JPS6341603B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半透膜の如き多孔膜を透して溶質と
流体を移転させるための透析装置に係る。

多孔膜を透る溶質の移転は、透析として知られ
ている。多孔膜が分解された大粒子を抑留し、流
体を抑留しない場合は、その過程は限外濾過とし
て知られている。

透析と限外濾過は或る種の成分の回収と分離を
行うための化学処理において重要な商業的効用を
有する。重要な医学的用途は、人間の腎臓の機能
の喪失または減退が生じた場合における老廃物質
並びに流体の除去である。

腎機能の観点における、またはその補充におけ
る、透析と限外濾過の使用は、血液がそれを通つ
て患者から半透膜の片側において循環せしめら
れ、透析液として知られる清浄流体が反対側を循
環するようにされた透析器の使用を含む。該過程
は血液から透析液への老廃物または余剰流体の移
転を含むから、血液透析として知られており、除
去された流体は限外濾液として知られている。

血液透析は、血液内の老廃粒子と、透析液へ移
転されたそれらとの間に濃度グラジエントが存在
するときにかぎつてのみ生じ得る。透析器へ新鮮
な透析液を連続的に供給することは理論的に可能
であるが、そのようなことは無駄で高価な方法で
ある。これに加えて、透析装置は、それが家庭と
通院とで大きな多用性を以て使用されうるよう
に、或る程度の可搬性を有することが望ましい。

透析液が定容積容器に流入し、次いで該容器か
ら、制御された量の液即ち半透膜を通過する液量
に等しい量の液をポンプを用いて引き出すように
仕組むことによつて患者から除去される限外濾液
の量を制御することは既に提案されている。この
方法を行うための装置は、好適ないくつかの弁を
配設することによつて修正され得る。前記装置が
この方式で閉回路において作動することによつ
て、透析装置の圧力は測定される。前記弁は、透
析液が給源から開回路において供給され、透析装
置が規定圧力を生じるごくと調整されるように変
更される。この方式によつて、膜を透つて流れる
限外濾過は所望の率で続行する。

たいていの人工腎臓では、限外濾液は透析側に
負圧を作用させることによつて透析器の半透膜を
通して血液から得られる。しかしながら、限外濾
液の量は血圧の変化、血液のヘマトクリツト値、
半透膜の詰まる可能性に依存しており、予測不可
能である。

日本国特許第1145387号明細書に、人工腎臓で
血液限外濾過を行なうための体積制御装置が記載
されており、この装置は密閉した一定容量の透析
液回路を包含し、この回路が所定量の限外濾液を
抽出するようになつている。しかしながら、透析
液が予めガス抜きしてあつたとしても、この密閉
回路内で若干の気泡が溜ることがあり、不具合や
エラーの原因となる可能性がある。

したがつて、本発明の一目的は、透析および限
外濾過の制御を容易にすること、特に、透析液を
予めガス抜きする必要性をなくし、さらに、透析
液回路に気泡が生じたとしてもいつでもそれを除
去できる透析装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、血液から所定量（体積ま
たは流量）の限外濾液を正確に抽出することによ
つて限外濾過を高精度で制御できる透析装置を提
供することにある。

本発明に従えば、半透膜透析器を横切つて生じ
る限外濾過を精密に制御するための透析・容積限
外濾過制御装置を包含する透析装置であつて、こ
の透析・容積限外濾過制御装置が透析液タンク手
段と、この透析液タンク手段と前記透析器の間で
透析液の流れを循環させる一定容積の回路手段
で、前記透析器の下流に設けた少なくとも１つの
ポンプおよび前記透析器の上流に設けた１つの液
圧抵抗手段を包含する回路手段と、この回路手段
から所望量の限外濾液に精密に一致する予め定め
た量の透析液を抽出する手段とを包含する透析装
置において、前記透析液タンク手段が通気手段に
よつて大気に開放されており、制御手段が前記ポ
ンプの速度を制御して、前記抽出手段による前記
予め定めた量の透析液の抽出中に前記透析液タン
ク手段内の透析液の液面をほぼ一定に維持するよ
うにしたことを特徴とする透析装置が提供され
る。

本発明が一そう充分に理解されるように、以
下、添付図面を参照して、次ぎの説明が単に例示
の目的を以て提供される。

透析及び限外濾過制御装置１０は、第１図およ
び第２図に図示される如く、給源３０から発して
透析器５０へポンプ送りされる透析液の流れを、
限外濾過とドレン管１２による老廃液の排出の精
密な制御を達成するように使用される。

第２図の透析器５０は“プレート型”の人工腎
臓であるが、その他の種類も使用され得る。第２
図の特定の透析器５０はプリプロピレン製のフレ
ーム５２，５４，５６から形成され、各血液室６
２，６４に対し、多孔性の再生セルロースで成る
２枚の薄膜５８，６０が配されている。血液透析
及び限外濾過のための好適な再生セルロース膜
は、ユニオン・カーバイド社によつて“ビスキン
グ”の品名で市販されて、そしてエンカ・グラン
ツストフ社によつて“カプロフアン”の品名で市
販されている。

