JPS60132567A - 単一針型人工腎臓 - 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、人工腎臓に関する。

人工腎臓の一例として、丁字形または７字形の針または
カテーテルのような単一のアクセス手段によって患者の
動一静賑系に接続される杯外血２ｆえ回路を組入れだ型
式のものが知られている。体外血液回路は、血液を処理
するだめの手段、局に血液透析器ないしＪｍ血液過器な
どの半透膜を通して血液を通流させることによシ血液を
浄化するだめの手段を備えている。血液透析器または血
液ｐ過器などの血液処理器は、その上流側に配置される
動脈側ポンプと、下流側に配置される静脈側ポンプとの
２つの血液循環ポンプの間に配置されている。

この種の人工瞥月刈は、２本の独立した針によって患者
に接続される在来の人工腎臓に比べて、１回の処理ごと
に患者の動一静脈系に単一のアクセス手段（接続手段）
を挿入するだりでよく、従って、患者に与える創傷を少
くすることができるという利点を治している。

また、動脈側ポンプと静脈側ポンプとの２つのポンプを
翁する単一釘型人工腎臓は、従来の二針型人工Ｗ！　腋
に１敵する効率を治しており、しかも、２つのボング間
の平均血圧のよシ良い制御を可能にし、それによって限
外Ｐ液の抽出状況の監視を容易にする。

しかしながら、患者から比較的多量の限外ｐ液を除去し
なけれはならない場合は問題がある。除去された限外ｐ
液は、それを埋め合わせるために通常、それと実質的に
等しい容！＋から、患者にとって望ましい体重減少分に
対応する容６ｔを差引いた量の生理学的液体ないし無菌
溶液をｌｒＡ注によって患者の体内へ戻さなけれはなら
ないからである。

実際、このような潅注が一定流坦であれ、可変流量であ
多連続的な流れとして行われると、患者への血液の戻れ
が軸動的に行われることになるので、まだ均質化されて
いない血液とγゼＲ注溶液との一混合物が患者の体内へ
戻されるおそれがある。これは、患者に生理学的障害を
起させる原因となることがある。

このような欠点は、体外回路内での潅注部位の位置選択
が不適正な場合には更に増幅されることになる。例えば
、潅注部位が血液処理器の上流に配置されているとすれ
は、商法される液体の一部分が血液処理器における限外
濾過操作によって除去されて患者の体内にまで達しない
ことがある。

反対に、潅注部位が血液処理器の下流で、かつ、静脈側
ポンプから遠い位置．に配置されているとすれは、非常
に不均質な血液／湘注溶欣混合物を患者の体内へ戻すお
それがあシ、そのようなおそれは、単−会１型回路内の
消（注液の一部分を単一の釦および動、１派側ポンプを
経て循環さゼる危険性があることによって一層増ψｈ）
される。

更に、〃Ｐ１派圧を測定し監視するだめの装置を備えた
人工腎ル￥ｊ　ｃは、溶液の層性によシ圧力変動を生じ
、それによって早期に認報信−８を発してしまうおそれ
がある。

本発明の目的は、単釦複ポンフ型回路の利点を享受し、
かつ、高速度で血液透析ないし限外ｆ・過−Ｍ注入によ
って血液を浄化するだめの処理を行うことができる人工
腎ル′１２を提供することである。

本発明の他の目的は、生理学的観点からみて規則止しい
作動、信粘１８：および安全性を保証するような限外ｐ
過−Ｐ＋注入処理をｒｒＪ能にする人工腎脇３を提供す
ることである。

