JPS6410231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （技術分野） 本発明は、腎不全、衰弱患者等に対する血液透
析療法において、血液中の過剰水分を除去する際
の除水量、いわゆる限外過量を測定する装置に
関するものである。

（従来技術およびその問題点） 血液透析療法は血液透析器と呼ばれる装置によ
つて行われている。これは、半透膜を介して透析
液と血液を接触させて、その濃度勾配によつて血
液中の老廃物を、また圧力差によつて水分を透析
液側に移行させるものである。この際の水分の除
去量（限外過量）は、その透析開始から終了ま
での間に血液透析器から流出した透析液量から、
血液透析器に流入した透析液量を差し引いた量に
相当するが、透析中の任意時間における限外過
量の正確な値を測定することは、しばしば苦慮す
るところである。通常、限外過量を測定するた
めに患者の体重を測定し、その体重減少から計算
する。しかしながら、この手間のかかる方法は、
数時間にも及ぶ血液透析中の食事、排泄、発汗そ
の他による体重変動を来たす要素を充分に考慮で
きない。

しかるに、この限外過量は尿毒症患者などの
治療に極めて重要な医学的要素であるから、正確
に測定できる方式の提供が望まれる。

そこで、第１図に示すような方式が考えられて
いる。これは、血液透析器１に対する流入路２と
流出路３の途中にそれぞれ流量計４，５を設け、
各流量計４，５によつて血液透析器１に対する流
入量と流出量を測定し、この各流量の差から除水
量（限外過量）を知ろうとするものである。す
なわち、各流量計４，５で得た結果の差を減算器
６で求め、さらに積算器７でその差の総量を積算
することにより総除水量を測定し、指示器８に表
示する。しかしながら、上記血液透析器１に供給
する透析液の液量は通常500ml／分であるのに対
し、除水量は約５ml／分であり、このため、上記
流量計４，５、減算器６および積算器７は、１％
の精度で除水量を求めるためには実に0.01％の精
度のものを用いなければならない。つまり、この
方式を利用するためには極めて高価な機器を用い
る必要があり、特に流量計は高価でとても実用的
でない。

この流量計を用いるのと同様の思想に基づき、
容積計量チヤンバー等の精密な部品を使用してい
るものもある（実開昭53―69441号、特開昭55―
146164号参照）。

このような高価な精密部品を用いたとしても、
血液透析器を通つた後の透析液は老廃物等により
汚れているため、上記のような精密部品に老廃物
が付着し、長期間の正常な動作を得ることは困難
であつた。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、高価な精密部品を用
いることなく、老廃物の付着等の影響を受けにく
く、かつ構成部品数の少ないシンプルで信頼性の
高い除水量測定装置を提供しようとするにある。

本発明の他の目的は、本発明装置をユニツト化
して、従来より使用されている既存の透析関連装
置に容易に付加できるよう構成した除水量測定装
置を提供しようとするにある。

発明の具体的構成 本発明によれば、血液透析器と、この血液透析
器に透析液を供給する流入回路と、前記血液透析
器から透析液を排出する流出回路とを具え、血液
と透析液とを前記透析器を介して接触させること
により透析を行うよう構成された血液透析装置に
おいて、用いられる除水量制御回路であつて、 前記流入回路および流出回路間に接続されたバ
イパス回路と、前記流入回路、前記流出回路およ
びバイパス回路に設けられ、通常の透析モードで
は前記バイパス回路を閉止して前記流入回路およ
び前記流出回路を開放して透析液の前記血液透析
器への供給排出を行い、除水量補正モードでは、
前記流入出回路を閉止して前記バイパス回路を開
放して透析液の前記血液透析器への供給排出を遮
断する回路切換機構と、前記血液透析器の下流の
静脈血の圧力を測定する第１圧力センサーと、前
記透析液流出回路の圧力を測定する第２圧力セン
サーと、前記流出回路に前記バイパス回路の上流
側で接続され、予め設定された除水率で前記透析
液の排出を行う強制除水手段を有する流出回路の
透析液を強制的に排出するための除水量補正回路
と、 前記透析モードと前記除水量補正モードとを所
定時間隔毎に切換制御する制御装置とを具え、 前記制御装置は、前記除水量補正モードでは、
前記回路切換機構を制御して、透析液が前記血液
透析器に流れないように前記バイパス回路にバイ
パスさせた上で、前記除水量補正回路において前
記強制除水手段により前記流出回路内の透析液を
所定除水率で強制的に排出した時の前記第１セン
サーによる静脈血圧と前記第２センサーによる透
析液圧との間の圧力差を測定し、該圧力差を圧力
目標値としておよび前記所定除水率とを記憶して
おき、前記透析モードでは前記回路切換機構を制
御して透析液を前記流入回路から前記流出回路を
経て流して前記圧力目標値に応じて透析を行うと
ともに、透析時の前記第１センサーによる静脈血
圧と前記第２センサーによる透析液圧との間の圧
力差を測定し、該圧力差、前記圧力目標値および
所定除水率から、所定透析時間の除水量を算出す
るよう構成したことにより、上記目的を達成する
ことができる。

