JPS6068863A

JPS6068863A - 陽圧制御方法およびその方法を用いた人工透析装置

Info

Publication number: JPS6068863A
Application number: JP58178606A
Authority: JP
Inventors: 邦治鬼村
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1983-09-27
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1985-04-19

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、血液の人工透析を行なう装置においてダイア
ライザの膜に加わる圧力のうち血液側に圧力を加えるこ
とによって該血液側から透析液側に前記膜を透過させて
前記血液中の水分を移動させる陽圧制御方法およびその
方法を用いた人工゛透析装置に関する。

第１図はこのような方法および装置の従来例説明図であ
る。第１図において、慢性腎不全患者等の人体１の動脈
から血液ポンプ２によって採血された血液は、通常、動
脈側血液回路３を通り動脈チャンバ４を経てダイアライ
ザ５（詳しくは血液室５１）に導びかれ、ここで透析浄
化されたのち、オートクレンメ６および静脈チャンバ７
′を経由し静脈側血液回路８を通って人体１に戻るとい
う循環プロセスがとられている。また、ダイアライザ５
（詳しくは透析液室５２）には、透析液導入口１４から
透析液導入流路１２を経て透析液が導びかれ、透析液導
出流路１３を通って排出口１５から外部へ排出されるよ
うになっている。更に、第１〜第５の圧力計９〜１１に
よシ夫々動脈圧Ｍ１　＋透析液圧に。

及び静脈圧肖が検出されると共に、動脈圧Ｍｌおよび透
析液圧Ｍ２の検出値に基づきコントローラ１６によって
モータ７を介してオートクレンメ６の動きが制御され、
該オートフレ／メロによって静脈側血液回Ｍ８内の圧力
が調節されるようになっている。このコントロー５１６
内には、差動増幅器、　ＰＩＤ演算器、およびドライバ
（いずれも図示せず）が格納されておシ、上記動脈圧Ｍ
ｌと透析液圧均との差が設定圧力Ｍ。（設定値Ｓ１とし
てあらかじめ設定される）となるよう誤差増幅してのち
ＰＩＤ演算を行なうことにより、オートクレンメ６に挾
まれた静脈側血液回路８の開口面積を所望の値にする制
御信号をモータ７に送出するようになっている。

然し乍ら、上記血液ポンプ２は、一般にチ瓢−ブをロー
ラでしごくようＫして該チーープ内の血液を送液するよ
うな構成であるため、血液回路３゜８内に脈動を生じ易
く、これら回路内の血液の圧力値に脈動分が含まれるこ
とが多かった。また、人体１の容体によって人体１から
採血される血液の流量が異なるため、オートクレンメ６
が完全に閉になっても上記回路３．８内の血液圧力が最
高圧力に達する迄は、第２図の血液ポンプ特性図に示す
ようにポンプ（血液ポンプ２）の流量に応じて上記血液
流量が変化するようになりている。更に、オートクレン
メ６が閉じた状態ではダイアライザ５が一種の圧力バッ
７アとして機能するため、ダイアライザの種類が異なっ
ても上記ポンプの流量が変化したのと同様の変化を示す
ようになる。

このような状況の下で、コントローラ１６における制御
定数を固定すると、血液ポンプ２の流量変化によって血
液回Ｍ３，８内の崩液圧力の制御が乱れたり、ステップ
応答がハンチングしたりするという大きな欠点がありた
。

本発明はかかる欠点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、血液ポンプの脈動の影響、受けることなく血液
回路内の圧力を正確にコントロールできるような陽圧制
御方法およびそれを用いた人工透析装置を提供すること
にある。

本発明の特徴は、陽圧制御方法およびその方法を用いた
人工透析装置において、動脈側血液回路圧配設された血
液ポンプの回転数若しくは該血液回路のＷ力を動ｍに対
広六才で、ｈ達面畝小工十を制御するコントローラの制
御定数を自動的に変えるようにしたことＫある。

