JPS5964059A - 透析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液等の透析装置に関し、特に設定された除
水量に従って動作する透析装置に関する。

透析装置には、ダイアライザ（透析器）の一方から透析
液を流入させ、他方から血液を流入させて接触させ、静
脈圧と透析液圧との差圧、すなわち限外濾過圧により血
液中の水分を除去するものがある。

ダイアライザにおける限外濾過圧と除水量との間には第
１（２）に示されるような比例関係があることが知られ
ている。しかしこの直線の勾配、すなわち除水能Ｃ４個
々のダイアライザによって異なり、また同一のダイアラ
イザでも温度や流量などの使用条件によっても変動する
。しかもこの変動幅は血液の透析装置として許容される
範囲を越えることも少なくない。図の３本の直線はこの
ような特性あるいは使用条件の異なるダイアライザを表
わしている。

従来の透析装置は、最初に与えられた除水能に従って目
標除水量から限外濾過圧を算出し、その限外濾過圧と静
脈圧との差に従って透析液圧を制御している。したがっ
て、実際に使用しているダイアライザの除水能がデータ
として与えられたものと異なっていたり、使用条件によ
り変動した場合には、実際の除水量は目標除水量から外
れ、不正確なものとなる問題がある。

本発明は、上記問題を解決して除水精度の高い透析装置
を簡単な構成で実現することを目的とするものである。

以下、本発明の一実施例について説明する。

第２図は一実施例の概略図を表わし、（Ｎ、（ロ）、（
ｑはそれぞれ異なる運転モードを表わしている。

１はダイアライザで、血液が右から左へ流れ、透析液が
左から右へ流れるものとする。２は計量槽で、非弾性材
料膜にてなる浮動可能な隔膜３により一次室と二次室と
に２分されている。４は温度、濃度、脱気などを管理し
ながら透析液を送り出す透析液供給装置で、この透析液
供給装置４から電磁弁Ｖｌ、計量槽２の一次室、送液ポ
ンプ５、流量計６、及び定流量弁■２を経由してダイア
ライザ１の透析液供給口に至るように配管接続されて透
析液供給路を構成している。７　ｊｘマイクロプロセッ
サ８により制御されて透析液の圧力を下げる除圧ポンプ
、■６は透析液廃液を直接排出させるか計量槽２の二次
室へ導くかを切り替える二方口電磁弁である。透析液廃
液排出路は、ダイアライザ１の廃液排出口から除圧ポン
プ７及び二方口電磁弁Ｖ５を経て直接排出する経路と、
二方口電磁弁■６により切り替えられて更に計量槽２の
二次室及び電磁弁■４を経由して排出する経路とから構
成されている。９はダイアライザ１と除圧ポンプ７の間
の廃液排出路に設けられ、透析液廃液のｊｌ 圧力を検出してマイクロプロセッサ８に信号を送出する
除正射、ｌＯは計量槽２の二次室と電磁弁Ｖ４との間に
設けられ廃液の増加量を表示するマノメータで、マノメ
ータｌＯの上端は電磁弁Ｖ　ａにより大気に開放されう
るようになっている。１１はマノメータの液の高さに対
応する圧力をマイクロプロセッサ８に送信する水頭正射
である。

次に運転モードの動作を説明する。図で白抜きで示した
電磁弁は開状態を表わし、黒塗りで示した電磁弁は閉状
態を表わし、また太線で示した流路は透析液が流れてい
る状態を表わし、細線で示した流路は透析液が流れてい
ない状態を表わしている。

〔準備モード） 第２０（５）に示される準備モードは計量モードと定常
モードの過渡的な運転モードであり、電磁弁Ｖｌ、Ｖ４
が開、Ｖａが閉で、二方口電磁弁ｖ６は廃液を直接排出
する側に開けられており、ポンプ５は停止している。透
析液供給装置４から押し出された透析液新液は、計量槽
２の隔膜３を左方〔４） から右方に押して移動させながらダイアライザ１の供給
口に送給され、ダイアライザ１を経て廃液となり除圧ポ
ンプ７及び二方口電磁弁ｖ６を経て排出される。また計
量槽２の二次室に蓄えられている廃液は、隔膜３が押　
されることにより二次室から押し出され、電磁弁ｖ４を
経て排出される。

