KR101147498B1

KR101147498B1 - 혈액정화장치

Info

Publication number: KR101147498B1
Application number: KR1020077004116A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 다루미; 요시히로 모리; 마사히로 도요다; 도모야 무라카미
Original assignee: 니기소 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2012-05-21
Also published as: JP4868772B2; EP1790363A1; US7537688B2; DE602005020157D1; KR20070049167A; TWI352604B; TW200613017A; EP1790363B1; JP2006087907A; EP1790363A8; WO2006022099A1; EP1790363A4; US20060043007A1

Abstract

수분제거펌프(drainage pump) 등의 혈액농축수단에 의하여 특유의 피크가 부여되었는지 아닌지의 확인을 행할 수 있음과 함께 재순환 혈액의 비율을 구할 때의 파라미터를 감소시켜서, 확실하고도 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있는 것을 과제로 하며,

동맥측 혈액회로(1a) 및 정맥측 혈액회로(1b)로 이루어지는 혈액회로(1)와, 혈액펌프(3)와, 다이얼라이저(dialyzer)(2)와, 급격하고도 단시간의 수분제거를 행함으로써 혈액농도의 변화에 특유의 피크를 부여할 수 있는 수분제거펌프(8)와, 이 특유의 피크를 검출하는 검출수단을 구비하고, 검출수단에서 검출된 특유의 피크에 근거하여, 정맥측 혈액회로(1b)로부터 환자에게 되돌려진 혈액이 다시 동맥측 혈액회로(1a)로 유도되어 흐르는 재순환 혈액을 검출 가능한 혈액정화장치에 있어서, 검출수단은, 동맥측 혈액회로(1a)에 설치된 제1 검출수단(5a)과, 정맥측 혈액회로(1b)에 설치된 제2 검출수단(5b)으로 이루어지는 혈액정화장치.

Description

혈액정화장치{Blood purification apparatus}

본 발명은, 환자의 혈액을 체외 순환시키면서 정화하는 혈액정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 혈액정화요법, 예컨대 투석치료에 있어서는, 환자의 혈액을 체외 순환시키기 위하여 가요성(可撓性) 튜브로 이루어지는 혈액회로가 사용되고 있다. 이 혈액회로는, 환자에게서 혈액을 채취하는 동맥측 천자침(穿刺針)이 선단에 설치된 동맥측 혈액회로와, 환자에게 혈액을 되돌려주는 정맥측 천자침이 선단에 설치된 정맥측 혈액회로로 주로 이루어지고, 이들 동맥측 혈액회로와 정맥측 혈액회로 사이에 다이얼라이저를 개재시켜, 체외 순환하는 혈액의 정화를 행하고 있다.

이러한 다이얼라이저는, 내부에 복수의 중공사(中空絲)가 마련되어 있고, 각각의 중공사 내부를 혈액이 통과함과 함께, 그 외측(중공사의 외주면과 하우징체의 내주면 사이)에 투석액을 흐르게 할 수 있는 구성으로 되어 있다. 중공사는, 그 벽면에 미소(微小)한 구멍(pore)이 형성되어 혈액정화막을 이루고 있어서, 중공사 내부를 통과하는 혈액의 노폐물 등이 혈액정화막을 투과하여 투석액 내로 배출됨과 함께, 노폐물이 배출되어 정화된 혈액이 환자의 체내로 되돌아가도록 되어 있다. 또한, 투석장치 내에는, 환자의 혈액으로부터 수분을 제거하기 위한 수분제거펌 프(drainage pump)가 설치되어 있어서, 투석치료시에 수분제거가 행하여지도록 구성되어 있다.

그런데, 예컨대 동맥측 천자침 및 정맥측 천자침을 환자의 션트(shunt)(외과수술에 의하여 동맥과 정맥을 연결시킨 부위) 및 그 주변에 천자하여 체외 순환을 행하게 할 때, 그 정맥측 천자침으로부터 정화되어서 환자의 체내에 되돌려진 혈액이, 환자의 장기 등을 경유하지 않고 다시 동맥측 천자침으로부터 도입되어 버리는 혈액 재순환이 발생하는 경우가 있다. 이러한 혈액 재순환이 발생하면, 정화한 혈액을 또 체외 순환시키게 되어, 그만큼 정화가 필요한 혈액의 체외 순환량이 감소하므로, 혈액정화 효율이 악화되어 버린다는 문제가 생겨 버린다.

그런데 종래부터, 수분제거펌프를 급격하게 또한 단시간만 구동시킴으로써 체외 순환하는 혈액 농도의 변화에 특유의 피크를 부여하고, 이를 표식으로 하여서 혈액 재순환을 검출할 수 있는 투석장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이러한 문헌에서 개시된 투석장치에 의하면, 혈액농도를 검출하는 센서(헤모글로빈 농도를 검출하는 센서)가 동맥측 혈액회로에 설치되어 있고, 이러한 센서에서 특유의 피크를 검출함으로써 투석치료 중에 있어서의 혈액 재순환을 검지할 수 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공표 2000-502940호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 상기 종래의 혈액정화장치에 있어서는, 동맥측 혈액회로에 설치된 1개의 센서에서 혈액농도를 검출하고, 그 변화량에 근거하여 재순환 혈액을 검출하므로, 이하와 같은 문제가 있었다. 즉, 수분제거펌프에 어떠한 문제가 있어 혈액농도에 특유의 피크를 부여할 수 없었을 경우, 재순환 혈액이 생기고 있어도 센서에 의한 특유의 피크의 검출은 없어서, 혈액정화 효율이 악화된 채로의 치료가 행하여져 버린다는 문제가 있었다.