透析液室６６および血液室６２，６４が、フレ
ーム５２，５４，５６内に形成されている。透析
中の患者からの血液室６２，６４への接近は血液
ポート６８，７０を通じて為され、前記装置１０
からポンプ送りされる透析液はポート７２を経て
進入し、血液の流れに逆行して、透析フレームの
長手方向の溝７６を流れ通つたのち、ポート７４
を経て離去する。

透析器５０に配された再生セルロースの薄膜５
８，６０は、約1μ強または弱の台の平均直径の
微孔を有しており、血液を透析液から隔離して維
持する。

血液中の老廃物は、濃度グラジエントによつて
薄膜５８，６０を通過する。透析液が初めに循環
されるとき、それは老廃物を有しない。故に、薄
膜５８，６０の微孔の平均直径よりも小さい平均
直径を有する老廃物は血液から透析液中へ通過す
る。この過程は、薄膜の両側における老廃物の濃
度差が零に近接するまで続き、この時点で、透析
液は、新鮮な未汚染透析液の供給によつて取換え
られることを要する。

さらに、血液側の圧力が透析液側の圧力に較べ
充分に大きい場合、即ち、固有浸透圧を補償する
のに充分である場合は、流体は血液から薄膜５
８，６０を通過して透析液中に進入する。この過
程は限外濾過として知られている。

透析及び限外濾過制御装置１０は、透析過程の
中断を最小にしつつ、汚染透析液を新鮮な透析液
に取換える便利な手段を提供する。さらに、限外
濾過による老廃水の除去は精密に制御される。

透析を必要とする患者は流入管８０と流出管８
２とによつて透析器５０に接続される。これら流
入管８０と流出管８２は、患者の例えば腕８４
に、動脈及び静脈にそれぞれ挿入されたカニユー
ル８６と８８とによつて結合されている。

第２図に示された透析器５０は低抵抗型であ
り、従つて、患者の血圧は、概ね150〜200ml毎分
の率で、透析器５０内への、そしてそれを通る、
血液の好適な流れを維持するのに概ね十分であ
る。約300ml毎分の台に前記率を増すことが希望
されるときは、任意の在来型の血液ポンプ９０が
使用される。図示された蠕動ポンプは回転され得
るローラ９２と９４とを有し、これらローラは流
入管８０を環状壁に対して圧搾し、以て血液を透
析器５０内に圧入する。

動脈側において、血液ポンプ９０の上流に、呼
入れ溶液の容器９６が配される。該溶液は少量の
ナトリウム・ヘパリンを含有する在来の塩溶液で
あるのが通常である。これは、８６と８８とを経
由して患者の腕８４に管が給合される以前に、該
管を満たすのに用いられる。透析間、容器９６は
クランプ９８によつて閉鎖され、クランプ１００
は開かれる。透析の終りにおいて、患者と透析器
５０との間の管の内部の血液は、クランプ１００
を閉じ、クランプ９８を開くことによつて、塩と
ヘパリンとを含む溶液が、血液を管を通じて患者
の体内へ押し戻すことを許すことによつて、患者
の体内へ撤退せしめられる。

本発明装置の静脈側には、泡捕捉器１０２が配
されており、該泡捕捉器１０２は注射器１０４と
血圧計１０６とに連通している。静脈側のクラン
プ１０８が開かれるとき、注射器１０４は泡捕捉
器１０２内の血液のレベルを制御するとともに空
気を取出すのに用いられる。血圧は血圧計１０６
によつて監視される。血圧計１０６は制御装置１
０の感知ケーブル１１０に導線（図示されていな
い）によつて結合されている。

透析器５０が患者に接続されるとき、制御装置
１０は、吐出ポート１２０と吸込ポート１２２に
それぞれ結合される管１１２と１１４とによつて
透析器５０に接続され、これによつて、透析器５
０への、または、からの透析液のポンプ送りを可
能にする。限外濾過によつて血液から抽出され、
戻る透析液によつて運搬される老廃流体はドレン
管１２を通じてドレン・ポート１２４から排出さ
れる。

透析液は、制御装置１０は、給源３０から、管
１１８を通じて吸込ポート１１６に於て供給され
る。制御装置１０内での透析液の流れと分配は、
のちにさらに詳細に説明される第３図の流れ図に
概略的に図示される態様に従つて、各種の管とタ
ンクその他を通じて行われることは理解されるで
あろう。

限外濾過の率はダイヤル１２６の整定によつて
制御される。

透析に関連する各種モニター装置の状態は、警
灯１２８，１３０，１３２，１３４，１３６によ
つて制御装置１０上に表示される。したがつて、
全ての異常血圧状態は、血圧計１０６に対して反
応し、警灯１２８に接続されている感知器によつ
て探知される。また、透析液の給源３０の送出部
に配された恒温さぐり１３８と、対応の警灯１３
０とによつて透析液温度の監視が達成される。給
源３０の送出部に配されたもう一つのさぐり１４
０は透析液の導電率を測定するとともに、対応の
第３の警灯１３２に於て全ての異常測定を表示す
る。