本発明の更に他の目的は、楢Ａｉが簡単で経済的であり
、自動的に安全に作用ノ〕する人工デ４１ＷＩ！を提供
することである。

略述すれは本発明の人工腎膝は、 選択的透過性膜を備えた血液処理装置と、患者の動−静
脈系に接続することができる単−針と、 該釦に接続された吸入ボートと前記血液処理装置に接続
された吐出ポートを廟する第１ポンプと、前記血液処理
装置に接続された吸入ボートと前記針に接続された吐出
ポートを不する第２ポンプとＡ 第１および８Ｉ８２ポンプを作動させるだめの第１およ
び第２作動手段とを含む体外血液回路から成シ、 前記体外血液回路内へ導入すべき少くとも１柚類の溶液
を収容するだめの少くとも１つの溜めと、対応する溜め
に接続された吸入ボートと前記体外血液回路に接続され
た吐出ポートを治するｙｆｆｉＭ注ポンプと、 該潅注ポンプを作動させるだめの第３作動手段と、 該潅注ポンプの作動を前記第１および第２ポンプのどち
らか一方の作動の関数として連動させるように該第３作
動手段をｎｉＪ記第１および第２作動手段のどちらか一
方に連結するだめの連結手段とを備えたことを特徴とす
る。

実旋例の説明 第１因を参照すると、７字形または１字形の釦またはカ
テーテルのような周知の単一アクセス手段（人体への接
続手段）によって患者から血液が抽出されているところ
が示されている。血液は、基本的に、血７１り透析器な
いし血？１工透析器のような、選択的透過性膜を備えた
血液処理装置と、循環ポンプ七、各種（（属機器と、そ
れらを接続する接続導管とから成る体外面１１夕回路を
通って血流する。

詳述すれり：、１０１７反は、例えば活動型の第１ポン
プ１２によって釘１０から導粍°１１（ｊｕｉ’７ｔｓ
は、可鉛１性のポリ塩化ビニル似）を辿して血液透析器
１３のような血１１（処理装置ｕ、へ吸引される。血Ｍ
透析器１３の上流に位ｆｆ？、ｉニジ、血液透析器へ血
液を送る第１ポンプ１３は、患者の動脈圧の圧力を有す
る血Ｉ孜を送るので、１厘１脈側ポンフ」と称すること
ができる。血液透析器１３は、任意の周知の型式のもの
であってよく、血液の透析および限外袷Ｓ過を行う選択
的透過性膜１４を備えている。膜１４は、血液透析器を
血液をｍｆ第１画室１５と、透析液を通す第２画室１６
の２つのｉｉＷｍに分割する。透析液は、血液からの限
外ｐ過液を搬出する働きをもする。

導管１１と同様の導管１７が、血液透析器１３からの血
液を第２ボング１９を介して任意の周知の型式の脱泡器
１８へ搬送する。第２ポンプ１９は、血液透析器の下流
に配置されておシ、処理ずみ血液を患者の静脈圧で患者
に戻す。従って、このポンプは、「静脈側ポンプ」と称
することができるが、構造は動脈側ポンプ１２と同様の
ものであることが好ましい。

脱泡器１８の主たる機能は、血液と共に患者に戻される
おそれのある気泡を体外血液回路内に留めることである
。微細な泡が凝集して生じた気泡の存在は、脱泡器１８
と単−針１０とを１ｈ）と接続する導管２１に設けられ
た周知の型式の閉鉛クラング２６の自動ｃｊＪ鎧操作を
＋Ｉｒ１Ｊ御する検知器２ｏによって検出される。クラ
ンプ２６の作動；は、まプこ静脈側ポンプ１９の作動と
同期されるようにすることが好ましい。ｆ’ｌｌち、ポ
ンプ１９が回転すると。

−クランプ２６が［）１］放されるようにする。処坤ず
み血液が患者に戻される荊に不純物や、塵または溶血を
起した細胞を除去するために脱泡器１８の底部にフィル
ター２２を設りることが好ましい。更に、戻シ回路のポ
ンプ１９と針１ｏの間、好ましく何：ポンプ１９とクラ
ンプ２６のｆｌｊＪの地点でｍ１圧を測定するだめの圧
力測定４３０が設りられる。