（定常モード） 同図（Ｂ）に示される定常モードは設定された目標除水
量に従って血液から定常的に除水を行なう運転モードで
、定常モードでは準備モードと比較して計量槽２の隔膜
３が右端まで移動しており、電磁弁■８が開けられ、電
磁弁Ｖ４が閉じられている。その結果、透析液は透析液
供給装置４から供給路を通ってダイアライザ１に送給さ
れ、排出路を通って二方口電磁弁ｖ６から直接排出され
る。

そして、マノメータ１０の水頭、すなわち、水頭正射１
１の出力は一定値になっている。

（計量モード） 同図（ｑに示される計量モードは一定時間当りの除水量
を計量するための運転モードで、電磁弁Ｖｌ。

■４が閉、Ｖ８が開で、二方口電磁弁Ｖ５が計量槽２の
二次室側に切り替えられており、送液ポンプ５が駆動し
ている。この計量モードでは計量槽２の一次室からダイ
アライザ１、二方口電磁弁■５、及び計量槽２の二次室
を経て電磁弁ｖ４に至る閉ループが形成され、計量槽２
の隔膜３は右方から左方に押されて移動する。計量モー
ドでは透析液が閉ループに封入されているため、透析に
よる除水量のためマノメータ］０の水頭が上がる。この
水頭上昇を水頭止針１１により検出し、これを基にして
除水量を算出する。

上記いずれの運転モードにおいてもダイアライザ１中を
血液および透析液が流れており、マイクロプロセッサ８
は静脈圧（静脈正射は図示されていないが、例えばダイ
アライザの血液側出口付近に設けられる）と除正射９に
よる透析液圧力とを常時検知し、設定された目標除水量
に従って除圧ポンプ７の運転を制御している。

第３図に一実施例の運転制御系統を示す。

２０は除圧ポンプ回転数制御回路で、静脈正射２１から
の静脈圧Ｐ２ｉと除正射９からの除圧（透析圧）　Ｐｔ
ｉとを入力すると共に、運転の初期において圧 を入力してＰｏ−Ｐ２ｉが除圧Ｐｔｉに等しくなるよう
に除圧ポンプ７の回転数を制御し、初回の計量モードで
の運転経過後は算出された最新の限外沖過圧Ｐｉを限外
濾過圧演算回路２３から入力してＰｉ−Ｐ２ｉが除圧Ｐ
ｔｉに等しくなるように除圧ポンプ□７の回転数をＰＩ
Ｄ制御する。２４は運転モードを定常モードから計量モ
ードへ、また計量モードから準備モードへ切り替えるタ
イミングを判定する運転モード切替判定回路で、運転モ
ード切替時間設定回路２５からの設定信号とタイマー２
６からの時間信号とを入力し、設定時刻になると電磁弁
切替制御回路２７、送液ポンプオン・オフ制御回路２８
及び除水量演算回路２９に信号を送出する。電磁弁切替
制御回路２７は運転モード切替判定回路２４からの信号
により電磁弁■ｌの開閉と二方口電磁弁■５の方向切替
えを行ない、また送液ポンプオン・オフ制御回路２８は
運転モードが１’／１ 計量モードになる時間にだけ運転モード切替判定回路２
４から信号を受けて送液ポンプ５を駆動させる。３０は
水頭止針１１の水頭圧Ｐｉ　に従って電磁弁ＶＢ、Ｖ４
の開閉を制御し、運転モードを準備モードから定常モー
ドへ切り替える運転モード切替判定回路で、水頭圧設定
回路３１から２個の設定値ｐＯ，ｐ１を入力し、水頭止
針１１から入力した水頭圧ＰｉがＰＯに等しくなった時
電磁弁ｖ８を開とし、次に水頭圧ＰｉがＰｌ　に等しく
なった時電磁弁ｖ４を閉とするように電磁弁切替制御回
路３２に信号を送出する。

