JPS6244947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、流体の圧力調整装置に係り、特に
血液透析装置における血液流の圧力を調整する装
置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、人工腎臓装置においては、患者の体内
にある過剰水分を除去するため、体外循環血液回
路に設けた透析器を構成する半透膜部の血液側に
所定の圧力を付加して限外過させる必要があ
る。この場合、限外過圧が過大の時は、生体内
の水分を除去し過ぎることになり、患者に対し嘔
吐や血圧低下等の障害を惹き起す難点がある。ま
た、限外過圧が過小の時は、生体内の過剰水分
を充分に除去できない等の不具合を生じる難点が
ある。

しかるに、従来の人工腎臓装置においては、前
述した限外過圧を適正に保持する手段として、
透析器から静脈に至る血液回路を構成する弾性管
の途中にピンチコツクを設け、このピンチコツク
により弾性管の流路を絞つて血流に抵抗を加える
ことが行われている。すなわち、このピンチコツ
クの原理は、第１図に示すように、支持体１０に
押し子１２を備えた調整ねじ１４を螺合し、前記
支持体１０と押し子１２との間に弾性管１６を挾
持する構成からなり、前記調整ねじ１４を回動す
ることにより弾性管部１６に対する押し子１２の
押圧状態を変化させてその流路の絞り調整を行う
ものである。

しかしながら、この種の圧力調整手段は、非常
に微妙な調整操作を必要とし、僅かな操作でも血
流の抵抗が大幅に変化するため、限外過圧を所
定値に設定するには数回に亘つて調整を行う必要
がある。すなわち、この場合、血流の流量変化に
よつて圧力が大幅に変化する（第２図参照）と共
に経時変化によつても圧力が初期設定圧に対し著
しく変化する（第３図参照）。

このような観点から、限外過圧を適正な圧力
に自動調整する手段として、内部を流体が通過す
る可撓性部材からなる内管と、この内管と外壁と
の間に密閉室を形成するように内管の外周に設け
られた前記内管に比較して充分な非可撓性を有す
る部材からなる外管とからなる二重管を用い、そ
の二重管に空気溜め等を連通して内管を流れる流
体圧を自動的に調整するようにし、流体圧調整の
機能を充分持たせながら、しかも内管が破損した
場合の流体中への空気等の流入を可及的に少なく
した流体圧調整装置が提案されている。

しかしながら、この種の圧力調整装置は、流路
中に特殊な二重管が必要となり、圧力調整部位も
限定され、一般的な血液チユーブの使用もできな
い等の不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、構成が簡単でしかも圧力調整
操作も簡便に行うことができると共に流量変化や
経時変化による圧力変動も少なく、設定圧力の保
持を自動的に行い、製造並びに運転コストを著し
く低減し得る圧力調整装置を提供するにある。

〔発明の要点〕

本発明に係る圧力調整装置は、血液透析器の下
流側における血液流路を形成する弾性管の一部を
支持体と押圧手段との間に挟持し、 前記押圧手段を前記弾性管部を圧閉する方向に
移動し得る軸に取付け、 この軸の一端に前記弾性管部の圧閉により所定
の圧力設定を行う調整手段およびその先端に係合
するばね手段を設け、 軸の他端を気密室を構成する変位可能な隔膜手
段に当接し、 前記気密室を前記弾性管部の上流側血液流路に
設けた圧力検出部と連通し、この弾性管部に導入
される上流側血液の圧力変化に対応して前記弾性
管部内の血液圧力を所定の設定圧力に保持するこ
とを特徴とする。

すなわち、本発明においては、血液流路を形成
する弾性管の一部を着脱操作が可能なように弾力
的に挾持し、しかもこの弾性管の圧閉をその一方
において弾力調整により行うと共に他方において
流体の圧力をフイードバツクさせて常にそのバラ
ンスを保つよう構成することにより、簡単な構成
で取扱いが容易であり、低コストでしかも信頼性
の高い圧力調整装置を提供することができる。