圧力測定器３０１Ｊ、脱γ）１器１８上に配設するのが
翁利である。

クランプ２６は、通常、単−釦１ｏの、戻りｍ【液の流
れ方向でみて上流側に、がっ、戻シ血沿回路内に設けら
れた他の機器の下流側に配置する。

それによって、欠陥を生じだコメ２管紹；手などを通し
ての血液の漏れや、空気の侵入を相当に減少させるとと
ができる。たたし、圧力測定器３ｏは、戦−継手を必要
とするととなく単に導管２１の外周面を取巻くようにし
て装沼されるだけであるから、〜　クランプ２６の下流
に配置しても差支えない。

この種の人工腎臓す作動は、順次的に間欠的に・　行わ
れる。即ち、血液を単−針１ｏを通して患者から血液透
析器１３へ送る操作と、処坤ずみ＊ｉを透析Ｎ１ｓから
単−針１ｏを通しで患者に戻す操作とが交互に行われる
。従って、血７（ｋ循環ポンプ１２と１９とは、間欠的
に、異る時間に作動される。そのための制御は、それぞ
れのポンプの作動時間をプログラムすることによって、
あるいは両ポンプの間に過度の圧力差が生じないように
、好ましくは両ポンプの間の血圧に関連させてそれぞれ
のポンプの作動時間をプログラムすることによって行わ
れる。通常、測定器３ｏによって異常圧力が検出される
と、ｆＩ！！脈佃ポンプ１９が停止されるようになされ
る。

以上に説明した人工腎臓の各椛成機器は、いずれも周知
のものであるから、これ以上詳しく説明しない。

本発明によれは、単−釘型人工ｗｍにおいて、１回につ
き３〜４）もの比較的多垂の限外−過液を患者から抽出
し、かつ、血液とはＰ！、６張の生理学的溶液を該抽出
された限外ｐ過液に実質的に見合う量だけ潅注すること
によって、患者にとって望ましい体■（減らし分を除き
該限外ｐ過液として抽出された分を埋め合わせることが
できるようにするための＞ｌ’Ｕ注手段が提供される。

この潅注手段は、任意周知の型式の、所望の容量の溜め
２３七、溜め２３に接続した、例えは閉鎖Ｉｓ動型の潅
注ポンプ２４とで構成する。ポンプ２４は、γ１ソ走注
導管によって１１注部位２５において体外血液回路に接
続される。潅注ポンプ２４を作ｍｌｔさせる作動手段は
、上述の２つの血液’ｍ３Ａポンプｊ２．１９のうちの
１つ、通常は、潅注部位２５に近い方の循蒙ポンプを作
動させる作！１１十段によって制御されるようにする。

即ち、潅注ポンプの作動手段と、それを制御する循環ポ
ンプの作動手段とは、連動関係をなし、互いに同期され
ること、即ち、互いに同時に作動され、停止されるよう
にすることが好ましい。この構成により、血液と潅注液
とを好ましくは番１％Ｉ可能な所定の流坦比で同時に潅
注部位に到達させることが可能であることが視認された
。また、潅注部位の下流において、血液と潅注液とが実
質的に均質にほぼ一定の割合で混合し、その混合物が患
者の体内へ生理学的障害を起すことなく注入されうろこ
とも視認された。

第１図に概略的に示された制御器２７は、ポンプ１９お
よび２４のそれぞれのモータに導線２８．２９を介して
電気的に作用するプログラマを備えた任意の周知の型式
の制御器である。

体外血液回路への潅注部位即ち潅注液の注入部位（即ち
、潅注ポンプ２４の吐出ボートまだは吐出導管と体外血
液回路との接続点）は、潅注ポンプと連動する血液循環
ポンプ１２または１９の吸入ボートまたは吐出ボートの
近傍に位置させることが不利であることが判明している
。ここで「近傍に」とは、潅注ポンプと注入部位との間
に、血液に対する潅注液の所望の割合を変えてしまうお
それのある脱泡器や、脈動吸収弁などの機器が介在しな
いことを意味するのであり、潅注ポンプと注入部位との
間の距離は、短かいのが普通であるからそれ程爪要では
ない。従って、第１図では注入部位即ちγｉＪｒ注部位
２５は、静脈側ポンプ１９の近くでその下流に位ｆηし
ている。