또한, 동맥측 혈액회로를 흐르는 혈액에 있어서의 재순환 혈액의 비율을 구하고자 한 경우, 센서에 의한 검출값(혈액농도의 변화)이나 혈액펌프에 의한 혈액유량의 파라미터 이외에, 수분제거유량 등의 파라미터가 필요하게 되어, 오차가 커져 버린다는 문제도 있었다. 즉, 재순환 혈액의 비율을 구할 때의 파라미터가 많을수록, 각각의 파라미터의 오차의 영향이 커져서, 연산값의 신뢰도가 저하되어 버리는 것이다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 혈액농축수단에 의하여 특유의 피크가 부여되었는지 아닌지의 확인을 행할 수 있음과 함께 재순환 혈액의 비율을 구할 때의 파라미터를 감소시켜서, 확실하고도 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있는 혈액정화장치를 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

청구항 1 기재의 발명은, 채취한 환자의 혈액을 체외 순환시키기 위하여 동맥측 혈액회로 및 정맥측 혈액회로로 이루어지는 혈액회로와, 상기 동맥측 혈액회로에 설치된 혈액펌프와, 상기 동맥측 혈액회로와 정맥측 혈액회로 사이에 접속되고, 이 혈액회로를 흐르는 혈액을 정화하는 혈액정화수단과, 급격하고도 단시간의 혈액의 농축을 행함으로써 혈액농도의 변화에 특유의 피크를 부여할 수 있는 혈액농축수단과, 이 혈액농축수단에서 부여된 특유의 피크를 검출하는 검출수단을 구비하고, 상기 검출수단에서 검출된 특유의 피크에 근거하여, 상기 정맥측 혈액회로로부터 환자에게 되돌려진 혈액이 다시 상기 동맥측 혈액회로로 유도되어 흐르는 재순환 혈액을 검출 가능한 혈액정화장치에 있어서, 상기 검출수단은, 상기 동맥측 혈액회로에 설치된 제1 검출수단과, 상기 정맥측 혈액회로에 설치된 제2 검출수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 기재의 발명은, 청구항 1 기재의 혈액정화장치에 있어서, 상기 제1 검출수단 및 제2 검출수단에 의하여 검출된 특유의 피크를 비교하여, 상기 동맥측 혈액회로를 흐르는 혈액 중의 재순환 혈액이 차지하는 비율을 연산 가능한 연산수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 3 기재의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2 기재의 혈액정화장치에 있어서, 상기 제1 검출수단 및 제2 검출수단은, 상기 동맥측 혈액회로 및 정맥측 혈액회로를 흐르는 혈액의 헤마토크릿값을 검출하는 헤마토크릿 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 4 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 혈액정화장치에 있어서, 상기 제2 검출수단은, 상기 혈액정화수단의 근방에 설치된 것을 특징으로 한다.

청구항 5 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 혈액정화장치에 있어서, 상기 혈액농축수단은, 상기 혈액정화수단을 흐르는 혈액으로부터 수분을 뽑아내어 수분제거하는 수분제거수단으로 이루어짐과 함께, 환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값을 측정하고, 이 혈액지표값에 근거하여 상기 수분제거수단에 의한 최적수분제거량을 결정하여 혈액농도의 변화량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6 기재의 발명은, 청구항 5 기재의 혈액정화장치에 있어서, 상기 혈액정화수단은, 투석막을 통하여 투석액을 도입 또는 도출하는 다이얼라이저로 이루어지고, 상기 혈액지표값은, 환자 혈액의 헤마토크릿값, 상기 정맥측 혈액회로를 흐르는 혈압인 정맥압, 또는 상기 다이얼라이저로부터 도출(導出)된 투석액의 압력인 투석액압으로부터 유도되는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

청구항 1의 발명에 의하면, 동맥측 혈액회로에 설치된 제1 검출수단 뿐만이 아니라, 정맥측 혈액회로에 제2 검출수단을 구비하고 있으므로, 혈액농축수단에 의하여 특유의 피크가 부여되었는지 아닌지의 확인을 행할 수 있음과 함께 재순환 혈액의 비율을 구할 때의 파라미터를 감소시켜서, 확실하고도 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 연산수단에 의하여, 제1 검출수단 및 제2 검출수단에서 검출된 특유의 피크를 비교하여, 동맥측 혈액을 흐르는 혈액 중의 재순환 혈액이 차지하는 비율을 연산하므로, 혈액유량이나 수분제거유량 등 다른 파라미터에 근거하여 재순환 혈액의 비율을 구하는 것에 비하여, 오차가 적고, 보다 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 제1 검출수단 및 제2 검출수단이 헤마토크릿 센서로 이루어지므로, 특유의 피크의 검출을 보다 양호하게 행하게 할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 제2 검출수단이 혈액정화수단의 근방에 설치되었으므로, 수분제거수단에서 부여된 특유의 피크를 보다 빨리 검출할 수 있어서, 보다 정밀도 좋게 재순환 혈액의 검출을 행하게 할 수 있다.