前記回路切換機構は、前記流入回路とバイパス
回路および前記流出回路とバイパス回路にそれぞ
れ接続された２個の三方弁で構成するのが好まし
い。

また、前記強制除水手段は、定量ポンプである
のが好ましい。

また、前記第１および前記第２圧力センサーに
より測定される圧力値は、複数回の測定値の平均
値を用いるよう構成することができる。

以下、本発明による除水量制御装置を、添付図
面に示す好適実施例につき詳細に説明する。

一般に、血液透析は、血液透析器１０に血液ポ
ンプ１１により加圧して血液を血液回路１２に流
す一方、透析液を流入回路１３および流出回路１
４を経て血液透析器１０に還流させ、血液と透析
液とを血液透析器において接触させて行なつてい
る。この時、血液からの除水量が非常に重要なフ
アクターであるにもかかわらず、従来のような透
析液の流量測定などによる方法では満足できない
状態にあつたことは前述の通りである。

本発明においては、透析さるべき静脈血圧と透
析後の透析液圧との圧力差（過圧）が除水量に
相関するという思想に基づき、この圧力差を所望
の除水量に関して求め、求めた圧力差に応じて透
析を行い、経時的に設定圧力差を適切に補正して
適正な除水を行うよう自動制御する。

そのため、第２図に示すように、静脈血圧測定
用の圧力センサー１５を血液透析器１０の下流の
血液回路１２に設置し、透析後の透析液の圧力を
測定するための圧力センサー１６を流出回路１４
に設備する。また、通常の透析モードから除水量
補正モードに切換制御された時に、血液透析器１
０への透析液の供給ならびにこれからの透析液の
排除を中断するバイパス回路１７を設ける。バイ
パス回路は、流入および流出回路それぞれ三方弁
１８，１９を設置し、これらを管路２０で接続し
て構成するのが好ましい。ここで、２つの三方弁
１８，１９は回路切換機構を構成する。さらに、
流出回路１４にはバイパス回路１７の上流側で除
水量補正回路２１を接続して設ける。除水量補正
回路は流出回路の透析液を強制的に排出できるも
のであれば良く、第２図に示す例では管路２２に
定量ポンプ２３を介挿し、管路２２末端に除水量
計量器２４を有する。ここで定量ポンプ２３は強
制除水手段を構成する。

なお、前記回路切換機構は、バイパス回路１７
および除水量補正回路２１を、必要に応じて上記
の如く切換制御することができるよう構成するこ
とができるものであれば、三方弁１８，１９の代
りに他の弁、例えば複数の二方弁やピンチバルブ
を用いることもできる。

そして、上述した圧力センサー１５，１６、三
方弁１８，１９、定量ポンプ２３などは制御装置
２５に接続され、除水量補正モードおよび透析モ
ードを通じて制御される。制御装置２５はマイク
ロコンピユータ２６を有し、圧力センサーからの
信号は増幅器２７およびAD変換器２８等により
処理されて、マイクロコンピユータ２６に入力さ
れる。圧力センサー１５，１６での圧力測定、三
方弁１８，１９の作動、定量ポンプ２３の作動な
どを含む除水量補正モードと透析モードとの間の
切換制御も、全て後述するように制御装置２５に
より行われる。制御装置２５では、除水量補正モ
ードの補正サイクル設定２９、除水率設定３０、
除水量表示３１、圧力表示３２など、所要に応じ
た設定、表示を行うことができる。