以下、本発明について図を用いて詳細忙説明する。第５
図は本発明実施例の要部構成説明図であり、図中、第１
図と同一記号は同一意味をもたせて使用しここでの重複
説明は省略する。また、１７は検出された上記動脈圧Ｍ
１および透析液圧Ｍ２やあらかじめ設定される設定値８
１１８２が並列に人力されるマルチプレクサ、１８ＩＩ
ｉマルチプレクサ１７の出力を受けてめ変換するめ変換
器、１９はｔｖ’ｏ変換器１Ｂの出力を受け上記動脈圧
ＭＩ　＋透析液圧Ｍ２゜および設定圧力信号Ｍｏ（患者
に必要な限界濾過敵に応じた圧力の値であって上記設定
値Ｓ、に相当する）との間に（Ｍｌ−Ｍｌ　−Ｍｏ　）
なる偏差をとり該偏差の値にＰＩＤ演界ヲ施すマイクロ
プロセッサ（以下ＣＰＵと略す）、２ｏはＣＰＵ１９か
ら出方されるクロノクレート指令信号を受け該信号傾応
じたクロックレートでパルスを発生するクロンクジエネ
レータ、２１はＣＰＩＪ１９がらのアッグク゛ウン信号
とりρソクンエネレータ２ｏからのパルスを受け該パル
スをアップダウン信号に応じて計数するカウンタ、２２
はカウンタ２１の出力を受け該出力に応じてモータ７へ
駆動信号を送出するドライバーである。尚、ＣＰＵ１９
内で算出された上記偏差の値と該ＣＰｔＪ１９から出力
されるクロノクレート指令信号との関係はほぼ比例関係
にある。また、上記血液回路５，８の血液圧力を急激に
変えたい場合や上記血液回路３．８内を流れる血液流址
が大きく変化するような場合には、上記比例関係の比例
定数を大きくとると共に、ＣＰＵ１９　におけるＰＩＤ
演算の工動作を省略するようにする。このような構成か
らなる本発明実施例の要部（即ち、コントローラ１６′
）が第１図のコントローラ１６として装着されると、本
発明実施例の構成となる。また、この本発明実施例は次
のような動作を行なう。即ち、第１図において、人体１
の動脈から血液ポンプ２によって採血された血液は、通
常、動脈側血液回路３を通り動脈チャンバ４を経てダイ
アジイザ５（血液室５１）に導ひかれて透析浄化され、
その後、オートクレンメ６および静脈チャンバ７を経由
し静脈側血液回路８を通って人体１に戻る。透析液導入
口１４からは透析液が導びかれ、その透析液が、導入流
路１２→ダイアライザ５（透析液室５２）→導出流路１
３→排出口１５の流路で流れる。また、第１および第２
の圧力計９．１０で夫々検出された上記動脈圧Ｍ、およ
び透析液圧Ｍ２の検出信号は、第３図を用いて詳述した
コントローラ１６′に送出される。この検出信号は、設
定圧力信号８１（設定圧力Ｍｎ）とともに第５図のマル
チプレクサ１７に入力され、該マルチプレクサ１７の出
力がめ変換器１８でＡ／Ｄ変換されてのちＣＰＵ１９に
読み込まれる。このＣＰＵ＋９において、Ｍ、−Ｍ２１
１〜なる偏差がとられ該偏差の値にＰＩＤ演算が施こさ
れる。この演算結果により上記モータの回転方向を指示
するアップダウン信号がＣＰＵ＋９からカウンタ２１に
送出される。カウンタ２１はこのアンプダウン信号に応
じて、クロックジェネレータ２０からのパルスを目数し
、その値に応じドライバ２２ヲ介してモータ７を駆動さ
せる。このモータ７は第１図のオートクレンメ６に接続
されており、モータ７の回転例対応してオートクレンメ
６が開閉動作を行ない、オートクレンメ６が開閉させら
れることによって上記静脈側血液回路８の圧力が調節さ
れるようになる。

第４図は本発明の他の実施例の要部構成説明図であり、
図中、第５図と同一記号は同一意味をもたせて使用しこ
こでの重複説明は省略する。また、２３はＣＰＵ１９の
出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器であり、モータ７と
しては直流モータが使用される。

尚、ドライバ２２には、Ｄ／Ａ変換器２５からの出力の
他に１上記モータ７の回転方向を指示する開閉信号がＣ
ＰＵ＋９から直接的に入力されるようになっている。こ
のような構成からなる実施例要部（即ち、コントローラ
１６１）が第１図のコントローラ１６として装着される
と、本発明他の実施例の構成となる。

この本発明他の実施例において、血液や透析液の流れは
上述の本発明実施例の場合と同じである。

また、第４図において、第１および第２の圧力計９．１
０で夫々検出された上記動脈圧７１４４および透析液圧
Ｍ２の検出信号は、設定圧力信号Ｓ、　（設定圧力ＭＯ
）や設定流量信号Ｓ２（設定血液ポンプスピードｖｏ）
とともに、第４図のマルチプレクサ１７に入力される。

