JPS61272058A - 限外濾過量制御測定装置 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明はいわゆる人工腎臓のような透析技術を用いる
透析装置において、その透析器に流入−する透析液の量
と、透析器より流出される液の量との差、しくわゆる限
外Ｆｉｌｔｔを測定制御する限外−過量測定制御装置に
関する。

「従来の技術」 従来の限外濾過量測定装置は以下に述べるように、透析
器より流出する透析液が再び透析器へ戻され、透析液が
循環するように動作する循環式のものと、透析器より流
出する透析液はそのまま排液される非循環式のものとに
大別することができる。第４図は非循環式の典型的な例
を示すブロック図であって、透析液供給部１より透析液
がバルブ２．流量計３を順次通して透析器４へ供給され
る。透析器４より流出する透析液は流量計５を通って排
液される。一方、患者の体内より血液ライン６を通って
透析器４へ導かれた血液は血液中の水分が透析液へ移行
し、除水されて透析器４より血液ライン７を通って患者
の体内へ戻される。透析Ｈ４において移行した水分の量
が限外−過量である。いま流量計３．５の指示値をそれ
ぞれＣＩ＋Ｃ！　ｄ　／　ｍ　ｒ　ｎ　％透析時間をＴ
×６Ｏ−ｉｎとすれば、限外−過量の１背当たりの量即
ち限外−過流量ＵＦＲは、ＵＦＲ＝　Ｃ！　−Ｃ，ｄ　
／　ｗｉｎより求め、限外−過量ｔＪＦは ＵＰ　＝　（Ｃ！　−Ｃ＋）　Ｘ　Ｔ　Ｘ　６０ｄより
求めていた０通常、流入流量及び流出流量はそれぞれＣ
＋　＞５００ｓ７　／　ｓｉｎ、　Ｃ！　＞５００〜５
１５ｄ　／　ｓｉｎ。

限外−過流量はりＦＲ＝　Ｏ〜１５ａ／／ｓｉｎ、透析
時間はＴ−１〜ｌＯ時間である。

第５図は前記循環式装置の代表例を示すブロック図であ
る。透析液供給部１より入口バルブ２を通して循環用タ
ンク１１へ透析液が供給され、満杯レベル迄貯液される
。循環用タンク１１の透析液は循環用バルブ１２．ポン
プ１３．定流量弁１４．流量計３を順次通って透析器４
へ供給される。一方、透析器４より流出する透析液は三
方弁（以下切換バルブと言う）　１５でＩＮ−ＮＣへ導
かれ、循環用タンク１１へ戻される。ｉ３析液は上記の
環路を循環するよ゛うにされている。

限外−過流量の測定は、例えば循環用タンク１１の満杯
レベル位置にオーバーフロー口ｌｌａを設け、これより
オーバーフローする（あふれ出る）透析液を流ｆｌｉ＋
５で測定することにより行われる。

「発明が解決しようとする問題点」 第４図に示した非循環式の測定装置においては流量計３
．５の測定誤差のために正確に限外−過流量を測定でき
ないと言う欠点がある。いま、透析器４の真の流入流量
、流出流量をそれぞれｃｌ−５００ｓｊ　／ｓｉｎ、　
Ｃｚ−５１０１１７／ｗｉｎとすると、真の限外ｐ過流
量はＵＦＲ−Ｃｘ−Ｃ，−１０ｄ／ａ＋ｉｎとなる。と
ころで流量計３．５の測定誤差ΔＣ１，ΔＣ１を共に０
．２χとしてもこれらの誤差を持つ流量計の指示値より
求めた限外ｐ過流量の誤差は最大Δｃ１＋Δｃ２−２−
／驕ｉｎとなり、この誤差は真の値１０ｍＩＺ鋼ｉｎの
２０％にも達する。

一方、第５図に示した循環式の測定装置においては、循
環用タンク１１よりオーバーフローする透析液の流量が
正確に限外−過流量に等しいので、この流量即ち限外−
過流量を直接測定することができる。この場合の測定誤
差は、直接測定なので、上述した非循環式の場合より１
桁悪く、例えば２％であっても実用上差し支えはない。

このように循環式の測定装置においては測定誤差を非循
環式より改善できるが、以下に述べるように透析効率を
低下させると言う問題がある。即ち第５図の測定装置で
、透析液を約３０分循環させて透析を行うと、透析液を
バルブ１５．１６より排液した後、透析液供給部ｌより
循環用タンク１１へ透析液を供給して再び透析を繰返す
、この繰返しは全透析時間（例えば５時間）に亘って何
回も行われる。ところで循環される透析液は透析器４で
血液より透析液側へ流出した成分の割合が増加するため
に、次第に透析効率が低下する。従って全体の透析時間
を非循環式による場合より大幅に増加しなければならな
い、また透析液循環系路中の雑菌が透析液の循環中に増
殖し、透析器を通して患者の血液へ移行する可能性があ
ると言う問題も提起されている。