発明の具体的作用 次に、本発明による除水量制御装置の制御動作
につき簡単に説明する。

第３図には本発明の制御装置のタイミングチヤ
ートを示す。通常は透析モードで運転され、一定
の除水量補正サイクル毎（例えば１時間毎）に除
水量補正モードという補正時間（例えば４分）が
導入され、それぞれ補正サイクルタイマー、補正
時間タイマーによりシーケンス制御される（第３
図の制御線，参照）。

通常の透析モードでは、三方弁１８，１９は実
線で示される位置にあつて、透析液は監視装置３
６から流入回路１３、血液透析器１０、流出回路
１４を経て循環供給され、血液の透析が行われ
る。一方、透析モードから除水量補正モードに切
り換えられて本発明制御装置の電源スイツチがオ
ンとなると、三方弁１８，１９は点線で示す位置
に切り換えられて、透析液は流入回路１３からバ
イパス管路２０を経て流出回路１４を経て監視装
置３６に戻されると同時に、透析液回路は両三方
弁の切換により密閉され、透析液の供給および排
出は遮断される。

そして、除水量補正モードでは、設定除水率に
対応した速さで定量ポンプ２３が回転し、イーカ
ムにて除水が行われ、計量器２４に除水量が実測
される。この時、血液透析器の透析膜の両側には
その時の除水率に応じた過圧が発生する。

この過圧を圧力センサー１５，１６を介して
測定し、制御装置２５にて記憶するとともに圧力
表示器３２に圧力目標値として表示される。圧力
センサーによる圧力の測定は、例えば0.1秒毎に
測定した値を平均化処理して用いるのが除水量の
精度を上げるのに好ましい。

このように補正モードで所定時間が経過すると
補正モードは終了し、透析モードに移行する。こ
の時、三方弁１８，１９は再び実線で示される位
置になり、透析液は血液透析器１０に供給されて
透析が行われる。透析モード中は、記憶された圧
力目標値と、時々刻々変化する実際の圧力値がと
もに圧力表示器３２に表示され、過圧調整のた
めの指針となる。

実際の圧力値が圧力目標値と等しい時、除水率
は設定除水率に等しいとし、また実際の圧力値と
圧力目標値との間に差がある時には、その差に応
じて除水率を補正することにより除水量を算出積
算して、除水量表示３１として表示することがで
きる。

なお、第３図にも示すように、所定の補正サイ
クル時間が経過すると自動的に除水量補正モード
に切り換わり、再び上述した操作が行われる。具
体的制御の一例として、第４図にメインルーチ
ン、第５図に除水量計量ルーチン、第６図に圧力
サンプリングルーチンを示す。

また、本発明の制御装置では、次のような演算
により除水量を算出している。

設定除水率 Ｑ（／ｈ） 補正中に得られた圧力目標値 Ｒ（mmHg） 7.5秒ごとに平均化された圧力値 Ｐ（mmHg） 真の過圧力値とＰとの差に相当する圧力値
ｄ（mmHg） 7.5秒間の除水量 ｑ（ml） ｑ＝2.08×Ｑ×（Ｐ−ｄ／Ｒ） 次に、本発明の除水量制御装置の具体例を示
す。定量ポンプ２３として、第７図のポンプ特性
および第８図のイーカム特性を有する３ローラタ
イプのポンプを用いた。このようなポンプを用い
た時の試験結果を示すレコーダー記録例を、第９
図および第１０図に示す。両図において、ａは圧
力目標値、ｂは過圧、ｃは除水量を示す。さら
に、この時の除水量計量精度を第１１図に示す。

第１１図の除水量計量精度図からもわかるよう
に、表示除水量と実測除水量との間にはいくぶん
の誤差がある。これはできるだけ小さい方が望ま
しいのである。本発明装置では過圧値により間
接的に除水量を計量しているが、真の過圧と本
装置で測定される過圧とでは、次の２点を原因
としたズレがあり、誤差原因となつている。この
点を考慮すれば、さらに精度向上を図ることがで
きる。

(1) 血液透析器と圧力測定点との高さの差によつ
て生ずる圧力差。

(2) 血液透析器と圧力測定点との間を透析液また
は血液が流れる時に生ずる圧力損失。

発明の具体的効果 本発明による除水量制御装置は、従来のものに
比して以下に述べるような多くの利点をもたら
す。

(1) 従来のように精密かつ高価な流量計、流量チ
ヤンバーなどを多数用いていないために、これ
らに付着する老廃物等による精度低下などの影
響を受けず、部品数が極めて少なくなつている
から、比較的精度の良い安価な除水量制御装置
が得られる。