もし全ての監視された条件が満足であれば、こ
のことは“正常”灯１３４によつて表示される。
そうでないときは、“異常”灯１３６によつて警
告表示が為される。これに加えて、異常状態の発
生と同時に、復旧表示器及びスイツチ１４２が付
勢される。したがつて、制御装置１０はスイツチ
１４２を押下げることによつて復旧されうる。

その他の型式の監視装置が、例えば可変の面積
の流れ筒によつて透析液の流れを測定するため、
圧力計またはその他の圧力計器によつて透析液圧
力を測定するため、そして、色採の変化を探知す
るための光電ピツク・アツプによる透析液流出物
または管１１４内への血液漏れを測定するため配
設されうる。

制御装置１０による透析及び限外濾過を精密に
制御する構成要素は第３図に概略的に図示されて
いる。

給源３０（第２図）からの透析液は吸込ポート
１１６において進入し、管１５０を経由して保持
タンク１５２へ送られる。透析液の注入はドレン
管１５４に溢れ出て、溢れ液がドレン・ポート１
２４に出現する迄行われる。注入は前記給源３０
からのポンプ送りによつて行われうるが、普通
は、給源３０を装置１０の上方に配置し、好適な
クランプ（図示されていない）を外部注入管１１
８（第２図）に対して装用することによつて重力
流れを使用すれば充分である。

この溢れ注入方式は、十分な量の透析液が保持
タンク１５２に維持されることを保証する。保持
タンク１５２が満たされたならば、その内容物は
一般に吸蔵式のポンプ１５８、供給管１６０及び
注入管１６４によつて浴タンク１５６へ容易にポ
ンプ送りされうる。

浴タンク１５６内に透析液が収容されたなら
ば、該透析液は、ポンプ１６６と１６８とによつ
てポート１２０と１２２とを経て透析器５０へ、
そして、透析器５０から循環され得る。外流れは
管１７０、ポンプ１６６、管１７２及びポート１
２０を経由して透析器５０へ達する。

透析液は、透析器から、ポート１２２、管１７
４、ポンプ１６８、管１７６を経由して浴タンク
１５６内へ戻り、かくして、サイクルを完成す
る。

前記流れは、浴タンク１５６とポンプ１６６，
１６８との間に配置された弁１８０によつて、管
１７０，１７６が開いた状態に保たれるときにの
み生じ得る。浴タンク１５６が満たされていると
きは、弁１８０は迅速に閉じられ従つて、浴タン
ク１５６と透析器５０との間には流れは生じな
い。しかし、透析器への透析液の先行流れは、バ
イパス管１８２を通じて生じ続ける。

限外濾過が生ずるべきとき、または、浴タンク
１５６が空にさるべきときは、ポンプ１９０が管
１９２を介して浴タンク１５６から液を排出する
とともにそれを管１９４を通じて、ドレン管１９
６、ドレン・ポート１２４、ドレン管１２内へ追
い出す。

好適な弁１８０の細部は第４図に図示されてい
る。該弁機構はフレーム２００を有し、該フレー
ム２００には、圧力板２０６のための案内棒２０
２，２０４が取付けられている。圧力板２０６は
それが案内棒２０２，２０４に沿つて摺動するこ
とを可能にするための支持穴（図示されていな
い）を有する。圧力板２０６はナツト２０８に結
合されており、ナツト２０８は、駆動モータ２１
４のアーマチユア軸２１２の延長部を構成する無
端ねじ２１０によつて係合されている。

駆動モータ２１４が後述される制御盤２２０か
ら作動されるとき、圧力板２０６は急速に上方
へ、または下方へ、駆動され、遂に、リミツト・
スイツチ２１６または２１８が接触されて駆動モ
ータ２１４を“断”に切換えるにいたる。圧力板
２０６が図示される如きその最下位置に在ると
き、バイパス管１８２は閉じられ、透析器５０の
供給管１７０，１７６は開かれる。逆に、圧力板
２０６がその最高位置に在るときは、バイパス管
１８２は開かれ、供給管１７０と１７６は閉じら
れる。

前記した各種の弁とポンプその他は、任意の所
望の態様を以て作動され、制御されうる。しか
し、実際上望ましいとされる仕組みは次記の通り
である： 必要な作動は制御盤２２０上に装架された好適
な回路装置によつて、そして浴タンク１５６の通
気管２２４に配されたレベル感知器２２２によつ
て制御される。通気管２２８に配されたレベル感
知器２２６は保持タンク１５２とともに使用され
得る。所望レベルの電圧が変圧器２３２によつて
ケーブル２３０から供給される。透析液が保持タ
ンク１５２を満たしたのち、浴タンク１５６のた
めの注入スイツチ２３１が閉じられる。これによ
つて、フリツプ・フロツプ２３４がセツトされ、
該フリツプ・フロツプ２３４は主出力導線に高レ
ベルの電圧を生じ、その結果、最後に該フリツ
プ・フロツプ２３４はリセツトされてポンプ１９
０を作動し、該ポンプ１９０は浴タンク１５６か
ら排液し、これにともなつて、最後に、ポンプ１
９０に組合わされた感知器２３６がもはや流れが
存在しないことを探知するとともにフリツプ・フ
ロツプ２３４のリセツト端子Ｒへ信号を供給す
る。