従つて、本発明の圧力調整装置において、軸の
一端に対して設けられるばね手段は、調整ねじに
より弾力調整されるばねからなり、前記調整ねじ
を手動または可逆転モータにより回動操作するよ
う構成すれば好適である。

また、代案として、軸の一端に対して設けられ
るばね手段は、エアシリンダの内部を仕切るダイ
アフラムにピストンを取付けてこのピストンロツ
ドを軸の一端に固着し、前記エアシリンダ内に画
成された気密室内を加圧手段で可調整に加圧して
所定の空気圧弾力を設定するよう構成することも
できる。

さらに、本発明の圧力調整装置は、支持体と押
圧手段との間に挾持される弾性管は、血液ポンプ
と透析器とドリツプチヤンバを経て導出される血
液チユーブからなり、前記ドリツプチヤンバのエ
アトラツプより連通管を介して軸の他端に設けら
れる変位可能な隔膜手段で構成される気密室に圧
力を伝達するよう構成することにより、人工腎臓
装置用の圧力調整装置として好適に応用すること
ができる。

〔発明の実施例〕

次に、本発明に係る圧力調整装置の実施例につ
き添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第４図は、本発明に係る圧力調整装置の一実施
例を示す断面図である。すなわち、第４図におい
て、参照符号２０は支持体を示し、この支持体２
０の一部にダイアフラム２２によつて仕切られた
一対の画室２４，２６を設ける。一方の画室２４
は気密室として構成し、この室２４に対し導管２
８を介して圧力調整すべき流体の基準圧力を供給
する。また、他方の画室２６には、軸３０を挿通
してその一端をダイアフラム２２の一側面に当接
し、一方軸３０の他端には支持体２０の外部に突
出させて円筒状フランジ部３２を設ける。この場
合、前記軸３０の他端に設けたフランジ部３２に
は、ばね３４を介してこれと同軸に配置した調整
ねじ３６を当接し、前記軸３０をダイアフラム２
２と対向して弾力的かつ位置調整自在に保持す
る。なお、前記調整ねじ３６は、支持体３０の一
部に螺合装着すると共にその一端部にばね座３８
を設けて前記ばね３４と係合させ、また他端部に
は操作用つまみ４０を設ける。なお、参照符号４
２は、前記軸３０の回転防止のため、前記フラン
ジ部３２の一側部に挿通された案内棒である。し
かるに、本発明においては、前記のように構成配
置した軸３０に対し、その他端に設けたフランジ
部３２に押し子４４を取付け、この押し子４４と
支持体２０の一側面との間に流体を移送する弾性
管４６を挾持する。

このように構成した本実施例における圧力調整
装置は、気密室２４に対し弾性管４６に供給され
る流体を供給してその基準圧力の設定を行う。な
お、後述するように、本発明の圧力調整装置を人
工腎臓装置に応用する場合は、前記気密室２４に
対し血液回路に設けたエアトラツプから空気を介
して血流の圧力を伝達するようにするのが好まし
い。次いで、圧力設定を行うため、操作用つまみ
４０を回動すれば、調整ねじ３６はばね座３８を
介してばね３４を圧縮変位させ、軸３０を弾性管
４６が圧閉する方向に移動させることができる。
この時、弾性管４６によつて形成される流路は絞
られ、その流路の上流側圧力は上昇する。しかる
に、前記流路の上流側圧力は、前記気密室２４に
伝達されているため、気密室２４内の圧力は前記
弾性管４６に対する圧閉状態に応じて変化するこ
とになる。従つて、前述したように気密室２４内
の圧力が上昇すれば、ダイアフラム２２は前記軸
３０をばね３４の弾力に抗して押し戻す方向に膨
張し、この結果弾性管４６の圧閉状態を緩和させ
て流路の圧力を低下させる。このようにして、前
記弾性管４０の圧閉操作を行う軸３０は、ばね３
４による付勢力と、気密室２４内の圧力によるダ
イアフラム２２の推力とがバランスした点で位置
決めされ、弾性管４６によつて形成される流路内
圧力は所望の一定圧力に保持することができる。
また、このように構成された本発明に係る圧力調
整装置は、弾性管４６に供給される流体の流量が
変化した場合でも、常に流体圧力が気密室２４を
介してフイードバツクされているため、設定圧力
に自動的に調整される。