第２図は、本発明の人工腎臓の第２実施例を示す。この
実施例では、ｄａ注水ポンプ２４静脈側ポンプ１９とが
共通のモータ３６によって駆動されるようになされてい
る。従って、これらの２つのポンプは、確実に同期して
同じ速度で、同一の速度比で駆動させることができる。

ただし、この速度比は、血液の流量に対するｄ１１注俗
液の流量の比を？ＪｆＪ　Ｍｌすることができるように
するために、周知の変速機により　９３節しうるように
してもよい。

ｙｔＡ注ボンポン４および静脈側ポンプ１９は、活動型
ポンプであることが好ましい。ポンプ１９と２４の活動
チューブは、同一の回転子上に平行に巻装するのが不利
である。回転子に巻長される活動チューブの看き径、お
よび該チューブ自体の内径および外径は、平均流量比に
関連させて、あるいは固定速度比での潅注の場合は所望
の流量比に関連させて予め定めておく。

所望ならば、例えば溜め２３と潅注ポンプ２４との間に
配設した流れ絞シクランプ（図示せず）によシ、ポンプ
２４の動作を変える必要なしに血液内への潅注液の流量
を少くとも一時的に制限することができるように構成す
ることも可能である。

更に、血液内へ空気を送シ込むのを回避するために溜め
２３内の液体がなくなる前に錨生ポンプ２４を停止させ
ることができる周知の液面検知器（図示せず）を溜め２
３内に設けることが好ましい。

各ポンプ１９．２４によって送られる液体は、該両方の
ポンプからの液体が所望の餉合で混合される脱泡器１８
の頂部へ並列流れとして流入する。

従って、第２図の実施例においては、注入部位２５を潅
注ポンプ２４と同期する静脈側ポンプ１９の吐出ボート
の近傍に配置することも考えられる。

また、第２図の実施例では、血液処理装置として、血液
を吐ず画室１５と、限外ｐ過ｔＩｆを通す画室とに分割
する限外−過膜３２を備えた血液ｐ過器３１が示されて
いる。この血ｗ　濾過器は、任意の周知の型式のもので
あってよいが、例えは血液をｊｌｌず複数の平行な中空
繊維から成るものである場合は、比較的一定容鼠の血液
を通流させ、血液循環ポンプ１２．１９の交互連動の結
果として血液の圧力が大幅に変動する。従って、その場
合は、血液処理装置１“ｔ：１６の例えは上流と下流、
あるいは上流または下流の血液回路内に１個まだは２個
の周知の賑！ＩＪｂ吸収器３４．３５を配設することが
好ましい。このようにして得られる血液流は、溶血を起
しに＜＜、よｐ規則的であシ、多量の舘Ｉ注１改と均一
に混合させるのに有利である。

第３図は更に他の実施例を示す。この実施例では、閉鎖
クランプ３８が動脈側ポンプ１２の上流の導管１１に設
けられている。このクランプの作動は自動であシ、導管
２１から静脈側の血液を誤って吸引するのを回避するた
めに電気制御器３７によシボンプ１２の作動と同期して
制御される。

潅注部位２５は、循環ポンプの１つ、例えば動、脈側ポ
ンプ１２の上流側に、かつ、そのポンプの吸入ボートの
直ぐそげに位置している。また、γ＜ａ注ポンプ２４の
作動手段も、例えは制御器３７のような周知の手段を介
して動脈側ポンプの作動手段の制御下におかれ、好まし
くは動脈側作動手段と同期される。かくして、血液と潅
注液とが同時併行的に移送されて以後の体外血液回路内
で混合され、患者の体内へ戻される。ただし、この構成
では、潅注液の一部が血液処理装置の膜１４を透過して
体外血液回路から流出してしまうという欠点があり、潅
注液の損失を招くという点で好ましくない。