初作動に対し、浴タンク１５６は空であり、従
つて、感知器２３６は直ちに作用してポンプ１９
０の作動を終らせる。

第２のフリツプ・フロツプ２４０は、これと同
時に、注入スイツチ２３１の閉じ作用に対して反
応して弁１８０を作動させ、以て管１７０，１７
６を閉じさせるとともに、バイパス管１８２を開
かせる。このことは、前記初作動に何らの影響を
与えない。しかし、のちに浴タンク１５６が排液
されるとき、これは、浴タンク１５６が完全に満
たされる迄、透析器５０へ、そして透析器５０か
ら、別々のループ形式による透析流の連続した流
れを許す。

浴タンク１５６の完全な排液を許すのに好適な
遅れ時間が経過したのち、シングルトリツプマル
チバイブレータ２５０が、一定の時間、作動して
ポンプ１５８を働らかせて新鮮な透析液を保持タ
ンク１５２から浴タンク１５６へ圧送する。マル
チバイブレータ２５０は、そのセツト端子Ｓに遅
れ線を接続した標準型のものである。遅れ時間の
終りにおいて、マルチバイブレータ２５０は、抵
抗−キヤパシタンスネツトワークによつて標準方
式に従つて決定される規定排出時間間隔で働ら
く。

浴タンク１５６が完全に満たされて、そのこと
がレベル感知器２２２によつて感知されたなら
ば、液は透析スイツチ２６０の作動によつて透析
器５０へ循環せしめられる。これにともなつて、
フリツプ・フロツプ２４０がリセツトされて弁１
８０の作動を逆転させる。これによつて、管１７
０，１７６が開かれるとともに、バイパス管１８
２が閉じられる。

透析スイツチ２６０を閉じることによつて、一
定のバイアス電圧が電源２６２からポンプ１６６
へ供給され、一方、ポンプ１６８は、感知器２２
２によつて感知されるレベルに応じて増幅器２６
４から電圧を供給される。浴タンク１５６が排液
されている間に、感知器２２２の電圧は、フリツ
プ・フロツプ２４０の相補出力Ｑから制御される
ゲートＧによつて増幅器２６４に作用を及ぼすこ
とを防止される。その結果として、増幅器２６４
はポンプ１６８を維持レベルで働かせて、バイパ
ス管１８２と、透析器５０に対する連結部とによ
つて形成される独立のループにおける透析液の循
環を保証する。浴タンク１５６への注入間は働ら
かないポンプ１６６が維持流れを妨害しないこと
を保証するために、該ポンプ１６６は、正規の一
定バイアス電圧が正規透析間に供給されるとき閉
じられる内部バイパスを有することが望ましい。

また、透析スイツチ２６０は限外濾過制御増幅
器２７０を作動し、該増幅器２７０は、制御ノブ
即ちダイヤル１２６（第１図）によつてセツトさ
れる所望限外濾過率に従つてポンプ１９０へ適正
な電圧を供給する。

限外濾過率が零にセツトされるときは、患者か
らは老廃液は撤収されず、帰還用の増幅器２６４
は、透析器５０内の透析液が血圧と実質的に同じ
であるようにポンプ１６８の速度を調整する。従
つて、血液からの老廃流体は薄膜を透過して流れ
得ない。

限外濾過率が制御ノブ１２６上で零よりも大き
くセツトされるときは、ポンプ１９０が作動し、
浴タンク１５６内の流体のレベルは低下し、従つ
て、感知器２２２は増幅器２６４へ供給される電
圧を増加させ、これによつて、ポンプ１６６の一
定の速度に対してポンプ１６８の速度を増加させ
る。その結果、透析器内の透析液の圧力が減少
し、即ち、膜透過圧力が増強され、従つて、老廃
液は患者の血液から透析液内へ透過する。従つ
て、透析液回路内の液量は増加し、浴タンク１５
６内の液体のレベルは上昇する。かくして、透過
液はドレン・ポート１２４を経てドレン内に被制
御率を以て撤収される。

制御ノブ１２６によつて確立される限外濾過率
はドレン率を増すことによつて変更されうる。別
個の吐出ポート（図示されていない）が、補助ポ
ンプ及び監視回路と一緒に、限外濾過のために配
設され得る。もし希望されるならば、前記ポンプ
１９０が両目的のために使用され得る。

先行技術とは対照的に、透析器５０へ供給する
ため２個のポンプ１６６，１６８を使用すること
は、感知器２２２による浴タンク１５６内のレベ
ルの感知とあいまつて、限外濾過に対する精密な
制御を可能にする。本システムは、血圧の変化ま
たは流体回路における圧力低下の如き条件とは関
係なしに、自動調整式である。

これに加えて、バイパス管１８２を配された弁
１８０を設けることによつて、透析は浴タンク１
５６が新鮮な透析液を補給されている間も維持さ
れ得、これによつて、患者の透析治療の中断を最
少ならしめる。