この発明の目的は、上記した非循環式による場合の大き
な測定誤差並びに循環式による場合の透析効率の低下や
菌の増殖すると言う様な欠点を除去しようとするもので
ある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、非循環式の透析を行うことを基本とし、限
外ｐ通量の測定のため短時間の循環式の透析を周期的に
挿入したものである。このため非循環式の透析装置の流
入通路に対して分路を構成するように循環用タンクを流
入通路に連結し、透析器の流出通路の透析液を上記循環
用タンクへ供給して透析液が循環するように切換手段を
設け、この切換手段を透析中に周期的に短時間、透析液
循環状態に切換えるための制御手段を設ける。限外−過
量を測定するため、より正確に測定するという点から例
えば循環用タンクより小容量で横断面積の小さなオーバ
ーフロータンクを連通管により循環用タンクに連結し、
オーバーフロータンクよりオーバーフローする透析液を
測定ユニットヘ導き測定する構成が望ましい。この測定
ユニットの制御と限外沖過量の計算は演算制御部で行う
。

即ち上記のオーバーフロータンク、測定ユニット及び演
算制御部で限外濾過量を測定する測定手段を構成する。

また非循環式透析中の限外濾過流量が循環式透析中の値
と等しくなるように制御することにより、非循環式透析
中の限外濾過量をその透析時間と循環式透析中に測定し
た限外濾過流量との積として容易に求めることができる
。このためこの発明は、非循環式透析中の限外ｐ過流量
を循環式透析中の値と等しくなるようにするため、透析
器のＴＭＰ（静脈圧と透析液圧との差）を制御する手段
を設ける。

「実施例」 １ニー羞工 この発明による限外−過量測定制御装置の構成を第１図
のブロック図を参照して説明する。同図では従来例と同
じ箇所には同一の符号を付して示しである。透析液供給
部１より透析液が入口バルブ２（バルブｖｌとも言う）
、流管２０．ポンプ１３．定流量弁１４．流量計３より
成る流入通路を順次通して透析器４へ供給される。透析
器４より流出する透析液は圧力センサ２１．流管２２．
より成る流出通路を通して排液される。このようにして
非循環式の流路力１形成される。

上記流入通路へ循環用タンク１１が流管２０の分路とな
るように連結される。この循環用タンク１１は通常１．
５〜３１程度の容量のものである。同タンク１１の流入
側及び流出側の流管にはそれぞれ給液バルブ８（バルブ
シアとも言う）及び循環用パルプ１２（バルブＶ＃とも
言う）が挿入され、また循環用タンク１１の排液口には
排液パルプ１６（バルブＶ、とも言う）が流管により連
結される。一方、透析器４の流出通路にはバルブ１５（
バルブＶ、とも言う）がそのポートｌＮ−Ｎｏが連通ず
るように挿入される。このバルブ１５のボートＮＣは流
管２３を通して循環用タンク１１の流入口近くの流管へ
連結され循環用の経路を構成している。

非循環式の透析中には上記バルブ２は開くＯＮ）とされ
、バルブ１５はｌＮ−４Ｎｏ側へ切換えられ、バルブ８
、１２．１６はいずれも閉（ＯＦＦ）　に制御される。

一方、循環式の透析を行う場合にはバルブ２，８は閉、
バルブ１２は開に、またバルブ１５はＩＮ−ＮＣ側へ切
換えられる。このように上記の複数のバルブは非循環系
より循環系へ或いはこの逆に切換えるための切換手段を
構成している。この切換手段は演算制御部２４よりなる
制御手段により制御される。

限外濾過量の測定のため、この実施例ではオーバーフロ
ータンク３１を設けた場合でオーバーフロータンク３１
を連通管３０で循環用タンク１１に連結する。このオー
バーフロータンク３１の容量は例えば１００〜３００ｒ
ｄ程度で、横断面積も循環用タンク１１より可成り小さ
なものである。オーバーフロータンクよりオーバーフロ
ーする透析液は連続した流れとなり、これを測定ユニッ
ト３２へ導き、その量より限外ｐ過（流）Ｉを求める。

この測定ユニット３２の制御と限外ｐ過（流）量の計算
は上記演算制御部２４により行われ、この計算値は表示
部３５へ表示される。上記のオーバーフロータンク３１
．測定ユニット３２及び演算制御部２４は限外−過量の
測定手段を構成している。