２９は計量モードでの水頭圧変化を基に除水量Ｑｉ　を
算出する除水量演算回路であり、運転モード切替判定回
路２４から１サイクル中の計量モードでの運転時間ｔｉ
　を入力し、水頭止針１１から前記計量モード運転時間
ｔｉ経過時の増加量△Ｐｉを検出し、更に水頭圧針圧力
定数設定回路３３からは水頭圧を液量に換算する係数Ｋ
を入力して、（８） により単位時間当りの除水量を算出する。３４は運転の
初期において上記除水量演算回路２９からの除水量Ｑｌ
と限外濾過圧設定回路２２からの限外沖過圧初期値ＰＯ
とを入力して、 ＰＯ により除水能（Ｕｌ）を算出する除水能演算回路、３５
は最初は除水量演算回路３４から送信される除水能Ｕｌ
を、その後は除水能補正演算回路３６から送信される最
新の除水能を記憶する除水能保持回路である。３６は計
量モードでの除水量の計量ごとに除水能Ｕｉ　を最新の
ものに補正していく除水能補正演算回路であって、除水
能補正定数設定回路３７から補正定数Ｃ（例えば１）を
入力し、除水卵保持回路３５から除水能Ｕｉ　を入力し
、除水量演算回路２９から除水量Ｑｉを入力し、さらに
目標除水量設定回路３８から設定目標除水量選択回路３
９を経て現時点の運転サイクルの目標除水量Ｑｏｊ（単
位時間当りに換算したもの）を入力して。

２　　　　　　　　Ｑｏｊ により除水能の補正を行なう。限外濾過圧演算回路２３
は初回０〕サイクルでは除水能演算回路３４からＵｌを
入力し、その後のサイクルでは除水能補正演算回路３６
から最新の除水部Ｕｉを入力し、目標除水量設定回路３
Ｂから現時点の目標除水量Ｑｏｊを入力して ｓ により最新の限外濾過圧Ｐｉを算出し、除圧ポンパブ回
転数制御回路２０へその限外濾過圧Ｐｉを送信して除圧
ポンプ７の回転数を最新のものに修正させる。

４０は１サイクルごとに除水量演算回路２９から単位時
間当りの除水量Ｑｉを入力し、運転モード切替時間設定
回路２５から１サイクル時間Ｔｉを入力して ｑ工ΣＱｉ、Ｔｉ　　　　　、　　　　　　（５）によ
り除水量を累積する累積除水量演算回路、４１はその累
積除水量を表示する累積除水量表示装置である。４２は
タイマー２６から信号を入力して経過時間を表示下る装
置である。　　・次に本実施例の動作を第４〜６図のフ
ローチャートに従い、第２図及び第３図と共に説明する
。

運転モードが第２図（６）に示される定常モーＦになる
ように、電磁弁Ｖｌ、ＶＢ　を開、■４を閉に。

二方口電磁弁■５を廃液を直接排出する方向にセットす
る。透析液供給装置４を駆動させて透析液の送給を開始
しダイアライザ１に血液を流し、計画除水運転を開始′
ｔ６と、限外濾過圧設定回路２２から設定初期値ＰＯが
除圧ポンプ回転数制御回路２０に印加され、静脈圧Ｐ２
ｉとの差から除圧ポンプ７の駆動が開始され、同時にタ
イマー（１）２６の作動が開始し、表示装置４２から経
過時間が表示される（ステップ８ｌ−３４）。以後除圧
ポンプ７の駆動によって発生する除圧Ｐ１ｉが（Ｐｏ−
Ｐｚｉ）に等しくなるように静脈圧Ｐｚｉの変化に応じ
て除圧ポンプ７の回転数が常時制御される。

（１１） 運転開始から０．５分経過すると運転モード切替判定回
路２４から電磁弁切替制御回路２７と送液ポンプオン・
オフ制御回路２８に信号が送られて、電磁弁■１が閉に
なり、■わが計量槽２側に切り替えられると共に送液ポ
ンプ５が駆動して定常モードから計量モードに移行する
（ステップ５５Ｉ３６）。計量モードにおいては、透析
液供給装置４からの透析液の送給が遮断され、計量槽２
の一次室内の透析液が送液ポンプ５により送給され、隔
膜３が左方に移動し、透析による除水量のためマノメー
タ１０の水頭が上昇し、この水頭上昇は水頭止針１１に
より測定される。