前記制御盤の回路は説明目的のために明らかに
簡単化されていることと、以上説明された各種の
作動はきわめて多様の方式で行われ得ることとは
理解されるであろう。

また、制御盤２２０は、表示装置１２８，１３
０，１３２，１３６（第１図）のための説明用の
回路を有する。既に述べた如く、感知器はケーブ
ル１１０によつて制御盤２２０に対して信号を供
給する。ケーブル１１０の個々の線は各表示装置
１２８，１３０，１３２に接続されている。これ
に加えて、ORゲート２８０に結合される複数本
の線が含まれ、これによつて、もし何らかの異常
状態が表示されるならば、表示装置１３６にも入
力が与えられるようにされている。他の場合にお
いては、否定ゲート２８２の故に、表示装置１３
４は諸状態が“正常”であることを示すべく照明
される。

通常の反転増幅器でありうるオア・ゲート２８
０及び否定ゲート２８２は、フリツプ・フロツプ
２３４，２４０及びおくれワン・シヨツトマルチ
バイブレータ２５０と共に、標準的電子構成部分
である。かつまた、離散した構成部分ではなく
て、制御盤２２０は、集積回路チツプを採用し
て、１個のチツプに望まれる最も多くの機能を総
合し得る。

好適なポンプ装置１６６，１６８は、米国カリ
フオルニア州のマイクロマイト社によつて製作さ
れた08−33−103型歯車ポンプである。モータ部
分は入力電圧によつて決定される速度で作動し、
該ポンプ部分のための磁気駆動機構を有する。ポ
ンプ１６６は好適なバイパスを設けられる。ポン
プ１６８へ供給される電圧は、定速度を維持する
ため負荷に従つて規正されうる。または、モータ
部分は、負荷に関係無く定速度を保証する同期型
にもされうる。

ポンプ１５８は遠心ポンプであるが、ポンプ１
９０は閉塞型、即ち例えばピストン・ポンプによ
つて提供される如き積極駆動型である。弁１８０
のためのモータ２１４は普通の歯車型である。

レベル感知器２２２は、直線電圧差動変換器で
あり、該変換器に対する結合を制御するため通気
管２２４内の液位に反応するフロート上に装架さ
れた可動のコアを有する。

その他の好適な形式の感知器、例えば、光学感
知器、容量型感知器、または直線電圧反応を生じ
させるための各種集積回路を配設されたフロー
ト、も使用され得る。

本発明のシステムは完全閉鎖型ではなく、外気
に対する接近が通気管２２４および、または、２
２８（第３図）を通じて提供されており、したが
つて、気体、例えば空気、の泡であつて従来に於
ては透析液中に侵入してそこに残留するとともに
透析器５０の効率的作用を妨げるおそれあるもの
が本発明システムからは容易に除去されうる。

本発明の第２の実施例は第５図と第６図とに図
示されている。本実施例は、全般的作用と作動の
態様とに於て、第１図〜第４図に示されたそれに
概ね似ている。従つて、同一機能を有する要素を
示すには同一参照番号が使用される。

本発明のこの第２の実施例においては、透析器
の作動、特に限外濾過による老廃水の除去に対す
る精密制御は、透析器への、及び透析器からの、
それぞれの通路に配された２個のポンプと共働す
る、透析液のための２個の溜めタンク間における
自動的な前後切換えによつて達成される。これら
２個のポンプは、一方のポンプの速度が増加され
るに従つて他方のポンプの速度が減じられ、かよ
うにして、人工腎を通る流れを一定に維持しうる
ように、相補的速度で働らく。規定限外濾過率は
前記２個のタンクと関連せしめられたレベル感知
器の制御下にある第３のポンプによつて維持され
る。

透析液のための２個のタンクは、本実施例の場
合、第１の実施例の場合の如く一方のタンクが他
方のタンクのための“保持”タンクである方式に
代えて配設され、これら２個のタンクは、回路
に、または回路から、自動的に切換えられ、これ
によつて、最小の中断を以て患者に対する透析を
行うことを可能にするように配列される。

給源３０からの透析液は、ポート１１６に入
り、重力によつて、管３００を通じて弁３０２
に、そして管３０４を通じて弁３０６へ、それぞ
れ、運搬される。弁３０２が開かれるとき、透析
液は管３１０を通つてタンク３０８に入る。同じ
ように、弁３０６が開かれるとき、透析液は管３
１４を通つてタンク３１２に入る。

タンク３０８，３１２が満たされたならば、透
析液は、弁３２０の設定に従つて、どちらからポ
ンプ送りされ得る。弁３２０が第６図に従つてセ
ツトされると仮定すれば、透析液はタンク３１２
から管３２２を経由してポンプ３２４へ流れ、次
いで管３２６に沿つて透析器のポート１２０へ送
られる。