また、透析器４の血液ライン７へ静脈圧針３３と静脈圧
調整器３４とが挿入される。上記演算制御部２４は設定
部３６へ設定された限外濾過流量と上記測定値と３比較
し、この測定値を設定値と一致するように、上記静脈圧
調整器３４の制御も行う。

上記静脈圧針３３と前記圧力センサ２１のデータとより
上記演算制御部２４はＴ？ＩＰ　（静脈圧と透析液圧と
の差）を計算し、非循環式透析中のＴＭＰを循環式透析
中のＴＭＰへ一致させるように上記静脈圧調整器３４を
制御する。上記静脈圧針３３．静脈圧調整器３４、圧力
センサ２１及び演算制御部２４はＴＭＰ制御手段を構成
している。

設定部３６には全除水量即ち限外−過量ＩＰと透析時間
Ｔとを設定しても或いは限外濾過流量ＵＦＲと透析時間
とを設定しても良い。前者の場合ＵＦＲはＵＦ／Ｔとな
り、後者の場合ＵＰはＵＦＲＸＴとなり、いずれも演算
制御部２４で直ちに求められる。

なお静脈圧調整器３４は血液回路静脈圧ラインのチュー
ブの圧べい度を調節する形式のものが一般的であるが、
他の圧べい部を二重管構造とし、内管を血液が流れ、外
管内の容積を変化させて静脈圧を調整する方法なども可
能である。

Ｕｔ 第１図に示した実施例の動作例を第２図（Ａ）。

（Ｂ）の動作フローチャート及び第３図のモード別動作
図を参照して詳細に説明する。

システムがスタートすると直ぐモードｌの動作をけう、
モード１では透析器４の透析液圧を示す圧力センサ２１
のデータと血液ライン７の静脈圧針３３のデータが演算
制御部２４へとり込まれ、演算制御部２４はこれらのデ
ータよりＴＭＰ（ａｔ）−静脈圧一過析液圧を夏出し、
設定部３６に設定されている初期用ＴＭＰの設定値ＴＭ
ＰｓとＴＭＰ（ｍ＋）の′差分を零とするように静脈圧
調整器３４（第３図でＡと略記する）を制御する。

モード１ではパルプｖ１．ポンプ１３はＯＮとなり、透
析液供給部１から透析液がパルプｖ１．流管２０゜ポン
プ１３．定流量弁１４．流量計３を順次通って透析器４
へ供給される。また透析器４より流出する透析液は流管
２２を通り、バルブＶ、をｌＮ−Ｎｏと通って排液され
る。このような非循環式の透析を行うと同時に、給液バ
ルブＶ！がＯＮ、排液バルブＶ３．循環用バルブｖ６が
共にＯＦＦ　となり、透析液は循環用タンク１°ｌへ貯
液される。同タンク１１に入った透析液は連通管３０に
よりオーバーフロータンク３１に入る。１１環用タンク
には下限レベルセンサ３７が設けられており、液面がこ
のレベルに達すると、下限レベルセンサ３７がＯＮとな
り、モード２へ移行する。

モード２では、下限レベルセンサ３７のＯＮ信号が演算
制御部２４へ与えられ、演算制御部２４は循環用タンク
１１のヒーター３８をＯＮとすると、同時に前のモード
１の所要時間ｔ（１）を算出し記憶する。

ＴＭＰ（ｍｉ）を測定し、設定値ＴＭＰｓとの差分を零
とするように静脈圧調整器３４を制御する動作はモード
ｌと同様である。

循環用タンク１１に入った透析液量が増加し、連通管３
０で接続されたオーバーフロータンク３１にてオーバー
フローが発生する。このオーバーフロー液は測定ユニッ
ト３２の測定槽３９（容量は通常３〜１〇−程度）に流
入する。この時点で、同測定槽の排液バルブ４０（バル
ブＶ、とも言う）は閉じており、オーバーフロータンク
３１からのオーバーフロー液は、測定槽３９に貯留する
。測定槽３９内での液面が徐々に上昇し、槽にとりつけ
られた満杯レベルセンサ４１がこれを検知し、満杯信号
を発生する。この時点よりモード３へ移行する。

