JPS612867A

JPS612867A - 人工腎臓透析監視装置

Info

Publication number: JPS612867A
Application number: JP59121804A
Authority: JP
Inventors: 仁平　一男; 須藤　健吾; 裕明鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1986-01-08

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】〔発明の利用分野〕本発明は患者血液中の透析可能成分を抽出して分析する
人工腎臓透析の監視装置に関する。

〔発明の背景〕

人工腎臓透析装置では、患者の体外血液循環流路内に透
析カラムを設け、これに全血量が１０〜６０分の間に通
過するように、繰返し５〜８時間の透析が続けられる。

この間に患者の不充分な腎機能によって蓄積されていた
毒性物質は安全なレベルまで引干げられ、不安定になっ
た電解質バランスも正常に復元される。

ところで、この透析装置の操作中には以下の処理が望ま
れる。■患者血液の電解質の平衡状態を判定して危険な
状態の発生を防止する。■毒性物質除去の状態と装置の
動作能率を判定する。■透析の終点を判定する。

しかしながら、従来はこれらの判定は行われず、透析前
後に患者血清を採取し、臨床検査室に持込んで分析して
いた。このため、透析の途中経過が判定できなくなり、
過剰透析する傾向があった。

この他に、小形透析器に塩化ナトリウム等張液を用いて
血液中の透析可能な毒性物質を抽出して取り出した後分
析する方法（特公昭４５−１２’Ｊ１Ｂ号）および人工
腎臓の透析液を直接分析する方法（特開昭５１−１４１
４９５号）などが行われているが、前者は電解質バラン
スおよび連続測定ができないという問題点があり、また
後者は瞬間透析の透析液を測定するため透析精度が悪く
、実際の人工腎臓透析の進行状況を判定するのは不可能
となっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、患者血液を採取することなく、電解質
バランスおよび毒性物質濃度変化を連続的に測定可能と
し、患者の危険防止と透析の終了を判定し得る人工腎臓
透析の監視装置を提供することにある。

〔発明の概要〕本発明は、人工腎臓透析中における透析カラム前後の透
析液の濃度差は微少であるため通常のセンサでは測定不
可能であるが、透析カラム中に透析液を一時帯留させる
ことによって血液と透析液の濃度差は小さくなり、血液
濃度との相関が定量的に得られることに着目し、人工腎
臓透析中の体外循環血液の流路内に分析用小形透析カラ
ムを配設し、該小形透析カラムに対して血液連続流通と
透析液一定時間帯留形の透析を行い、透析液中に抽出さ
れる電解質成分および毒性成分をイオン電極形フローセ
ルおよび酵素電極形フローセルなどのフローセルで測定
するように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図であり、送
液ポンプ１〜５．血液浄化用透析カラム６、分析用小形
透析カラム７、電磁弁８〜１０゜カットバルブ１１．フ
ローセル部１２および１３゜増幅器２６および２７．演
算器２８．記録計２９゜警報および制御器３０を備えて
いる。フローセル部１２および１３にはナトリウムイオ
ン電極１５゜カリウムイオン電極１６．カルシウムイオ
ン電極１７、塩素イオン電極１８．アンモニウムイオン
電極１９．尿素電極２０．クレアチニン電極２１゜比較
電極２２が組込まれている。このうち、イオン電極１５
〜１９は、筒体の一端にそれぞれのイオン感応物質を含
む高分子膜からなる感応膜が付設されており、筒体内に
内部液を収容し、この内部液に電極線が浸漬され、外部
端子に取出されている。一方、尿素電極２０はアンモニ
ウムイオン電極の外側にセルローズ系ｕｒｅａＳｅ固定
化膜が付設されている。また、クレアチニン電極２１は
、クラーク形酸素電極の下端にクレアチニナーゼ（Ｃｒ
ｅａｊｉｎｉｎａｓｃ）固定化膜が付設されている。さ
らし；比較電極２２は筒体の下端に新水性セルローズ膜
を張り、筒体内に塩化カリウム溶液を収容し、塩化カリ
ウム溶液中には銀−塩化銀線が浸漬され、外部端子に取
出されている。

フローセル部１２．１３においてこれら測定電極１５〜
２２の感応部は測定室となる液通路１２′。

１３′に面しており、液通路１２’、１３’内を流通す
る液に感応部が接触している。また、測定電極１５〜２
２はリード線５４〜６２を介して増幅器２６および２７
の入力側に接続され、この増幅器２６．２７の出力側は
リード線６３，６４゜演算器２８．リード線６５を介し
て記録計２９に接続されている。一方、警報および制御
回路３０の入力側の一部はリード線６５．６６を介して
演算器２８の出力側に接続され、他は図示されていない
が、送液ポンプ１〜５．電磁弁８〜１０．カットバルブ
１１に接続されている。

