JPS63240871A - 人工腎臓透析装置 - 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］ 本発明は人工腎臓透析装置に関する。さらに詳しくは、
患者の過剰な体液を限外濾過によっる透析装置に関する
。

［従来の技術］ 人工腎臓として要求される機能には、血液中の老廃物の
除去ばかりでなく、過剰の水分の除去がある。患者を正
常な状態に維持するには適正量の除水が必要であるが、
患者の体重のバラツキや患者の食餌摂取、排便、排尿な
どの状況により適正除水量そのものが影響される。

個々のケースに応じて適正除水量を設定しうる装置とし
て、たとえば特開昭５６−８４６０８号公報に示された
装置がある。この装置では第８図に示されるように、患
者の血液を動脈ライン（５２）、静脈ライン（５３）を
通じて、血液ポンプ（５７）により透析器（５１）に送
る一方、透析液を給液ライン（５４）、排液ライン（５
５）を通じて防圧ポンプ（５８）で吸引して透析器（５
１）内に送り込むようにしている。

透析器（５１）の限外濾過能（限外濾過率／限外濾過圧
、以下ＵＦＲＰという）は膜の目づまりなどにより経時
的に変化するので、透析治療中に３０分あるいは１時間
程度の間隔で限外濾過量を計測しなければならないが、
計測するときは開閉弁（６４）を閉じて透析液の供給を
止めるとともに三方コック（６３）を図示位置に切り換
えて、計量カップ（６５）に血液由来の浄液のみを流す
ようにする。このようにして計量カップ（６５）にＦ戸
液が充満するまでの時間を検出すれば、単位時間当りの
限外１戸適量、すなわち限外濾過率（以下、ＵＦＲとい
う）が求められる。

一方、個々の患者に応じて適正な除水量が医師らにより
設定されており、検出ＵＦＲが設定値よりズしていれば
その偏差がゼロになるように防圧ポンプ（５８）の回転
を増減して、透析器（１）前後の血液側圧力と透析液側
圧力との差圧である限外濾過圧（以下、ＴＭＰという）
を修正するようにしている。このばあい、防圧ポンプ（
５８）の回転数が上昇すれば、ＴＭＰが大きくなり、限
外沼過量も多くなる。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところで前記従来例においては、限外ン濾過量を計測す
る度に計量カップ（６５）内のろ液をポンプ（５９）に
よって吸引して、計量カップ（６５）内をいったん空に
する必要があり、また計量カップ（６５）内に１０００
程度の１戸液を充満させるための時間が必要であるので
、１回当りの計測に１〜３分程度を要し透析時間のロス
が多いという問題がある。

また透析器（５１）にＵＰＲＰの余り大きくないノーマ
ル膜を用いるばあいは、第９図に示されるように、該ノ
ーマル膜のＵＰＲ−ＴＭＰ特性が、線形の関係にあり、
経時的にＵＰＲが変化しても線形の関係を保つので、あ
るＴＭＰにおけるＵＦＲを一点だけ測定すれば他のＴＭ
ＰにおけるＵＰＲＰを正確に求めることができる。とこ
ろが、これに対してＵＦＲＰの大きい高ＵＦＲＰ膜を用
いるばあいは、前記第９図に示されるように、ＴＭＰが
４０〜１００［ｍｍＨｇ１を越えると非線形の関係にな
ってしまい、さらに経時的に傾きの程度も変化してしま
う。したがって、あるＴＭＰにおけるＵＰＲの一点測定
では他のＴＭＰにおけるＵＰＲが正確に把握できないの
で、限外泄過量の正確なコントロールができないという
問題がある。

本発明は叙上の事情に鑑み、短時間で効率よく限外浄過
量が測定でき、しかも高ＵＦＲＰ膜を用いた透析装置に
ついても正確な限外浄過量の制御を可能にしうる透析装
置を提供することを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段］ 本発明の人工腎臓透析装置は、透析器と、透析器に透析
液を供給する給液ラインと、透析器から透析液を排出す
る排液ラインと、給液ラインと排液ラインとの間に接続
され透析器への透析液の供給を一時的に停止するための
バイパスラインと、バイパスラインに介装された第１開
閉弁と、バイパスラインと給液ラインとの接続点から透
析器に至る間の給液ラインに介装された第２開閉弁と、
バイパスラインと排液ラインとの接続点から透析器に至
る間の排液ラインに介装された限外濾過量計量手段とを
備え、該限外ｒ濾過量計量によりＵＰＲを検出するよう
にした人工腎臓透析装置において、前記限外濾過量計量
手段が連続流量計であり、限外濾過圧を修正することに
よりＵＦＲを設定値に維持するように構成されている。