モード３では、演算制御部２４でこの満杯信号を受ける
とモード２の所要時間ｔ　（ｍｚ）を計算し、給液バル
ブＶ、を閉、排液バルブＶ、を開とし、循環用タンク１
１への貯液を停止し、測定槽３９は排液される。モード
３では非循環式の透析が引き続き行われる。この間透析
器４へ流れる透析液流量は、定流量弁１４により前のモ
ードと同じである。循環用タンク１１の液面が安定する
までは、このモード３をｗＩｔＩｔする訳であるが、こ
の継続時間ｔ　（ｍｓ）は通常３〜５分であり、設定部
３６に設定しである。モード３におけるＴＭＰの制御は
前モードと同様である。液面が安定した時点でモード４
へ移行する・モード４では制御部２４は制御信号により
入ロバ）レブｖｌを閉、循環用バルブｖ４を開、バルブ
ｖ５を０Ｎ（ＩＮ−ｈＮＣ）、排液バルブＶ、を閉とす
る。これにより循環式の透析が行われる。この時点で、
限外−過量の測定が行われるのであるが、これは、透析
器において°血液から水分除去が行われ、この移動水分
量は、透析液量の増加という形に反映され、これは循環
用タンク１１の液面上昇になる。循環用タンク１１での
液面上昇は、連通管３０により、オーバーフロータンク
３１の液面上昇となる。オーバーフロータンクの断面積
が十分率さいため、表面張力の影響が少な（、オーバー
フローはほぼ連続的に発生する。（断面積が大の場合は
、オーバーフローは間欠的に発生するため、連続測定は
不可能である。）このオーバーフロー液量を測定ユニッ
ト３２にて測定する。測定槽３９に透析液が貯留し満杯
レベルに達すると満杯レベルセンサ４１より検出信号が
演算制御部２４へ与えられ、モード５へ移行する。

モード５では、演算制御部２４が排液バルブＶ、を開い
て測定槽の貯留液を全て排液する。

測定槽３９の容量（排液パルプまでの配管内の容量も含
む）を■―、パルプＶ、をＯＦＦ　してよりレベルセン
サ４１にて満杯レベルを検出するまでの時間をｔ　、　
ｍ１ｎ（ｉｊｉ算制御部２４で測定した値）、また満杯
レベルを検出して排液バルブＶ、を開いている時間をｔ
４ｍｉｎ（ｔａは設定部３６に設定されている）とする
と、１回の計測における限外ｐ過流量は、Ｖ／ｌｆｍｌ
／ｍｉｎ　となる。また１回の測定での限外−過量は、
Ｖ＋（Ｖ／１ｒ）ｘ　ｔａ＝Ｖ（１＋　ｔａ／　ｔｔ）
−となる。

これらの演算は、測定槽の満杯レベルセンサ４１が満杯
信号を発すると演算制御部２４にて行われ、表示部３５
にその時の限外ｐ過流量と限外濾過量が表示される。こ
れらのデータと、設定値ｔｌＦＲｓとを比較し、設定値
に対する差分を零とする様に血液回路静脈側ラインの静
脈圧調整器３４を制御する。

この制御アルゴリズムは、原則的には設定限外−過流量
に対し、測定値が少ない場合は、静脈圧を増加（ＴＭＰ
を増加）させる方向に制御し、逆の場合は静脈圧を減少
（ＴＭＰを減少）させる方向に制御する。さらに細かく
は、設定値と測定値との差に応じて静脈圧の増加あるい
は減少の度合を変化させてもよい。

この循環モード４．５はｎ回（ｎ＝２〜５）繰返され、
蚕体の時間は通常数分程度であり、この間、満杯信号が
出力する度に静脈圧調整器３４の制御が行われる。演算
制御部２４はこの循環モード５における最終回即ちｎ回
目のＴ　Ｍ　Ｐ　（ｍｓ）の値を静脈圧計３３及び圧力
センサ２１のデータを取込んで計算し、その値を記憶し
ておく。上記の循環モードは数分程度の短い時間である
ので前記したような菌の増殖する問題も生じない。

循環モード５が終了すると、非循環モード６に移行する
。モード６では、循環用タンク１１及びオーバーフロー
タンク３１内の液の排液も行われる。

即ちこのモードにおいては、入口バルブｖ１が開、排液
バルブＶ、を開、循環用パルプＶ、を閉、パルプＶ、を
ＩＮ　→ＯＮ、　ヒー　ター３８をＯＦＦ　Ｃ制御する
。モード６においては、前の循環モード４，５に比べ流
路が異るため透析液圧が変化しＴＭＰが変化する。

この結果限外−過流量も変化するので早急に前のモード
５に於ける値に戻すような制御が行われる。

しかしこのモード６では限外−過流量の測定は行わない
ので、限外ｐ過流量に代わってこの場合は記憶された前
の循環モード５における最終のＴＭＰの値ＴＭＰ（ｍｓ
）に当モードでのＴＭＰ即ちＴＭＰ（ｍ６）　が等しく
なる様に静脈圧調整器３４の制御が行われる。