このマルチプレクサ１７の出力は、ＶＤ変換器１ＢでＡ
／Ｄ変換されてのちＣＰＵ＋９に読みこまれ、Ｍｌ−Ｍ
２−Ｍｌ＋なる偏差がとられてのち該偏差の値にＰＩＤ
演算が施こされる。この演算結果により、モータ７の回
転方向を指示する開閉信号がＣＰＵ１９からドライバ２
２に送出される。また、上記演算結果は、ＣＰＵ１９か
らＤ／Ａ変換器２３に送出されＤ／Ａ変換されてのち、
ドライバ２２に送出される。このドライバ２２によって
モータ７が駆動させられ、該モータの回転に対応して第
１図のオートクレンメ６が開閉動作を行なうようになる
。また、このオートフレ／メロが開閉させられることに
よって第１図の血液回路５．８内の圧力が所望の値に調
節されるようになる。、このようにして血液回路８内の
圧力が一定にされると、前記血液ポンプの脈動等によっ
て上記動脈圧Ｍ１が脈動するため、次のような処置が施
こされている。即ち、血液ポンプ２０回転数によっても
フィルタ定数が変えられるようなフィルタを上記動脈圧
検出イｇ号にかけたり、ＣＰＵ１９　Ｋおける上記偏差
とクロックの関係の比例定数を小さくして系のゲインを
減らすような処置が施こされている。また、’　ＣＰＵ
ｊ９における上記偏差の値が目標値（あらかじめＣＰＵ
１９内忙設定される値）以下になると、ＣＰＵ１９から
の出力に基づいてドライバ２２がモータ７の駆動を停止
させ、上記偏差の値が上記目標値以上になるまで上記オ
ートクレンメ６を停止させるようになっている。

な以上詳しく説明したようＶ本発明の実施例や他の実施例
によれば、崩液ポンプの回転数や血液回路の圧力変動幅
に対応させてコントローラの制御定数を変えて血液回路
の圧力を制御するような構成であるため、血液ポンプの
脈動忙影響されることなく血液回路の圧力を正確に制御
できる利点がある。また、ＣＰＵｊ９における上記偏差
の値が一定の目標値以上になるまでオートクレンメ６を
停止させるような構成であるため、前記従来例の場合に
比しオートフレフッ６０機稼的寿命が延びるという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例説明図、第２図は血液ポンプの駆動時間
と吐出圧力との関係を示す特性図、第３図は本発明実施
例の要部構成説明図、第４図は本発明の他の実施例の要
部構成説明図である。１・・・人体、２・・・血液ポンプ、５．８・・・血液
回路、４．７′・・・血液チャンバー、５・・・ダイア
ライザ、６・・・オートクレンメ、７・・・モータ、９
〜１１・・・圧力計、１２．１Ｓ　・・・導出入流路、
１４・・・導入口、１５・・・排出口、１６、１６’、
　＋６”・・・コントローラ、１７・・・マルチプレク
サ、１８・・・Ａ／Ｄ変換器、１９・・・マイクロプロ
セッサ、２０・・・クロックジェネレータ、２１・・・
カウンタ、２２・・・ドライバ、２３・・・Ｄ／Ａ変換
器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　血液の人工透析を行なう装置におけるダイア２
イザの膜に加わる圧力のうち血液側に圧力を加えること
によって該血液側から透析液側圧前記膜を透過させて前
記血液中の水分を移動させる陽圧制御方法忙おいて、動
脈側血液回路忙配設された血液ポンプの回転数若しくは
該血液回路の圧力変動幅忙対応させて、静脈側血液回路
の圧力を制御するコントローラの制御定数を自動的に変
えることを特徴とする陽圧制御方法。
（２）　前記血液回路の圧力が目標値以下になると前記
圧力制御を停止するように前記コントローラの制御定数
が変えられてなる特許請求範囲第（１）項記載の陽圧制
御方法。
（３）ダイアライザの膜に加わる圧力のうち血液側ＫＦ
Ｆ力を加ｉふととＫよって誼血液側から透析液側に前記
膜を透過させて前記血液中の水分を移動させ血液の人工
透析を行なう装置において、動脈側血液回路に配設され
た血液ポンプと、該血液回路の圧力を検出する圧力計と
、静脈側血液回路の所定部分を挾んで該血液回路の圧力
を決定するオートクレンメと、該オートクレンメの動き
を制御することによって前記血液回路の圧力を制御する
コントローラとを具備し、前記血液ポンプの回転数若し
くけ前記圧力計で検出される圧力変動幅に対応させて、
前記コントローラの制御定数が自動的に変えられること
を特徴とする人工透析装置。
（４）　前記コントローラの制御定数は、前記圧力計で
検出される圧力の値が目標値以下になると前記オートク
レンメの動きを停止させるように構成されてなる特許請
求範囲第（３）項記載の人工透析装置。