第５図は、本発明に係る圧力調整装置を人工腎
臓装置に応用した場合の体外循環血液回路の系統
図を示すものである。すなわち、生体の動脈より
導出された血液流路は、血液ポンプ５０、透析器
５２、ドリツプチヤンバ５４および圧力調整装置
５６を介して生体の静脈へ連通するよう構成され
る。この場合、圧力調整装置５６は、透析器５２
の下流側に設けて透析器５２を流過する血液の圧
力を調整して適正な限外過圧を設定することが
できる。しかるに、この圧力調整装置５６の気密
室２４（第４図参照）に伝達する圧力は、ドリツ
プチヤンバ５４のエアトラツプに対し連通管５８
を介して連通し、血液回路の圧力を空気を介して
伝達する。なお、前記ドリツプチヤンバ５４のエ
アトラツプ側には、静脈圧計６０を適宜設置する
ことができる。

第６図は、本発明に係る圧力調整装置の別の実
施例を示す断面図である。なお、第４図に示す実
施例と同一の構成部分については同一の参照符号
を付してその詳細な説明は省略する。すなわち、
本実施例においては、弾性管４６およびこれを圧
閉する押し子４４を軸３０の中心に位置するよう
構成配置したものである。このため、軸３０の形
状を第６図に示すように変形すると共に支持板２
０に対し回り止め板６２を取付けてこの回り止め
板６２と押し子４４との間に弾性管４６を挾持し
たものである。このように構成することにより、
軸３０に対し弾性管４６の圧閉による曲げモーメ
ントを除去し、軸３０の位置調整を円滑に達成す
ることができる。また、本実施例においては、前
記調整ねじ３６の他端部に歯車６４，６６を介し
て可逆転モータ６８の駆動軸に結合し、圧力設定
操作を自動化したものである。このように構成す
ることによつても、前記実施例と全く同様の圧力
調整操作を実現することができる。

第７図は、本発明に係る圧力調整装置のさらに
別の実施例を示す断面説明図である。すなわち、
本実施例においては、第６図に示す実施例におい
て、弾性管４６を圧閉する弾力的操作手段とし
て、ばね３４に代えてエアシリンダを応用した空
気ばねを使用するものである。すなわち、本実施
例においては、軸３０の他端にピストンロツド７
０を取付け、このピストンロツド７０をエアシリ
ンダ７２の内部に挿通すると共にその先端部にピ
ストン７４を設けてこれをエアシリンダ７２の内
部を仕切るローリングダイアフラム７６に固定す
る。この場合、エアシリンダ７２のローリングダ
イアフラム７６で仕切られた一方の画室（ピスト
ンロツド７０が挿通されない側の室）を気密室７
８として構成し、この気密室７８と連通する導管
８０にシリンジ８２またはローラポンプ８４等を
接続して適宜加圧するよう構成することにより、
ピストン７４に推力を発生させ、軸３０および押
し子４４を介して弾性管４６を圧閉することがで
きる。この場合、加圧された気密室７８は、空気
の圧縮性によりばね作用を有しているため、前述
した実施例と同様に自動圧力調整を達成すること
ができる。なお、本実施例によれば、気密室７８
の圧力を開放すると、軸３０は容易に軸方向に移
動することができ、弾性管４６の着脱作業を簡便
に行うことができる。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、流体の流
路を形成する弾性管をばね弾力により圧閉する軸
に対し、流体の圧力をダイアフラムを介して作用
させることにより、前記ばね弾力とダイアフラム
に作用する流体圧力とのバランス下に前記弾性管
に対する圧閉作用すなわち圧力調整を常に一定に
保持することができる。