次に運転開始から１．５分経過すると（計量モードでの
運転時間１分）、サブルーチン５ＵＢＩにより計量モー
ドでの水頭圧上昇分△　１が測定される（ステップＳ８
）と共にｔｔ＝Ｑ、ｔｌｌ＝Ｑと設定され（ステップＳ
９）、運転モード切替判定回路２４から電磁弁切替制御
回路２７と送液ポンプオン・オフ制御回路２８に信号が
送られて雷、整弁ｖｌ。

■４が開き、Ｖａが閉じ、Ｖｓが直接排出する側（１２
） に切り替えられ、送液ポンプ５が停止して運転モード力
、５計量モードから準備モードに移行し、透析液供給装
置４からの送液が再開される（ステップ１０）。

除水量演算回路２９に１分間の計量モードでの水頭圧上
昇分△Ｐ１、水頭圧針圧力定数Ｋ及び計量モード運転時
間Ｃ１分）が入力され、第（１）式により単位時間（１
分）当りの除水ｉＱ１が算出される（ステップ５３０）
。このＱｌ　に運転開始からの経過時間１．５分が乗じ
られ、累積除水量ｑとして表示される（ステップ５３１
）。次に除水部１と設定限外沖過圧初期値ＰＯが除水能
演算回路３４に入力され、第（２）式により除水能Ｕ１
が算出され（ステップ５３２）、この除水能Ｕ１は次回
の計量モードによる補正の対象とするために除水能保持
回路３５に記憶される（ステップ５３３）。この除水能
Ｕｌと設定目標除水量Ｑ０１Ｃ単位時間当りのもの）が
限外濾過圧演算回路２３に入力されて限外濾過圧Ｐ１が
算出され、この限外濾過圧ＰＩが除圧ポンプ回転数制御
回路２０に入力されてＰ０と置換され、以後陰圧Ｐｌｉ
が（Ｐｔ−Ｐ２ｉ）に等しくなるように除圧ポンプ７の
回転数が制御されるようになる（ステップ８３４〜８３
６）。

さて、ステップＳＩＯで運転モードが計量モードから準
備モードになると、透析液供給装置からの透析液の送給
に伴なって計量槽２の隔膜３は計量モードにおける最終
位置から順次右方に移動する。隔膜３の移動が完了し、
即ち透析液送給圧と膜張力とが平衡して、隔膜３が一点
鎖線の位置に達するとマノメータ１０の水頭レベルに関
係なく、水頭正射１１の水頭圧Ｐｉが低下しはじめる。

水頭圧Ｐｉが設定水頭圧ＰＯに等しくなったことが水頭
正射１１により検知されると電磁弁■８が開かれる（ス
テップ８１１，８１２）。電磁弁ｖ８が開かれるとマノ
メータ１０内が大気圧となり、水頭正射１１でマノメー
タの水頭が水頭圧Ｐｉ　として測定される。その後、水
頭の低下に従って水頭圧Ｐｉが低下し始め、水頭圧Ｐｉ
が設定水頭圧Ｐ１に等しくなったことが水頭正射１１に
より検知されると電磁弁■４が閉じられ、運転モードは
定常モーＦに移行したことになる（ステップ８１３゜５
１４）。このように定常モードでは水頭圧Ｐｉは常にＰ
ｌに維持されているので、計量モードにおいて測定する
水頭上昇分は計量モードでの最終水頭圧Ｐｉとこの定常
モードでの水頭圧Ｐ１との差である。

運転開始から９分経過するとステップＳ６と同じく運転
モード切替判定回路２４から信号が送出されて、運転モ
ードが定常モードから計量モードに移行する（ステップ
Ｓ１５，５１６）。さらに運転開始から１０分経過する
と、【１を１１＋ｌＱに置換し、後述のサブルーチン５
ＵＢＩＩにより除水量、除水能、限外濾過圧の算出など
を行なう（ステップＳ１７〜５１９）と共に、運転開始
からの経過時間が６０分を経過していなければステップ
ＳＩＯに戻って運転モードを計量モードから準備モード
へ移行させる（ステップＳ２０→５１０）。