［作　用］ 本発明では、第１開閉弁を開き第２開閉弁を閉じれば透
析液がバイパスラインのみに流入して透析器に入らない
ので排液ラインには血液由来の浄液のみが流れる。その
浄液の流量は連続流量計でリアルタイムに検出すること
ができるので、本発明ではＵＦＲの検出に要する時間が
はるかに少なくてすむ。

また数点のＴＭＰに対応するＵＰＲもリアルタイムで簡
単に検出できるので、高ＵＦＲＰ膜におけるＵＦＲ−Ｔ
ＭＰ特性を迅速に求めることができる。

［実施例］ つぎに本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例にかかわる人工腎臓透析装置
の回路図、第２図は同装置に用いられる制御装置の電気
回路図、第３図および第４図はそれぞれ制御装置の動作
を示すフローチャート、第５図は多点Ｍ１定するばあい
のＴＭＰを示すグラフ、第６図は多点測定するばあいの
ＵＦＲを示すグラフ、第７図は多点測定により求められ
たＵＰＲ−ＴＭＰ特性線を示すグラフである。

第１図において、（１）は透析器であり、その内部には
透析膜（１ａ）が収容されている。透析器（１）には動
脈ライン（２と静脈ライン（３）とが接続され、動脈ラ
イン（２には血液ポンプ（４）が設けられている。患者
の血は血液ポンプ（４）により動脈ライン（２を介して
透析器（１）内に送り込まれ、静脈ライン３）より患者
の体内に帰される。

動脈ライン（２）には透析器（１）直前の血液圧を検出
する血液圧センサ（５）が介装され、静脈ライン（３）
には透析器（１）直後の血液圧を検出す２る血液圧セン
サ（６）が介装されている。

また透析器（１）には透析液を供給するための給液ライ
ン（７）と透析液を排出するための排液ライン（８）が
接続されている。前記給液ライン（７）と排液ライン（
８）との間にはバイパスライン（９）が透析器（１）と
並列となるように接続されている。そしてバイパスライ
ン（９）には第１開閉弁（ＩＩ）が介装されている。こ
の開閉弁０１）としては公知のピンチバルブや電磁弁が
用いられる。

バイパスライン（９）と給液ライン（７）との接続点０
２）から透析ｄ　（１）に至る間の給液ライン（７）に
は第２開閉弁０が介装されている。この開閉弁０も公知
のピンチバルブや電磁弁が用いられる。バイパスライン
（９）と排液ライン（８）との接続点（ロ）から透析器
（１）との間の排液ライン（８）には連続流量計６が介
装されている。さらに給液ライン（７）には接続点（＋
２１の上流側に流量を一定に制御する定流量弁０■が介
装され、排液ライン（８）には接続点側の下流側に透析
液を吸引して給液ライン（７）→透析器（１）−排液ラ
イン（８）と透析液を流通させるための除圧ポンプ０７
）が介装されている。そして透析器（１）の直前の給液
ライン（７）上には透析液の入口側圧力を検出するため
の透析液圧センサ０８１が介装され、透析器（１）の直
後の排液ライン（８）上には透析器（１）前後の透析液
圧の差圧を検出するための透析液圧センサａ９が介装さ
れている。この透析液圧センサＵは、ＵＰＲＰ測定中は
透析器（１）に透析液が流れないので入口側圧のみで透
析圧を代表させうるが、透析中は圧力損失があるのでそ
の圧力損失を読みとり正確な透析液圧を求めるために設
けられている。

前記連続流量計６としては、浄液の流量を連続的かつ高
精度に検出しうるちのであればどのようなものでもよく
、たとえば流れの中に羽根車をおき羽根車の回転数で流
量を計測するタービン流量計、流体が磁界を横切って流
れるときに生ずる起電力で流量を計測する電磁流量計、
波動が流体中を伝播するとき流体の流速によって見かけ
の伝播速度が異なることを利用して流量を求める超音波
流量計などが用いられる。なお限外ン濾過量の計測には
可動部のない電磁式、超音波式も好ましいが、これらは
低流量での精度とコスト面で問題があり、一方前記ター
ビン流量計は小型で安価であり１．また構造が簡単でメ
ンテナンスが容易であり、かつ精度が良い（たとえば±
２％前後）ので実用的である。

第１図に説明した装置は、防圧ポンプ面を排液ライン（
８）に介装した防圧方式であるが、これを給液ライン（
７）に陽圧ポンプを介装した陽圧方式としてもよい。

以上の装置において、透析治療は患者の血液を動脈ライ
ン（２）−透析器（１）−静脈ライン（３）と流すと同
時に、透析液を給液ライン（７）−透析器（１）−排液
ライン（８）と流すことによって行われる。

この過程で患者の血液は透析器（１）内で透析液と接触
することにより限外濾過され、老廃物と過剰水分からな
る２戸液は透析液とともに排液ライン（８）を通じて排
出される。

