する場合は、測定区間が測定管２８の長
手軸線に対して直角方向（α＝９０°）に延びるように
両方の超音波変換器２９、３０は配設することもでき、
第１の超音波変換器２９が超音波パルスを送信し、それ
を第２の超音波変換器３０が受信する。つまり、第１の
超音波変換器２９は送波器としてのみ、第２の超音波変
換器３０は受波器としてのみ構成される。前記透析液密
度に、すなわち濃度に直接に比例する超音波パルス伝搬
速度は、前記測定区間の超音波パルス伝搬時間から算定
される。
析液密度を測定する場合は、測定区間が測定管２８の長
手軸線に対して直角方向（α＝９０°）に延びるように
両方の超音波変換器２９、３０は配設することもでき、
第１の超音波変換器２９が超音波パルスを送信し、それ
を第２の超音波変換器３０が受信する。つまり、第１の
超音波変換器２９は送波器としてのみ、第２の超音波変
換器３０は受波器としてのみ構成される。前記透析液密
度に、すなわち濃度に直接に比例する超音波パルス伝搬
速度は、前記測定区間の超音波パルス伝搬時間から算定
される。
【００４２】図３には、透析液中の超音波パルス伝搬速
度の変化が、透析液に添加される種々の物質（図中で、
Iはブドウ糖、IIは重炭酸塩、IIIは酸）の体積μｌ（マイ
クロリットル）若しくは量ｍｇによる変化を示す。この場合、
温度補償は行われなかった。公知の導電率測定では、透
析液に酸濃厚物質を微量添加すると導電率が著しく上昇
し、透析液に重炭酸塩濃厚物質を適宜添加すると導電率
が僅かに上昇し、透析液にブドウ糖を適宜添加しても導
電率が上昇しない。しかしながら、本発明による測定法
では、透析液に酸濃厚物質、または重炭酸塩濃厚物質、
またはブドウ糖を微量添加すると、透析液中の超音波パ
ルスの伝搬速度が、比較可能に測定されるのが分かる。
度の変化が、透析液に添加される種々の物質（図中で、
Iはブドウ糖、IIは重炭酸塩、IIIは酸）の体積μｌ（マイ
クロリットル）若しくは量ｍｇによる変化を示す。この場合、
温度補償は行われなかった。公知の導電率測定では、透
析液に酸濃厚物質を微量添加すると導電率が著しく上昇
し、透析液に重炭酸塩濃厚物質を適宜添加すると導電率
が僅かに上昇し、透析液にブドウ糖を適宜添加しても導
電率が上昇しない。しかしながら、本発明による測定法
では、透析液に酸濃厚物質、または重炭酸塩濃厚物質、
またはブドウ糖を微量添加すると、透析液中の超音波パ
ルスの伝搬速度が、比較可能に測定されるのが分かる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
透析液供給装置によれば、僅かな導電率のみを有する物
質を透析液が含む場合でも、選定する透析液パラメー
タ、特に透析液組成を監視し、または透析液流量を高い
精度で監視することができる。
透析液供給装置によれば、僅かな導電率のみを有する物
質を透析液が含む場合でも、選定する透析液パラメー
タ、特に透析液組成を監視し、または透析液流量を高い
精度で監視することができる。
【００４４】また、本発明の選定透析液パラメータの監
視方法によれば、僅かな導電率のみを有する物質を透析
液が含む場合でも、選定する透析液パラメータの監視
を、高い精度で行うことができるという効果を奏する。
視方法によれば、僅かな導電率のみを有する物質を透析
液が含む場合でも、選定する透析液パラメータの監視
を、高い精度で行うことができるという効果を奏する。
【図１】透析液の組成と流量を監視するための装置を有
する透析液供給装置を備えた血液透析装置の構成図であ
る。
する透析液供給装置を備えた血液透析装置の構成図であ
る。
【図２】透析液の組成と流量を監視するための方法を説
明するための原理図である。
明するための原理図である。
【図３】透析液中の超音波パルス伝搬速度と、透析液に
添加される種々の物質の体積若しくは量との関係を示す
図である。
添加される種々の物質の体積若しくは量との関係を示す
図である。
１０ 透析液供給装置 １５ 水源 １６ 濃厚透析液源 １７，１８ 供給管路 １９，２０ 定比例ポンプ ２１ 混合容器 ２２ａ，２２ｂ 制御電線 ２３ 制御装置 ２４ 監視装置 ２５，２７，３４，３７ データ用電線 ２８ 測定管 ２９，３０ 超音波変換器 ３１，３２ 測定電線 ３３ 切換装置 ３５ 演算・評価装置 ３６ 温度センサ
Claims (12)
- 【請求項１】 透析液源（１５，１６，２１）と選定す
る透析液のパラメータを監視するための装置（２４）と
を有する透析装置用の透析液供給装置において、 前記選定透析液パラメータ監視装置（２４）が、 透析液受容手段（２８）と、透析液中に超音波パルスを
送信するための手段（２９、３０）と、該透析液中から
の超音波パルスを受信するための手段（２９、３０）
と、該透析液中の超音波パルス伝搬速度を算出するため