患者血液浄化用透析カラム６およびモニタ用小形透析カ
ラム７は、透析膜で区分された２個の隔室を有し、一方
を血液が通過し、他の一方を透析液が通過するようにな
っている。

この人工腎臓透析器は次のように動作する。患者１４の
動脈に接続された導管３１からの血液は、送液ポンプ１
．導管３２．透析カラム６の透析膜内側、導管３３．モ
ニタ用小形透析カラム７の透析膜内側導管３４を通過し
て患者１４の静脈に戻る閉じられた循環流路を流れる。

これに対して透析液２３は、導管３５．送液ボシブ２．
導管３７．透析カラム６の透析膜外側および導管３８か
ら系外に排出され、この間に汚れた。＠名血液は透析置
換によって浄化される。

次に人工腎臓透析の進行状況を検出する透析モニタの動
作を説明する。まず該透析モニタのセンサであるフロー
セル１２．１３の感度較正法について説明する。第１図
において、電磁弁９を開き送液ポンプ３を稼動させると
、透析液２３は導管３５．３９．送液ポンプ３．導管４
０．電磁弁９゜導管４３，４４．フローセル１２．導管
４５．カットバルブ１１．導管４６を通過して系外に排
出される。その後、送液ポンプ３を停止してカットバル
ブ１１の流路を導管４８→４９方向に切換えて送液ポン
プ４を稼動すると、カットバルブ１１内に７Ｎ’　、ｉ
’ｉｌされた透析液は緩衝液２５に押し出され、導管４
９．フローセル１３．導管５０を通過して系外に排出さ
れる。この間に測定電極１５〜２１の出力はリード線５
４〜６４．増幅器２６，２７、リート線６３．６４．演
算器２８を介して記録計２９に入力されてその変化が記
録される。

以上の操作により、測定のベースウィンカ１決定される
。次に送液ポンプ４を停止して電磁弁９を閉し、また電
磁弁１０を開き、カットノベルブ１１の流路を導管４５
→４６方向に戻して送液ポンプ５を稼動すると、電極感
度較正用標準液２４は導管５１．送液ポンプ５．導管５
２．電磁弁１０゜導管５３および４４．フローセル１２
．導管４５゜カットバルブ１１．導管４６を通過して系
外に排出される。この後、送液ポンプ５を停止し−カッ
トバルブ１１の流路を導管４８→４９方向にして送液ポ
ンプ４を稼動すると、緩衝液２５はカットバルブ１１内
に計量された標準液を押し出して導管４９．フローセル
１３．導管５０を通過して系外に排出される。この操作
で測定電極１５〜２１の出力は前記したベースライン測
定のときと同じように記録計２９に記録される。

以上の操作で測定したイオン電ｔ＠１５〜１８の出力感
度すなわちスロープ感度Ｓは次式によって求められる。

Ｅ２　　　Ｅｌｓ＝　−−−−（１）Ｃ。

ここで、Ｃ２は透析液２３中の目的イオン濃度。

Ｃ２は標準液２３中の目的イオン濃度、Ｅｌは透析液２
３測定時の電極出力（ｍＶ）、Ｅ２は標準液２４測定時
の電極出力である。

なお、アンモニウムイオン電極１９．尿素電極２０、ク
レアチニン電極２１の出力感度はフローインジェクショ
ン法のため、濃度とピーク高さの関係から常法によって
検量線が求められる。

次に、透析モニタ動作を説明する。人工腎臓透析装置稼
動状態（送液ポンプ１．２稼動）で電磁弁８を開いて送
液ポンプ３を稼動すると、透析液２３は導管３５．３９
．送液ポンプ３．導管４０゜電磁ブト８．導管４１．モ
ニタ用小形透析カラム７゜導管４２，４４．フローセル
１２．導管４５．カッ１〜バルブ１］、導管４６を通過
して系外に流れ、透析カラｔｚ　７は新しい透析液で置
換される。この操作か終了したら第２図に示すタイムテ
ーブルに従ってモニタ操作が開始される。第２図におい
て２項目欄ｌの「抽出」では透析膜で分画されたモニタ
用小形透析カラム７の一方に血液を流しながら他方に透
析液を帯留させてフローバッチ式の透析を行う。項目欄
２の「試料１測定」では−１二記「抽出」で透析された
電解質成分をフローセル１２により測定するもので、送
液ポンプ３を稼動しながら電磁弁８を開くと、透析液２
３は導管３５゜３９、送液ポンプ３．導管４０．電磁弁
８．導管４１、モニタ用小形透析カラム７、導管４２゜
４４、フローセル１２．導管４５．カットバルブ１１、
導管４６を通過して系外に流れ、この間にモニタ用小形
透析カラム７から押し出された透析可能成分中の電解質
をフローセル１２によって測定し、同時に透析液サンプ
ルの一部をカットバルブ１１によって計量する。項目欄
３の［カットバルブの流通方向」は、アンモニウムイオ
ン、尿素。