限外濾過量を計測するばあいは、第１開閉弁Ｏｆ）を開
は第２開閉弁■を閉じて、透析液がバイパスライン（９
）のみを流れ、透析器（１）に流入しないようにする。

この状態では透析器（１）から排液ライン（８）には患
者の血液から出た老廃物と過剰水分のみが流入するので
、限外を濾過量が連続流量計６によって計測しうろこと
となる。限外ン濾過量が連続流量廿日によって計測され
ると、第１開閉弁（Ｉｌｌを閉じ第２開閉弁■を開いて
、再び透析液が透析器（１）に流れるようにし透析動作
に移行される。

本発明ではこのように連続流量計で限外ン濾過量を計測
するため、第１、第２開閉弁０１）、■の開閉操作から
、流量を計測し、第１、第２開閉弁０１）、■の再開閉
に至るまでの時間はわずか３０秒程度で足り、計測が迅
速になされるという利点がある。

ＵＦＨの検出値が予じめ設定していたＵＦＲとズしてい
たばあいはその偏差をゼロにすべく除圧ポンプ０７）の
回転力を増減する操作が行われる。

除圧ポンプ側の回転数が増減すれば、透析器（１）内の
血液圧と透析液圧との差圧、すなわちＴＭＰが増減する
ので、それによりＵＰＲが増減する。

ＴＭＰを適正なＵＩ’Ｒが得られるよう修正する操作は
手動で行ってもよいが、自動で行うのが迅速かつ正確な
制御をなすうえで好ましい。そのための自動制御装置と
しては、ワイヤードロジック回路を用いて構成してもよ
く、マイクロコンピュータを用いたプログラマグルロジ
ック１１ｊ御装置によってもよい。

つぎにマイクロコンピュータを用いた限外濾過量の制御
装置を第２〜４図に基づき説明する。

第２図において、■はマイクロコンピュータからなる制
御部で、該制御部■のＲＯＭには制御動作のタイミング
や各センサからの入力データに基づきＴＭＰの適正値を
求めるプログラムなどが格納されている。またＲＡＭに
はＵＩ’Ｈの設定値などが記憶される。血液圧センサ（
５）、（６）からの血液圧データ（Ｍ３）、（Ｍりおよ
び透析液圧センサ［Ｆ］、（至）からの透析液圧データ
（Ｍ２）、（Ｍ４）はＡ／Ｄ変換器を介して制御部■に
取り込まれ、連続流量計６からの流量データもＡ／Ｄ変
換器を介して制御部■に取り込まれるようになっている
。また制御部■からはＤ／Ａ変換器を介して第１、第２
開閉弁ａ１）、０の駆動部、血液ポンプ（４）および防
圧ポンプａ力の駆動部に制御信号が出力されるようにな
っている。さらに制御部囚には操作パネル（２１１が接
続されており、これにより透析動作とＴＭＰ修正動作の
別、ＵＦＲ設定値の入力などが行われる。ｎは演算によ
り求められたＴＭＰやＵＦＲあるいは除水量すなわち積
算限外濾過量などを表示する表示器である。

前記制御装置による限外濾過量制御動作を第３図に基づ
き説明する。

いま第１図に示す透析装置が透析動作中であるとする。

限外ン濾過量制御動作は操作パネルのからの指令信号に
より随時的に、あるいはＲＯＭに格納されているプログ
ラムに基づく指令信号により定期的に行われる。

前記指令信号が発生すると（１０１）　、制御部■は第
１開閉弁０１）を開操作し第２開閉弁Ｑ３＋を閉操作す
る駆動信号を発する（１０２）。これにより、透析液が
バイパスライン（９）に流れ、透析器（１）に流れない
ようになり、限外ン濾過量を計測しうる状態となる。

ＩＩ＋御部■は連続流量計四より流量データを取りこみ
、これにより限外濾過量を把握し、これに基づきＵＰＲ
（限外濾過率）を算出する（１０３）。

つぎに血液圧センサ（５）、（６）からの血液圧デー９
　（Ｍ３）、（Ｍｌ）　！６　ヨヒ透析Ｗｊｔ圧センサ
（Ｂ−０１カラの透析液圧データ（Ｍ２）、（Ｍ４）に
基づき現状ＴＭＰを次式に基づき算出する（１０４）。