(2) 一定時間毎に除水量を補正していくことがで
きるよう構成されているから、透析系の経時変
化に対して有効に追随補償することができる。

(3) 本発明の装置はユニツト化して従来の装置に
付加して使用することができ、従来の監視装置
に加えて除水量の精度向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の限外過量測定装置の線図、第
２図は本発明の除水量制御装置の構成図、第３図
は本発明の除水量制御装置のタイミングチヤー
ト、第４図、第５図および第６図は本発明の除水
量制御装置のフローチヤート、第７図および第８
図は用いた定量ポンプの特性を示す図、第９図お
よび第１０図は本発明装置の試験結果の記録図、
第１１図は本発明装置の除水量計測精度を示す図
である。 符号の説明、１０…血液透析器、１１…血液ポ
ンプ、１２…血液回路、１３…流入回路、１４…
流出回路、１５，１６…圧力センサー、１７…バ
イパス回路、１８，１９…三方弁、２０…バイパ
ス管路、２１…除水量補正回路、２２…除水量測
定管路、２３…定量ポンプ、２４…計量器、２５
…制御装置、２６…マイクロコンピユータ、２７
…増幅器、２８…AD変換器、２９…補正サイク
ル設定器、３０…除水率設定器、３１…除水量表
示器、３２…圧力表示器、３３，３４，３５…透
析液の流れ、３６…監視装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血液透析器と、この血液透析器に透析液を供
   給する流入回路と、前記血液透析器から透析液を
   排出する流出回路とを具え、血液と透析液とを前
   記透析器を介して接触させることにより透析を行
   うよう構成された血液透析装置において用いられ
   る除水量制御装置であつて、 前記流入回路および流出回路間に接続されたバ
   イパス回路と、前記流入回路、前記流出回路およ
   びバイパス回路に設けられ、通常の透析モードで
   は前記バイパス回路を閉止して前記流入回路およ
   び前記流出回路を開放して透析液の前記血液透析
   器への供給排出を行い、除水量補正モードでは、
   前記流入出回路を閉止して前記バイパス回路を開
   放して透析液の前記血液透析器への供給排出を遮
   断する回路切換機構と、前記血液透析器の下流の
   静脈血の圧力を測定する第１圧力センサーと、前
   記透析液流出回路の圧力を測定する第２圧力セン
   サーと、前記流出回路に前記バイパス回路の上流
   側で接続され、予め設定された除水率で前記透析
   液の排出を行う強制除水手段を有する流出回路の
   透析液を強制的に排出するための除水量補正回路
   と、 前記透析モードと前記除水量補正モードとを所
   定時間隔毎に切換制御する制御装置とを具え、 前記制御装置は、前記除水量補正モードでは、
   前記回路切換機構を制御して、透析液が前記血液
   透析器に流れないように前記バイパス回路にバイ
   パスさせた上で、前記除水量補正回路において前
   記強制除水手段により前記流出回路内の透析液を
   所定除水率で強制的に排出した時の前記第１セン
   サーによる静脈血圧と前記第２センサーによる透
   析液圧との間の圧力差を測定し、該圧力差を圧力
   目標値としておよび前記所定除水率とを記憶して
   おき、前記透析モードでは前記回路切換機構を制
   御して透析液を前記流入回路から前記流出回路を
   経て流して前記圧力目標値に応じて透析を行うと
   ともに、透析時の前記第１センサーによる静脈血
   圧と前記第２センサーによる透析液圧との間の圧
   力差を測定し、該圧力差、前記圧力目標値および
   所定除水率から、所定透析時間の除水量を算出す
   るよう構成したことを特徴とする除水量制御装
   置。 ２ 前記回路切換機構は、前記流入回路とバイパ
   ス回路および前記流出回路とバイパス回路にそれ
   ぞれ接続された２個の三方弁で構成してなる特許
   請求の範囲第１項に記載の除水量制御装置。 ３ 前記強制除水手段は、定量ポンプである特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の除水量制
   御装置。 ４ 前記第１および前記第２圧力センサーにより
   測定された圧力値は、複数回の測定値の平均値を
   用いるよう構成した特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の除水量制御装置。