透析液は、透析器から、ポート１２２、管３２
８、ポンプ３３０及び管３３２を通じてタンク３
１２へ戻る。

本システムが新鮮な透析液の供給に即応する態
勢にあるとき、弁３２０はタンク３１２に対して
は閉じ、一方、タンク３０８に対しては開き、従
つて透析液は管３３４に沿つて引き出されて管３
２２との接合部に達し、次いでポンプ３２４に達
する。ポンプ３２４は、該透析液を管３２６に沿
つてポート１２０へ給送する。透析液は管３２８
に沿つてポンプ３３０へ戻り、さらに管３３２に
沿つて管３３６との接合部へ達する。管３３６は
管３３４と同じように、弁３２０を通つてタンク
３０８へ復する。

新鮮な透析液がタンク３０８から引き出されて
いる間、ポンプ３１２内の使用済の透析液は管３
３８に沿つて弁３４０を通じて引き出されるとと
もに、重力によつてドレン管３４２を通じてドレ
ン３４４内へ追い出される。同じように、新鮮な
透析液がタンク３１２から引き出されている間
に、タンクを３０８内の使用済みの透析液は管３
４６に沿つて弁３４８を通じて引き出されるとと
もに、重力によつて、ドレン管３５０に沿つてド
レン３４４内へ追い出される。

限外濾過が行われるべきときは、ポンプ３５２
が作動されて、ポンプ３３０と弁３２０との間の
管３３２上の接合部３５４を経由して、ポンプ３
３０のもどし側から戻りの透析液を引き出す。接
合部３５４から、液は管３５６、ポンプ３５２を
通じて引き出されて管３５８と出口ポート３６０
とを通じて追い出される。限外濾過がタンクの排
液と同時に生じることを防ぐために、独立したド
レン・ポート３４４と３６０が配設される。出口
ポート３６０からの限外濾液は、限外濾過制御器
の適正な作動確認するために測定されうる。

以上述べた諸作動は、制御盤４００上に装架さ
れた回路によつて、そして、タンク３０８と３１
２の通気管４０６と４０８にそれぞれ取付けられ
たレベル感知器４０２と４０４とによつて制御さ
れる。前例の場合と同じように、通気管４０６，
４０８は外気に対して開いている。

第６図には好適な弁３２０の細部が図示されて
いる。この弁機構は、管３２２，３３２と管３３
４，３３６とそれぞれ係合し得る圧力板４２２，
４２４を配されたフレーム４２０を有する。これ
ら圧力板４２２，４２４は、コイルばね４２８，
４３０，４３２，４３４を介して駆動板４２６に
よつて駆動される。駆動板４２６はローラ４３
６，４３８によつて案内され、軸４４０によつて
ねじ係合されている。軸４４０は駆動モータ４４
４のアーマチユア軸４４２の延長部である。

駆動モータ４４４が制御盤４００から（“Ｖ”
線によつて）作動されるとき、駆動板４２６は、
スイツチ４４６または４４８が接触されて該駆動
モータ４４４を“断”に切換えるまで上方または
下方へ速かに運動され、駆動板４２６が第６図に
示される位置に在るときは、管３３４，３３６は
ばね４３２，４３４を介して圧力板４２４に伝達
される圧力によつて閉じられ、管３２２，３３２
は開かれ、信号がリミツト・スイツチ４４６から
供給される。反対に、駆動板４２６が、圧力板４
２２が上リミツト・スイツチ４４８に接触する
迄、ねじ切りされた軸４４０によつて上方へ引き
上げられるときは、これによつて、管３２２と３
３２が閉じられるとともに、管３３４と３３６が
開かれる。

駆動モータ４４４は好ましくは、米国ニユーヨ
ーク州グレン・コーブのコルモーゲン社プリンテ
ド・モーターズ部門から入手され得るモデル12F
“パンケーキ”型である。

この第２の実施例のための所望レベルの電圧
は、変圧器２３２によつてケーブル２３０から供
給される。

スイツチ４６０が閉じられることによつて、制
御装置１０は作動するようにセツトされ、液体の
給源３０がポート１１６に於て接続される。これ
によつてフリツプ・フロツプ４６２がセツトさ
れ、該フリツプ・フロツプ４６２は、レベル感知
器４０２によつて適正なレベルが探知される迄、
弁３０２を開き、レベル感知器４０２はフリツ
プ・フロツプ４６２をリセツトさせるとともに弁
３０２を閉じさせる。フリツプ・フロツプは、セ
ツト端子Ｓとリセツト端子Ｒに信号に従つて高レ
ベルまたは低レベルの一出力を有する二状態電子
装置である。

タンク３０８が満たされると同時に、管３３４
と３３６とが開かれ（即ち弁３２０のリミツト・
スイツチ４４８が“オン”であり）管３２２と３
３２が閉じられている（第６図）ことを条件とし
て、該タンク３０８はポンプ３２４，３３０によ
つて透析にために使用されうる。タンク３０８の
リミツト・スイツチ４４８が“フル”になるとと
もに（したがつて、レベル感知器４０２からの制
御信号が供給されるとき）、アンドゲート４６３
は作動される。これによつて、ゲート４６４が作
動されて感知器４０２からの信号のレベルが、ポ
ンプの増幅器４６６，４６８を、タンク３０８か
らの透析流れを開始させることを制御するのを可
能ならしめる。