ステップ５１９のサブルーチンでは、第６図に示される
ように、第５図のサブルーチンＳＵＢ：［と類似の操作
が行なわれる。まず、除水量演算回（１５） 路２９において計量モードでの水頭圧上昇分△Ｐ２を基
にして単位時間当りの除水量Ｑ２が算出される（ステッ
プに０）。次に累積除水量演算回路４０において、上記
除水量Ｑ２に今回のサイクル時間８．５分（＝運転開始
からの経過時間１０分−前回積算時間１．５分）を乗じ
た積を前回までの累積除水量Ｑに加算し表示する（ステ
ップ５４１）。除゛水能補正演算回路３６においては、
前回算出した除水能Ｕｌを第（３）式に従って補正し、
除水部Ｕ２を得〔ステップ５４２）、この除水能Ｕ２を
除水能保持回路３５に記憶させる（ステップ８４Ｂ）・
−と共に、限外濾過圧演算回路２３ではこの補正された
除水能Ｕ２を基にして限外濾過圧Ｐ２を算出し、この限
外濾過圧Ｐ２に従って陰圧ポンプ回転数制御回路２０に
より除圧ポンプ７が制御されるようになる（ステップ３
４４〜５４６）。

ステップＳＩＯで運転モードが切り替えられた後は、１
０分のサイクル時間でステップＳＩＯ〜３２０のサイク
ルが繰り返され、その都度除水量が１分間測定されて除
水能Ｕｉ　と限外濾過圧ＰｉＣ１６） が補正され、その補正された限外濾過圧に基づいて除圧
ポンプ７の回転数が制御されて運転される。

本実施例はまた、６０分単位で目標除水量を変化させて
設定できるようになっているので、６０分経過ごとにス
テップＳ２０→Ｓ２１．Ｓ２２゜３２３と進み、【２を
ｔ２＋６０に置換し、設定目標除水量選択回路３９から
次の目標除水量を送出させた後ステップ３１０に戻り、
新しい目標除水量と補正された除水能により限外濾過圧
を求めて除圧ポンプ７を制御するようにステップ３１０
〜８２０のサイクルが繰り返される。

不実施例において表示された累積除水量Ｑは、Ｑ＝ＱＩ
Ｘ１．５＋Ｑ２Ｘ８．５＋Ｑ８Ｘ１０＋Ｑ４Ｘ１０＋・
・として算出されたものである。

実施例 上述の実施例において、所定濃度に調整された透析液（
液温３８℃）を５００厘／／ｍｉｎの流速でダイアライ
ザに送給する一方、血液の代りに容器内に貯留したイオ
ン交換水【３８℃）を２００　ｍｅ／　ｍｌ　ｎの流速
Ｃ静脈正射での読取圧力３５鰭Ｈｇ）でダイアライザを
介して循環させるようにして計画除水運転を実行し、イ
オン交換水の減少量（除水量）を測定した結果を第１表
に示す。

第１表 第１表において各段階は１時間単位に設定されており、
測定除水量のＢはイオン交換水の減少量を直接測定した
値であり、測定除水量のＣは表示された累積除水量から
各段階の除水量を算出したものである。この結果によれ
ば、目標除水量に対する実際の除水量Ｂの誤差は誤差（
Ａ−Ｂ）／Ａの欄に示されるように小さい値であり１通
常、透析装置で許容　される誤差±５係の条件を十分に
満たしている。表示誤差（Ｂ−Ｃ）／Ｂ　欄は１０分間
に１分間の割で間欠的に除水量全測定し、１０倍して１
０分間の除水量に換算した場合の実際の除水量との誤差
を示しており、この表示誤差も十分に小さいことから本
実施例の計量精度が高いことが窺われる。

実施例 実験例１と同様にして行なった測定結果を第２表に示す
。但し実験例１では目標除水量が段階ごとに減少してい
くような下降パターンであるのに対し、実験例２は目標
除水量が段階ごとに増加していく上昇パターンである点
で相違し、またイオン交換水の静脈正射での読取圧力が
実験例１では３４Ｍａ＋Ｈｇであるのに対し、実験例２
では３０１１１ＷＩ（ｇである点で相違している。