第３図の実施例の人工腎臓の作動も、順次間欠作動であ
る。即ち、最初に、制御器３７のプログラム装置がクラ
ンプ３８の開放操作を始動ぢせ、次いで、動脈側ポンプ
１２と潅注ポンプ２４の同時同転を開始させる。静脈側
ポンプ１９は停止したままである。例えは脈動吸収器５
５上などに配設された圧力測定器（（９）示せず）によ
ってｌｉｉ！Ｉ定される下流の圧力が所定値に達すると
、制御器３７がポンプ１２．２４を停止させ、クランプ
３８を閉鎖させる。次の第２段階において、ｆ／ｌ！Ｉ
’ｌｌ’側ボング１９が、そポン流の圧力（例えは脈動
吸収器３５のところで測定される）が所定の最少値に達
するまで１回転せしめられる。

一般に、潅注ポンプ２４は、その作動時間を２つの循環
ポンプ即ち動脈側ポンプ１２と静脈側ポンプ１９のどち
らか一方、好ましくは静脈側ポンプの作動時間に合わせ
て間欠的に周期的に作動させることが好ましいことが認
められた。従って、ｆｆＭ注ホンプ２４の作動手段は、
２つの循環ポンプの１つ、特に静脈ポンプの作動手段と
同期させるのが好ましい。

所望ならｔま、あまシ好ましくはないが、潅注ポンプ２
４を静脈ポンプ１９の作動時間とは異る長さの時間作動
させてもよい。例えは潅注すべき溶液の策が比較的少い
場合、静脈側ポンプ１９の１回ごとの作動時間の何分の
１かの時間だけｒｌｌｉ注ポンプ２４を作動させるよう
にしてもよい。あるいはまた、あまシ好ましくはないが
、一定の時１１ＪＩ内で静脈側ポンプ１９が２Ｎまたは
それ以上作動されるのに対し潅注ポンプ２４を１回だけ
作動させるようにするととも可能である。

反対←、潅注ポンプ２４の作’！Ｊｉｂ時ＩｂＪを、例
えは静振側ポンプ１９よシ早く始動させるか、あるいは
遅く停止さぜるか、あるいは早く始動させて遅く停止さ
せることによって、静脈側ポンプの作動時間よシ各作動
ごとに所定の時間だけ長くすることもできる。以上のい
ろいろな例の場合は、それぞれ対応するポンプを手動操
作によって制御する。

本発明によれは、潅注ポンプ２４の作動が、２つの循環
ポンプ１２．１９の少くとも一方の連動の直接制御下に
置かれる。その結果、潤性ポンプ２４は、例えはクラン
プ５Ｂ、２６のような上流側または下流側クランプの開
閉操作の制御をも間接的に受ける。潅注ポンプ２４は、
ａａ注部位２５に近い方のクランプ（第１．２図ではク
ランプ２６、第３図ではクランプ３８）が開放している
ときにのみ作動するようにすることが好ましい。

本発明は、患者の必要に合わせて予めＷ！４合された、
あらゆる種類の住理学的浴液または無菌溶液の潅注を可
能にする◇従って、無極塩、たん白質などの所要凰を修
正することができる。