第１のタンク３０８が透析流体回路に接続され
ている間に、第２のタンク３１２は、アンド・ゲ
ートによつて作動されるフリツプ・フロツプ４７
０の出力によつて制御される通りに注入され
る。出力は弁３０６を開くとともに、第２のタ
ンク３１２の注入を開始させる。

もし前記リミツト・スイツチが前記した一連作
動のため正しい位置に存在しないならば、該リミ
ツト・スイツチは遅延装置４７２における適正な
遅延の後、レベル感知器４０２からの信号によつ
て作動位置に配置され、これによつて、弁３２０
の、前記リミツト・スイツチ反応を変更する作動
が表示されない場合、否定ゲート４７４の閉鎖を
可能にする。

また、フリツプ・フロツプ４７０の出力は、
ワン・シヨツト方式のマルチバイブレータ４７６
を介して、調時された時間に亘つて、ドレン弁３
４８を開くとともに、遅延装置４７８によつて提
供される遅延時間ののち弁３２０をも開く。これ
によつて、弁３２０の整定は、第２のタンク３１
２が感知器４０４によつて示される適正レベルに
満たされたとき該タンク３１２へ速かに透析を移
すように変更される。該感知器４０４は、ポンプ
増幅器４６６，４６８の制御のためのゲート４８
２を作動するようにアンド・ゲート４５０に於て
第１のリミツト・スイツチ４４６から信号によつ
て働らく。

一方、フリツプ・フロツプ４７０の前記出力
は第１のタンク３０８を満たして遅延装置４８４
を通じてワン・シヨツト方式のマルチバイブレー
タ４８２によつて弁３４０を開く。

その結果として、制御装置１０は、透析サイク
ルと注入サイクルとの間に於て前記タンク３０８
と３１２を自動的に切換える。適正な時間遅れ期
間は希望通りに提供され得る。

これに加えて、制御装置１０は限外濾過に対し
精密制御を可能にする。限外濾液はポンプ３５２
によつて引かれる。該ポンプ３５２は可変増幅器
４８６によつて作動され、該増幅器の設定は制御
ノブ１２６によつて決定される。

限外濾過率が零にセツトされるときは、人工腎
臓５０からは老廃液は撤収されず、増幅器４６
６，４６８は、人工腎５０内の透析液の圧力が血
液の圧力と事実上同じになるように、ポンプ３２
４と３３０の速度を調整する。従つて、血液から
の老廃流体は透析液中へ流入し得ない。

限外濾過率が零よりも大きくセツトされるとき
は、ポンプ３５２が作動し、感知器４０２または
４０４内の流体のレベルは（どちらのタンクがそ
の時点において透析中であるかに従つて）低下
し、これによつて増幅器４６８の電圧を増加させ
るとともに、対応的に、増幅器４６６の電圧を減
じさせる。実際上、増幅器４６６と４６８は交差
接続された入力端子１と負入力端子Ｎ１とを有す
る演算増幅器として働らく。定振幅基準電圧は電
源４８８によつて提供される。

その結果として、ポンプ３３０の速度のいかな
る増加も、ポンプ３２４の速度の減少によつて釣
合わされる。逆に、ポンプ３３０の速度のいかな
る減少もポンプ３２４の速度の増加によつて釣合
わされる。したがつて、透析液の流量は、限外濾
過率のいかなる変化にもかかわらず、明らかに一
定に維持される。第２図のプレート型の人工腎の
場合においては、ポンプ３３０，３２４は人工腎
において負圧を提供し、この場合、ポンプ３３０
はポンプ３２４よりも速く作動する。

制御ノブ１２６によつて確立される限外濾過率
は、排液率を測定することによつて点検されう
る。

透過器５０への補給のための２個のポンプ３２
４，３３０の使用は、感知器４０２または４０４
による透析用のタンク３０８またはタンク３１２
におけるレベルの感知とあいまつて、限外濾過に
対する精密制御を可能にする。本システムは、周
囲条件に関係無しに、所望の作動に対して自動調
能力を有する。

制御盤４００の回路は説明目的のために明白に
簡単化されていることと、前記した諸作用はきわ
めて多様の方式で行われうることとは理解される
であろう。

また、制御盤４００は、表示装置１２８，１３
０，１３２，１３４，１３６（第１図）のための
説明用回路を有する。感知器はケーブル１１０に
よつて制御盤４００へ信号を供給する。ケーブル
１１０の各個の線はそれぞれの表示装置１２８，
１３０，１３２に接続されている。これに加え
て、前記線はオア・ゲート４９０に、もし何らか
の異常状態が表示されるならば表示装置１３６に
も入力が与えられるように接続している。他の場
合においては、否定ゲート４６４の故に、表示装
置１３４は照明されて諸状態が“正常”であるこ
とを示す。