（ｌ　リ　） 第２表 実験例２の場合も誤差が十分に小さいことを示している
。

本実施例は、除水率を時系列に表示するので除水パター
ンとして認識でき、安全と予測に寄与する。また設定さ
れた除水率と時間とから自動的に計画除水量を知ること
ができる。さらに、単位時間毎の除水率を患者の状態に
応じて予め任意に設定することができ、また途中で設定
変更もできるので、最適透析条件で患者に接することが
できる。

（２０） 尚、上述の実施例は目標除水量の設定を６０分単位で行
ない、１０分間に１分間の除水量計量を行なうようにプ
ログラムしているが、このような時間設定は適宜変更で
きるものであることは言うまでもない。

以上詳述したように、本発明は計量槽の隔膜を非弾性材
料膜で構成すると共に、間欠的に除水量を測定し、除水
量測定の度にダイアライザの除水能を算出し、算出され
た最新の除水能に基づいて限外濾過圧を算出して透析液
圧力を制御するように構成したので、以下に列挙するよ
うな効果を発揮することができる。

０）計量槽内の隔膜が非弾性材質であるので、除水精度
が計量槽内の形状や仕上げ精度に左右されず、また準備
モードの完了を電気式差圧計（水頭正射）で検知するこ
とができる。

（２）　　間欠計量方式であるにも拘らず、計量精度が
高いため所要の精度が得られる。

（３）透析液流路が簡略化され、間欠計量方式と相俟っ
て部品点数が減少するため、小型軽量化した。

（４）ダイアライザの除水能を運転中に自動的に算出す
るため除水能を自己設定する必要がなく、また計量毎に
自己補正するので計量精度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイアライザの除水量と限外濾過圧の関係を示
す図、第２図は不発明の一実施例の主として透析液経路
を運転モード別に示す概略図で、（〜は準備モード、（
至）は定常モード、　（Ｃ）は計量モードである。第３
図は一実施例の主として制御系を示すブロック図、第４
図ないし第６図は一実施例の動作を示すフローチャート
である。 １・・・ダイアライザ、　２・・・計量槽、　３・・・
隔膜、５・・・送液ポンプ、　７・・・除圧ポンプ、８
・・・マイクロプロセッサ、　　９・・・除正射、１１
・・・水頭正射、　Ｖｌ、ＶＢ、Ｖ４・・・電磁弁、Ｖ
５・・・二方口電磁弁。 （２３） 第１図 −ＴフタＹシヒａ石Ｌ　（ｐ） ５、□□ 特開昭５９−６４０５９　（９） 第５図　　　　　第６図 手続補正書 １．事件の表示 昭和５７年特許願第　　１７５４６３　　　　号２、発
明の名称 透析装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　岡山県倉敷市本町７番１号 代表者　牧　内　栄　蔵 ４、代理人 住所　大阪府大阪市東区本町２−１０　本町ビル内氏名
　弁理士（６２１４）青　山　葆　ほか２名５、補正命
令の日付：自　発 ６、補正の対象：明細書の発明の詳細な説明の欄及び添
付図面 （２）添付図面第２図（Ｂ）を別紙のとおり補正する。 なお、第２図へ）及び（ｑには変更はない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透析液をダイアライザに通し、その透析液圧力を
   血液の圧力と限外濾過圧との差に従って制御する透析装
   置において、 非弾性材料膜にてなる浮動可能な隔膜で一次室と二次室
   とに２分された計量槽を設け、透析液を前記−次室を経
   てダイアライザに供給すると共に、運転開始時に限外濾
   過圧の初期値を与える限外濾過圧設定手段と、 目標除水量を設定する手段と、 間欠的に運転モードを切り替え、透析液が前記−次室か
   らダイアライザを経て前記二次室を含む閉ループを流れ
   る計量モードとする運転モート切替手段と。 前記計量モードにおいて除水量を測定する手段と、 除水量が測定される度に除水能を演算あるいは補正し、
   その最新の除水能と前記目標除水量とから限外濾過圧を
   算出する演算手段と、 運転開始時には前記限外−Ｆｉ過圧設定手段から限外濾
   過圧を入力し、前記演算手段が限外濾過圧を算出した後
   はその最新の限外濾過圧を入力して、常時検出される血
   液の圧力との差により前記透析液圧力を制御する手段と
   、を備えたことを特徴とする透析装置。