また、何種類かの溶液を、幾つかの溜め２３から１つま
たは複数の潅注ポンプ２４を用いて直列的または並列的
に所定の割合で注入することもできる。また、従来慣用
されているように、ヘパリンをポンプ′２４の上流で独
立して体外血液Ｎ路へ注入することができることはもち
ろんである。？１Ｂ１手段の作動制御は特定の要件に適
合するように任意の適当な態様に変更することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１．２および３図はそれぞれ本発明の第１、第２およ
び第３実施例の人工腎臓の概略図である。 １０：単−針 １２：第１ボンフ １５：血液処理袋ｆ１’＝ｉＨ １４：選択的透過膜 １９：第２ポンプ ２０：検知器 ２３：溜め ２４：潅注ポンプ ２５：潅注（注入）部位 ２６．３８：閉鎖クランプ ２７：制御器 ２８．２９：導線 ３６：モータ ３７：制御器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）選択的透過性Ｊａ（１４）を備えだ血液処理装置（
   １３）と、 患者の動−静脈系に接続することができる単−針（１０
   ）と、 該針（１０）に接続された吸入ボートと別記血液処理装
   置（１３）に接続された吐出ポートを有する第１ポンプ
   （１２）と、 別記血液処理装置（１３）に接続された吸入ポートと前
   記側（１０）に接続された吐出ポートを有する第２ポン
   プ（１９）と、 第１および第２ポンプ（１２，１９）を作動させるだめ
   の第１および第２作動手段とを含む体外血液回路から成
   る人工腎臓において、 別記体外血液回路内へ導入すべき少くとも１種類の溶液
   を収容するだめの少くとも１つの溜め（−２３）と、 対応する溜め（２３）に接続された吸入ボートと前記体
   外血液回路に接続された吐出ポートを治する潅注ポンプ
   （２４）と、 該潅注ポンプ（２４）を作動させるための第３作動手段
   と、 該潅注ポンプの作動を前記第１および第２ポンプ（１２
   ，１９）のどちらか一方の作動の関数として連動させる
   ように該第３作動手段を前記第１および第２作動手段の
   どちらか一方に連結するだめの連結手段（２８，２９）
   とを備えたことを特徴とする人工腎臓。 ２）　Ｎｕ記潅注ポンプ（２４）の吐出ポートは、ｔ４
   ｊｌ記第３作動手段と連動するように連結されている、
   前記第１および第２ポンプ（１２，１９）のどちらか一
   方の吸入ポートまたは吐出ポートの近傍の部位において
   体外血液回路に接続されている特許請求の範囲第１項記
   載の人工腎臓。 ３）前記第３作動手段は、第２作動手段によって制御さ
   れるようになされている特ｒ’　請求のＩＧ　Ｉｌｌ　
   ｉ１項または２項記載の人工腎臓。 ４）前記第３作動手段は、第１および第２作動手段の一
   方と同期されている特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
   かに記載の人工’Ａ　Ｊｆ＆。 ５ン　前記第３作動手段は、第１および第２作動手段の
   一方と？ＪｆＡ　Ｎｊ自在の速度比で同期されている特
   許請求の範囲＠４項記載の人工腎臓。 ６）前記第３作動手段と、それと同期される、第１およ
   び第２作動手段の一方は、共通のモータ（３６）によっ
   て制御されるようにな含れている特汁゛１請求の範囲第
   ４項記載の人工腎臓。 ７）　ｒｔｉＪ記ｒｌ’Ｍ注ボア７（２４）と、ｒ）す
   記載３作ｊｉ、（１手段と連動して制御される、第１お
   よび第２ポンプ（１２，１９）の一方は、いずれも、蛎
   動チューブを廟する輪動型ポンプである特許請求の範囲
   第１〜６項のいずれかに記載の人工腎臓。 ８）前記ｙｒｉｔ注ポンプと、前記第３作ＤＩ＋＋手段
   と連動して制御される、第１および第２ポンプの０１Ｊ
   記一方とは、共通の回転子を崩しており、該回転子は、
   それに平行して巻装された該２つのポンプの情動チュー
   ブを同時に作動させるようになさノ１ている特許請求の
   範囲第７項記載の人工腎軟。 ９）前記第２ポンプ（１９）の吐出ボートと、単−針（
   １０）との間で１７ｆＪ記体外ｔｆｒｔ液回路の他のど
   の作動ｈ　＜ＩＹよシも下流に配置された、体外血液回
   路のだめの閉鎖機ｆ／Ｗ　（２６）を有する特Ｈ１−精
   求の範囲第１〜８項のいずれかに記イエ（の人工＋１４
   臓。 １０）前記閉ａ機構（２６）の開閉を前記第１、第２お
   よび第６作動手段の少くとも１つと同期させて制御する
   ための手段（２ｏ）を冶する特ｉｌｌ’　請求の範囲第
   ９項記載の人工腎臓。