各種の構成要素は第３図を参照して説明された
ものと同じ形式にされ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つた透析・限外濾過制御装
置の正面図；第２図は第１図の制御装置を用いる
透析・限外濾過装置の斜視図；第３図は説明用の
制御回路を有する第１図と第２図の制御装置の概
略図；第４図は第３図の制御装置に使用される制
御弁の部分断面図；第５図は本発明の第２の実施
例の、第３図に似た図面；第６図は第５図に示さ
れた制御装置に用いられる制御弁の部分断面図で
ある。 図面上、１０は『透析・限外濾過制御装置』；
３０は『給源』；５０は『透析器』；５８，６０は
『薄膜』；５２，５４，６０は『フレーム』；１５
２は『保持タンク』；１５６は『浴タンク』；１８
０，３２０は『弁』；２２４，２２８は『通気
管』；２２２，２２６は『レベル採知器』；１８２
は『バイパス管』；１５８，１６６，１６８は
『ポンプ』を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半透膜式透析器５０を横切つて生じる限外濾
   過率を精密に制御するための透析・容積限外濾過
   制御装置を包含する透析装置にして、 (イ) 少なくとも一つの透析液タンク１５６と、 (ロ) 前記透析器の下流側に設けた少なくとも一つ
   のポンプ１６８と、該ポンプ１６８の流量より
   低い流量で前記透析器５０に透析液を供給し、
   該透析器５０に限外濾過を生じせしめる手段と
   を有し、大気に対して開放された、前記タンク
   １５６と前記透析器５０との間で一定容積の透
   析液を循環させるための透析液回路と、 (ハ) 前記回路から、前記透析器５０における所望
   の量の限外濾過に相当する所定量の前記透析液
   を抽出する手段１２，１２４，１９０と、 を有する透析装置において、 (ニ) 前記透析液回路に設けられ、前記タンク１５
   ６内の前記透析液のレベルを検出し、信号を発
   する検出手段２２２と、 (ホ) 前記検出手段２２２からの信号に応じて前記
   ポンプ１６８の吐出流量を制御し、前記透析液
   の抽出流量に無関係に前記タンク内の透析液の
   レベルをほぼ一定に維持する手段とを有するこ
   とを特徴とする透析装置。 ２ 特許請求の範囲に記載の第１項に記載の透析
   装置において、前記タンク１５６の数は、１個で
   あり、さらに弁手段１８０が設けられ、該弁手段
   １８０は、前記透析器５０から前記タンク１５６
   を隔離し、該透析器５０を通る透析液の流れが該
   タンク１５６をバイパスするようになし、この間
   該タンク１５６内の透析液は、新しいものと交換
   されることを特徴とする透析装置。 ３ 特許請求の範囲の第１項に記載の透析装置に
   おいて、さらに透析液用の二つのタンク３０８，
   ３１２が設けられ、前記回路は、弁手段３２０を
   有し、該弁手段３２０は、前記タンク一つを前記
   透析器に接続するとともに、前記タンクの他方を
   該透析器から切り離すようになし、該一つのタン
   クから該透析液を供給している間該他方のタンク
   内の透析液を新しいものと交換するようになつて
   いることを特徴とする透析装置。 ４ 特許請求の範囲の第３項に記載の透析装置に
   おいて、前記回路は、弁３０２，３０６；３４
   ０，３４８を有し、これら弁により、前記タンク
   ３０８，３１２の内の一つは透析液供給源に接続
   されるとともに廃液回路に接続され、これにより
   透析液を新たなものに交換し、しかして該タンク
   の他方は、前記弁手段３２０により、前記透析液
   に接続されるようになつている透析装置。 ５ 特許請求の範囲の第１項から第４項のいずれ
   か一項に記載の透析装置において、前記透析器５
   ０に前記透析液を供給する前記供給手段１６６，
   ３２４は、ポンプであることを特徴とする透析装
   置。 ６ 特許請求の範囲の第５項に記載の透析装置に
   おいて、前記両ポンプ１６６，１６８から３２
   ４，３３０は、定容積式流量ポンプであり、一つ
   のポンプは、一定速度モータで駆動され、他方の
   ポンプは可変速度モータで駆動されることを特徴
   とする透析装置。 ７ 特許請求の範囲の第６項に記載の透析装置に
   おいて、前記定速モータで駆動されるポンプは前
   記透析器の上流に設けられ、前記可変速モータで
   駆動されるポンプは、該透析器の下流に設けら
   れ、前記タンクの透析液のレベルが下がつた時可
   変速度モータの速度を増大する装置を設けたこと
   を特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲の第６項に記載の透析装置に
   おいて、前記定速度モータによつて駆動されるポ
   ンプは前記透析器の下流側に設けられ、他方のポ
   ンプは該透析器の上流側に設けられ、前記タンク
   内の透析液のレベルが低下した時に、可変速度モ
   ータの速度を減少させる装置を設けたことを特徴
   とする透析装置。 ９ 特許請求の範囲の第５項に記載の透析装置に
   おいて、前記二つのポンプは、相補的速度で駆動
   され、すなわち一方のポンプの速度が減少した時
   に他方のポンプの速度は増大するようになし、も
   つて限外濾過率の変化と無関係に前記タンク内透
   析液レベルを一定にすることを特徴とする透析装
   置。