特に、本発明に係る圧力調整装置は、構造が簡
単であるばかりでなく、弾性管の着脱操作も簡便
に行うことができるので、製造並びに運転コスト
を著しく低減することができる。また、本発明装
置は、圧力調整すべき流体の圧力を直ちにフイー
ドバツクして弾性管に作用する圧閉作用を補償す
る機能に優れているため、例えば、第８図に示す
ように流体の流量変化に対してもその圧力変動を
極めて小さく抑えることができるばかりでなく、
第９図に示すように流体の経時変化に対しても圧
力変化を極小に止めることができる。従つて、本
発明装置は、従来の圧力調整装置に比べて、その
性能並びに信頼性を充分高めることができる。

さらに、本発明装置を人工腎臓装置の圧力調整
装置として使用すれば、限外過圧の設定並びに
その調整を安全にしかも適正に達成することがで
きる。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力調整装置の原理を示す説明
図、第２図は従来の圧力調整装置による流体の流
量変化に基づく圧力特性曲線図、第３図は従来の
圧力調整装置による流体の経時変化に基づく圧力
特性曲線図、第４図は本発明に係る圧力調整装置
の一実施例を示す断面図、第５図は本発明に係る
圧力調整装置を人工腎臓に応用した場合を示す体
外循環血液回路、第６図は本発明に係る圧力調整
装置の別の実施例を示す断面図、第７図は本発明
に係る圧力調整装置のさらに別の実施例を示す断
面説明図、第８図は本発明に係る圧力調整装置に
よる流体の流量変化に基づく圧力特性曲線図、第
９図は本発明に係る圧力調整装置による流体の経
時変化に基づく圧力特性曲線図である。 １０…支持体、１２…押し子、１４…調整ね
じ、１６…弾性管、２０…支持体、２２…ダイア
フラム、２４…画室（気密室）、２６…画室、２
８…導管、３０…軸、３２…フランジ部、３４…
ばね、３６…調整ねじ、３８…ばね座、４０…操
作用つまみ、４２…案内棒、４４…押し子、４６
…弾性管、５０…血液ポンプ、５２…透析器、５
４…ドリツプチヤンバ、５６…圧力調整装置、５
８…連通管、６０…静脈圧計、６２…回り止め
板、６４，６６…歯車、６８…可逆転モータ、７
０…ピストンロツド、７２…エアシリンダ、７４
…ピストン、７８…気密室、８０…導管、８２…
シリンジ、８４…ローラポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血液透析器の下流側における血液流路を形成
   する弾性管の一部を支持体と押圧手段との間に挟
   持し、 前記押圧手段を前記弾性管部を圧閉する方向に
   移動し得る軸に取付け、 この軸の一端に前記弾性管部の圧閉により所定
   の圧力設定を行う調整手段およびその先端に係合
   するばね手段を設け、 軸の他端を気密室を構成する変位可能な隔膜手
   段に当接し、 前記気密室を前記弾性管部の上流側血液流路に
   設けた圧力検出部と連通し、この弾性管部に導入
   される上流側血液の圧力変化に対応して前記弾性
   管部内の血液圧力を所定の設定圧力に保持するこ
   とを特徴とする圧力調整装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の圧力調整装置に
   おいて、軸の一端に対して設けられるばね手段
   は、調整ねじにより弾力調整されるばねからな
   り、前記調整ねじを手動または可逆転モータによ
   り回動操作するよう構成してなる圧力調整装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の圧力調整装置に
   おいて、軸の一端に対して設けられるばね手段
   は、エアシリンダの内部を仕切るダイアフラムに
   ピストンを取付けてこのピストンロツドを軸の一
   端に固着し、前記エアシリンダ内に画成された気
   密室内を加圧手段で可調整に加圧して所定の空気
   圧弾力を設定するよう構成してなる圧力調整装
   置。