クレアチニン測定用のサンプリング（導ｖ４　、’＞→
４６方向）および計量したサンプルをフローセル１３へ
押し出す（導管４８→４９方向）切換え夕イミジンを示
すものである。項目欄４の「試料２測定」は、カットバ
ルブＩＩに計量された透析液中のアンモニウムイオン、
尿素、クレアチニンを測定するもので、カットバルブ１
１の流路を導管４８→４９方向にして送液ポンプ４を稼
動すると、緩衝液２５は導管４７．送液ポンプ４．導管
４８゜カットバルブＩＩ、導管４９．フローセル１３゜
導管５０を通過して系外に排出される。項目欄５の「ベ
ース測定」はベースとなる透析液中の電解質濃度を測定
するもので、カットバルブ１１の流路を導管４５→４６
方向に戻して電磁弁８を閉じ、また電磁弁９を開き、送
液ポンプ３を稼動すると、透析液２３は導管３５．３９
．送液ポンプ３．導管４０，４３，４４．フローセル１
２．導管４５゜カットバルブ１１．導管４６を通過して
系外に排出される。上記「試料２ｉ１１定」およびｒベ
ース測定」は前記「抽出」の操作中に終了する。すなわ
ち、これらの動作はすべて送液ポンプ３，４の交互の稼
動および停止、電磁弁８，９の交互の開閉。

カットバルブ１１の流路変換動作が第２図のタイムテー
ブルに従って行われることによって終了する。これらの
制御は制御器３０によって行われる。

第３図は第２図に示したタイムテーブルに対応して記録
計２９で得られるアナログ記録状態の一例を示すもので
、横軸に時間、縦軸に電極出力を示しである。第３図に
おいて、ａ、ｂはフローセル１２中のナトリウムイオン
電極１５に基づく電位信号をｃ、ｄはフローセル１３中
の尿素電極２０に基づく電位信号を表し、ａ、ｃはベー
スラインに相当する。ここで、他の電極１６〜１８およ
び１９．２１はａ、ｂおよびｃ、ｄとほぼ同形の電位勾
配を示す。

ところで、モニタ透析液中のイオン濃度（Ｃ３）は次式
によって求められる。

Ｅ３−Ｅ。

Ｃ＊　＝Ｃ＋−１０・（２）ただし、Ｃ８はベース液中の測定目的イオン濃度、Ｅ、
はベース液に基づく該当電極位、Ｅ３はモニタ透析に基
づく該当電位である。なお、アンモニウムイオンと尿素
、クレアチニン濃度は前記した検量線より求める。

人工腎臓透析中の電解質バランスおよび透析の進行程度
検出の基準としては、透析終了時で最良の状態における
患者血液のモニタ透析値を制御器３０に記憶しておき、
電解質バランスが基準からはずれて危険な状態になった
とき、あるいは透析の終点に近づいたら警報を発するよ
うに構成されている。したがって、本実施例によれば、
透析中における血液の電解質バランスおよび透析の終点
を簡単に知ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、患者血
液を揉解することなく、電解質バランスおよび毒性物質
濃度変化を連続的に測定することが可能となり、さらに
患者の危険防止と透析の終了を簡単に判定することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は実施
例の動作を説明するためのタイムテーブル、第３図は実
施例の電極出力の記録例を示す図である。１〜５　送液ポンプ、６　血液浄化用透析カラム、７　
モニタ用小形透析カラム、８〜１０・電磁弁、１１・・
カットバルブ、１２．１３・・・フローセル。１４　人体、１５〜１９　イオン電極、２０　尿素電極
、２１　クレアチニン電極、２２・・比較電極、２３　
透析液、２４・標準液、２５　緩衝液、２６．２７・・
増幅器、２８・・演算器、２９　・記録計、３０・・制
御器、３１〜５０・・導管、５４〜６６　リート線。

Claims

【特許請求の範囲】１、血液の体外循環流路内に血液浄化用透析カラムを備
えた人工腎臓透析装置において、上記浄化用透析カラム
の血液の下流側にモニタ用小形透析カラムを設け、該モ
ニタ用小形透析カラムには前記血液浄化用透析カラムと
共通の透析液を使用し、かつ血液の全量を常時流しなが
ら上記透析液を一定時間帯留した後流通させて血液中の
透析可能成分を透析し、さらにこのモニタ用小形透析カ
ラムの透析液下流側に、透析可能成分を分析するための
測定電極を備えたフローセルを設けたことを特徴とする
人工腎臓透析監視装置。２、測定電極はナトリウム、カリウム、カルシウム、塩
素、アンモニウムの各イオン検出用選択電極およびグル
コース、尿素、クレアチニンの各成分検出用固定化酵素
膜電極であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の人工腎臓監視装置。