（ただし、ΔＰはゼロ点の偏差） ついで前記ＵＰＲと現状ＴＭＰとに基づき、ＵＦＲＰを
次式により算出する（１０５）。

ＵＰＲＰ−” ＴＭＰ このようにしてＬＩＦＲＰを算出することにより使用中
の透析膜（ノーマル膜のばあい）のＵＦＲ−ＴＭＰ特性
が求められる。

ついで前記ＬＩＦＲＰに基づき予じめ設定していたＵＦ
Ｒに対応するＴＭＰを修正値として求め（１０Ｂ）、第
１開閉弁（１１１を閉操作し第２開閉弁０３を開操作す
る駆動信号を発して（１０７）　、さらに修正ＴＭＰに
対応する透析液圧になるよう防圧ポンプａ力の駆動部に
向は回転数を変化させる制御信号を出力する（１０８）
。これにより制御動作が終了する。

制御動作の終了により再び透析動作に移るが、制御動作
の所要時間はわずか３０秒足らずである。

つぎに高ＵＦＲＰ膜を用いた透析装置についての制御動
作を第４図に基づき説明する。既述のごとく高ＵＰＲＰ
膜のＵＦＲ−ＴＭＰ特性は非線形であるので、正確なＵ
ＦＲＰを求めるには、何点かのＴＭＰに対応するＵＦＲ
を求めなければならない。

したがって第５図に示されるように段階的にＴＭＰを変
化させ、各ＴＭＰに対応するＬＩＦＲを第６図に示され
るように求めていけば、第７図に示されるごとき非線形
なＬＩＦＲ−ＴＭＰ特性が求められる。

そのため制御装置は第４図に示されるステップ（１１Ｏ
１ｉｌｌ　、１１２・・・）のように、ＴＭＰを最初の
仮設定（たとえば、ＬＯ［ｍｍＨｇ］や２０［ｍｍ）Ｉ
ｇコ）から段階的に変イヒさせるよう除圧ポンプ０７）
の駆動部へ向は回転数を上昇させる制御信号を出すとと
もに、それぞれのＴＭＰにおいて連続流量計叱から流量
データを取り込みＵＦＲを算出するという演算を実行し
なければならない。

このように比較的短時間に何回もＵＦＲを検出する必要
があるばあいでも本発明では連続流量計によりリアルタ
イムでＵＦＲを検出しつるので、所要時間は非常に短く
てすむという利点がある。

なお、以上の第３〜４図に基づく制御動作の説明につい
ては、ＴＭＰの設定変更を除圧ポンプ０７）の回転数制
御で実行する旨説明したが、これは防圧力式の透析装置
について適用される動作であって、透析装置が陽圧方式
であれば、ＴＭＰの設定、変更を静脈ラインに介装され
るクランプの締めっけ加減を制御することにより行えば
よい。

以上に本発明の各束施例を説明したが本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々の変更例を採用することができ
る。

［発明の効果］ 本発明によると、短時間で効率よく限外濾過量が測定で
き、しかも高ＵＦＲＰ膜を用いた透析装置についても正
確かつ迅速に限外濾過量を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかわる人工腎臓透析装置
の回路図、第２図は同装置に用いられる制御装置の電気
回路図、第３図および第４図はそれぞれ制御装置の動作
を示すフローチャート、第５図は多点測定するばあいの
ＴＭＰを示すグラフ、第６図は多点測定するばあいのＵ
ＰＲを示すグラフ、第７図は多点測定により求められた
ＵＦＲ−ＴＭＰ特性線を示すグラフ、第８図は従来の透
析装置の回路図、第９図は透析膜のノーマル膜と高ＵＦ
ＲＰ膜におけるＵＰＲ−ＴＭＰ特性を示すグラフである
。 （図面の主要符号） （１）：透析器 （２）：動脈ライン （３）：静脈ライン （４）：血液ポンプ （５）、（６）：血液圧センサ （刀：給液ライン （８）：排液ライン （９）：バイパスライン ａｌ）：第１開閉弁 （１３、第２開閉弁 固：連続流量計 ａ７）：陰圧ボンブ （至）、０９．透析液圧センサ 特許出願人　　株式会社　二・ソショー代理人弁理士　
　　朝日奈　宗太　ほか１名「〔 沖４０ ↓ 第５図 オフ図 才９圓 Ｓ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　透析器と、透析器に透析液を供給する給液ラインと
   、透析器から透析液を排出する排液ラインと、給液ライ
   ンと排液ラインとの間に接続され透析器への透析液の供
   給を一時的に停止するためのバイパスラインと、バイパ
   スラインに介装された第１開閉弁と、バイパスラインと
   給液ラインとの接続点から透析器に至る間の給液ライン
   に介装された第２開閉弁と、バイパスラインと排液ライ
   ンとの接続点から透析器に至る間の排液ラインに介装さ
   れた限外濾過量計量手段とを備え、該限外濾過量計量手
   段により限外濾過率を検出するようにした人工腎臓透析
   装置において、前記限外濾過量計量手段が連続流量計で
   あり、限外濾過圧を修正することにより限外濾過率を設
   定値に維持することを特徴とする人工腎臓透析装置。