このモード６の時間ｔ（ｍ６）は通常２０〜３０分であ
り、前もって設定部３６に設定しである。この間は、限
外濾過量の測定は行われないが、前の循環モードにおけ
るＴＭＰが保持されているため、循環モードにおける演
算値を適用することが可能である。

モード６においてはモード１〜６の全体の限外−過量Ｏ
Ｆが演算制御部２４で計算され、表示器３５へ表示され
る。即ち循環モード４．５におけるＯＦは、ｉ １〜３における肝はモード５における最終回の限外濾過
流量Ｖ　／　ｔ　、、を用いて、ＬＩＦ　＝　　　　　
　　　（ｔ（ｍ＋）＋　ｔ（Ｉｆ）＋　ｔ（ｍｉ）　　
十　仁（Ｉ１１６））ｆｌｌ より算出する。従ってモード１〜Ｇにおける全体の限外
濾過量はこれらＩＦの和となる。

モード６が終了すると再びモードｌへ戻りモード１〜６
より成る１サイクルの動作を繰返すことになる。ただし
今後はＴＭＰの初期用設定値ＴＭＰｓに代わって１つ前
のサイクルのＴ　Ｍ　Ｐ　（ｍｓ）を使用する。この他
は全て前のサイクルと同しである。

ｌサイクルの所要時間は３０分程度であり、ｐサイクル
透析が繰返され、例えば５時間の全透析を終了する。

以上詳述した様に、この発明は非循環式の透析中に短時
間の循環式の透析を組み入れることによって、透析効率
を低下させることなく、しかも限外濾過量−の高精度な
測定を可能にするものである。

なお、測定槽のレベルセンサについては、光学式、超音
波式、静電容量変化等のいずれの方式でも可能であり、
また演算制御部については、マイクロコンピュータ回路
を組み込んでも好適であることは言うまでもない。

第１図の実施例では限外ｐ過量を測定するためにオーバ
ーフロータンク３１．測定ユニット３２を用いたが、循
環用タンク１１からオーバーフローさせてもよ（、また
循環経路を形成した場合に、循環ポンプ１３．定流量弁
１４の挿入位置も図示例に限らず各種の変形をとること
もできる。

「発明の効果」 この発明は非循環式の透析を基本とし、限外−過量の測
定の為、非循環式の透析中に短時間の循環式の透析を周
期的に挿入したので、従来例のように透析効率を低下さ
せたり、透析中に菌が増殖すると言う問題もなく、また
限外ｐ過量を直接測定できるので、高精度の測定を可能
とするものである。

さらに上記の測定結果に基づいた透析器のＴＭＰの適切
な制御も行うことができ、従って透析時間の調整も可能
であり、すこぶる便利なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の限外−過量測定制御装置を示すブロ
ック図、第２図（Ａ）、　（Ｂ）は第１図の装置の動作
流れ図、第３図は第１図の装置のモード別動作図、第４
図は従来の非循環式の限外−過量測定装置のブロック図
、第５図は従来の循環式の限外ｐ過量測定装置のブロッ
ク図である。 ｌ二進析液供給部、２：入ロバルプ、３．５＝流量計、
４：ｉ３析器、６．１＃Ｌ液ライン、８：給液バルブ、
ｌｌ：循環用タンク、１２：ＷＩ環環式バルブ１３：ポ
ンプ、１４：定流量弁、１５：切換バルブ、１６：排液
バルブ、２０．２２．２３　：流管、２１：圧力センサ
、２４：演夏制御部、３０：連通管、３１ニオ−バーフ
ロータンク、３２：測定ユニット、３３：静豚圧計、３
４：静脈圧調整器、３５：表示部、３６二設定部、３７
：下限レベルセンサ、３８：ヒーター、３９：測定槽、
４０：排液バルブ、４１：満杯レベルセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透析液供給部から流入通路を通じて透析液を透析
   器へ供給し、透析器から流出される透析液を流出通路へ
   流して透析を行う透析装置において、 上記流入通路に対して分路を構成するように流入通路に
   連結された循環用タンクと、 上記流出通路の透析液を上記循環用タンクへ供給して、
   透析器を通って透析液が循環するように切換える切換手
   段と、 透析液が循環する状態で限外濾過量を測定する測定手段
   と、 透析中に周期的に短時間上記透析液循環状態に切換える
   制御手段と、 上記測定手段の測定結果に基づいて透析器のＴＭＰ（静
   脈圧と透析液圧の差）を制御するＴＭＰ制御手段とを具
   備する限外ろ過量測定制御装置。