の手段（３５）と、算出された前記パルス伝搬速度から
選定パラメータを算定するための手段（３５）とを有す
ることを特徴とする透析液供給装置。 - 【請求項２】 前記透析液受容手段が、透析液を通す測
定管路（２８）を含み、前記超音波パルス送信手段と前
記超音波パルス受信手段とが、測定管路の長手軸線に対
して垂直方向に延びる測定区間の一端に配置される超音
波パルス送信用の第１の超音波変換器（２９）と、この
測定区間の他端に配置される超音波パルス受信用の第２
の超音波変換器とを含み、該測定区間に沿った超音波パ
ルスのパルス伝搬時間から、選定パラメータとして透析
液中の物質の濃度が、算定可能であるように選定パラメ
ータ算定手段（３５）が構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の透析液供給装置。 - 【請求項３】 前記透析液受容手段が、透析液を通す測
定管路（２８）を含み、前記超音波パルス送信手段と前
記超音波パルス受信手段とが、 前記測定管路の長手軸線に対して斜め方向に延びる測定
区間の一端に配置される超音波パルス送受信用の第１の
超音波変換器（２９）と、この測定区間の他端に配置さ
れる超音波パルス送受信用の第２の超音波変換器（３
０）と、該測定管路内を通る透析液の流れの順方向で、
第１のパルス伝搬時間（ｔ１）を算出するために前記第
１の超音波変換器（２９）が超音波パルスを送信し、こ
の超音波パルスを前記第２の超音波変換器（３０）が受
信し、透析液の流れの逆方向で第２のパルス伝搬時間
（ｔ２）を算出するために前記第２の超音波変換器（３
０）が超音波パルスを送信し、この超音波パルスを前記
第１の超音波変換器（２９）が受信するように、第１、
第２の超音波変換器を切換えるための装置（３３）を含
むことを特徴とする請求項２に記載の透析液供給装置。 - 【請求項４】 前記透析液受容手段は、前記算出された
第１、第２のパルス伝搬時間（ｔ１、ｔ２）から選定パ
ラメータとして透析液流量（Ｖ）が算定可能であるよう
に、選定パラメータ算定手段（３５）が構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の透析液供給装置。 - 【請求項５】 前記透析液受容手段は、前記算出された
第１、第２のパルス伝搬時間（ｔ１、ｔ２）から選定パ
ラメータとして、透析液中の物質の濃度が算定可能であ
るように選定パラメータ算定手段（３５）が構成されて
いることを特徴とする請求項３に記載の透析液供給装
置。 - 【請求項６】 前記透析液受容手段は、透析液中の超音
波パルス伝搬速度（ｃ）を算出するための手段（３５）
が、伝搬速度と温度との依存関係を補償するための装置
を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいず
れかに記載の透析液供給装置。 - 【請求項７】 透析治療時に選定透析液パラメータを監
視するための方法であって、 透析液中に超音波パルスを送信するステップと、該超音
波パルスを受信するステップと、該透析液中の超音波パ
ルス伝搬速度を算出し、算出された伝搬速度から選定パ
ラメータを算定するステップとからなる操作ステップを
含むことを特徴とする選定透析液パラメータの監視方
法。 - 【請求項８】 前記透析液が測定管路内に通され、測定
管路の長手軸線に対して垂直方向に延びる測定区間の一
端で超音波パルスが発生され、この測定区間に沿ってパ
ルス伝搬時間を算出するために、該測定区間の他端で受
信され、算出したパルス伝搬時間から選定パラメータと
して該透析液中の物質の濃度が算定されることを特徴と
する請求項７に記載の選定透析液パラメータの監視方
法。 - 【請求項９】 前記透析液が測定管路内に通され、測定
管路内に通される該透析液の流れの順方向で第１のパル
ス伝搬時間を算出するために、該測定管路の長手軸線に
対して斜め方向に延びる測定区間の一端で超音波パルス
が発生されて、この測定区間の他端で受信され、該透析
液の流れの逆方向で第２のパルス伝搬時間を算出するた
めに、該測定区間の前記他端で超音波パルスが発生され
て、この測定区間の前記一端で受信されることを特徴と
する請求項７に記載の選定透析液パラメータの監視方
法。 - 【請求項１０】 前記算出された第１、第２のパルス伝
搬時間から、選定パラメータとして透析液流量が算定さ
れることを特徴とする請求項９に記載の選定透析液パラ
メータの監視方法。 - 【請求項１１】 前記算出された第１、第２のパルス伝
搬時間から、選定パラメータとして前記透析液中の物質
の濃度が算定されることを特徴とする請求項９に記載の
選定透析液パラメータの監視方法。 - 【請求項１２】 前記透析液中の超音波パルス伝搬速度
と前記透析液温度との依存関係により、該超音波パルス
伝搬速度が、前記透析液温度により補償されることを特
徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれかに記載の
選定透析液パラメータの監視方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19809945A DE19809945C2 (de) | 1998-03-07 | 1998-03-07 | Vorrichtung zur Bereitstellung von Dialysierflüssigkeit mit einer Einrichtung zur Überwachung ausgewählter Parameter der Dialysierflüssigkeit und Verfahren zur Überwachung ausgewählter Parameter der Dialysierflüssigkeit bei einer Dialysebehandlung |
| DE19809945:2 | 1998-03-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11290452A true JPH11290452A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=7860148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11057843A Pending JPH11290452A (ja) | 1998-03-07 | 1999-03-05 | 透析液供給装置と選定透析液パラメ―タの監視方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0943369A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11290452A (ja) |
| DE (1) | DE19809945C2 (ja) |
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| JP2014193376A (ja) * | 2008-07-09 | 2014-10-09 | Baxter Internatl Inc | オンラインのデキストロース混合を含む在庫管理を有する透析システム |
| US8920356B2 (en) | 2002-04-10 | 2014-12-30 | Baxter International Inc. | Conductive polymer materials and applications thereof including monitoring and providing effective therapy |
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| JP2018201823A (ja) * | 2017-06-02 | 2018-12-27 | 株式会社ジェイ・エム・エス | 超音波測定装置及び体外循環装置 |
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| CA2345965C (en) * | 1998-10-23 | 2010-12-14 | Jan Sternby | Method and device for measuring access flow |
| JP2001178817A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Terumo Corp | 人工腎臓用装置およびこれを用いた品質評価装置ならびに流体回路 |
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| US7052480B2 (en) | 2002-04-10 | 2006-05-30 | Baxter International Inc. | Access disconnection systems and methods |
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| EP1691862A1 (en) | 2003-11-20 | 2006-08-23 | Gambro Lundia AB | Method, apparatus and software program for measurement of a parameter relating to a heart-lung system of a mammal. |
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