청구항 5 및 청구항 6의 발명에 의하면, 환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값을 측정하고, 이 혈액지표값에 근거하여 수분제거수단에 의한 최적수분제거량을 결정하여 혈액농도의 변화량을 제어하므로, 환자의 혈액상태에 따른 수분제거량으로 재순환을 측정할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 혈액정화장치를 나타낸 전체 모식도.

도 2는, 동(同) 혈액정화장치에 있어서의 투석장치 본체를 나타낸 모식도.

도 3은, 동 혈액정화장치에 있어서의 수분제거펌프(drainage pump)의 제어를 나타낸 그래프로서, 수분제거를 급격하고도 단시간에 행하는 것을 나타낸 그래프.

도 4는, 동 혈액정화장치에 있어서의 제2 검출수단에서 검출되는 헤마토크릿 값의 변화를 나타낸 그래프.

도 5는, 동 혈액정화장치에 있어서의 제1 검출수단에서 검출되는 헤마토크릿값의 변화(재순환이 있는 경우)를 나타낸 그래프.

도 6은, 동 혈액정화장치에 있어서의 제1 검출수단, 제2 검출수단, 연산수단 및 표시수단의 접속관계를 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 혈액회로

1a : 동맥측 혈액회로

1b : 정맥측 혈액회로

2 : 다이얼라이져(dialyzer)(혈액정화수단)

3 : 혈액펌프

4 : 드립 챔버

5a : 제1 검출수단

5b : 제2 검출수단

6 : 투석장치 본체

7 : 투석액 공급장치

8 : 수분제거펌프(drainage pump)(혈액농축수단)

9 : 가온기(加溫器)

10 : 탈기(脫氣)수단

11 : 연산수단

12 : 표시수단

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

본 실시예에 관련된 혈액정화장치는, 환자의 혈액을 체외 순환시키면서 정화하기 위한 것으로서, 투석치료에서 사용되는 투석장치에 적용된 것이다. 이러한 투석장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 혈액정화수단으로서의 다이얼라이저(2)가 접속된 혈액회로(1), 다이얼라이저(2)에 투석액을 공급하면서 수분제거하는 투석장치 본체(6)로 주로 구성되어 있다. 혈액회로(1)는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 가요성(可撓性; flexible) 튜브로 이루어지는 동맥측 혈액회로(1a) 및 정맥측 혈액회로(1b)로 주로 구성되고 있고, 이들 동맥측 혈액회로(1a)와 정맥측 혈액회로(1b) 사이에 다이얼라이저(2)가 접속되어 있다.

동맥측 혈액회로(1a)에는, 그 선단에 동맥측 천자침(a)가 접속되어 있음과 함께, 도중에 훑기형 혈액펌프(3), 및 제1 검출수단(5a)이 설치되어 있다. 한편, 정맥측 혈액회로(1b)에는, 그 선단에 정맥측 천자침(b)이 접속되어 있음과 함께, 도중에 제2 검출수단(5b) 및 거품제거용 드립 챔버(4)가 접속되어 있다.

그리고, 동맥측 천자침(a) 및 정맥측 천자침(b)을 환자에게 천자(穿刺)한 상태에서, 혈액펌프(3)를 구동시키면, 환자의 혈액은, 동맥측 혈액회로(1a)를 지나서 다이얼라이저(2)에 이르고, 이 다이얼라이저(2)에 의하여 혈액정화가 실시되고, 드립 챔버(4)에서 거품제거가 이루어지면서 정맥측 혈액회로(1b)를 지나서 환자의 체내에 되돌아온다. 즉, 환자의 혈액을 혈액회로(1)에서 체외 순환시키면서 다이얼라이저(2)에서 정화하는 것이다.

다이얼라이저(2)는, 그 하우징부에, 혈액 도입포트(2a), 혈액 도출포트(2b), 투석액 도입포트(2c) 및 투석액 도출포트(2d)가 형성되어 있고, 이 중 혈액 도입포트(2a)에는 동맥측 혈액회로(1a)의 기단(基端)이, 혈액 도출포트(2b)에는 정맥측 혈액회로(1b)의 기단이 각각 접속되어 있다. 또한, 투석액 도입포트(2c) 및 투석액 도출포트(2d)는, 투석장치 본체(6)로부터 연장 설치된 투석액 도입라인(L1) 및 투석액 배출라인(L2)과 각각 접속되어 있다.

다이얼라이저(2) 내에는, 복수의 중공사가 수용되어 있고, 이 중공사 내부가 혈액의 유로(流路)가 됨과 함께, 중공사 외주면과 하우징부의 내주면 사이가 투석액의 유로로 되어 있다. 중공사에는, 그 외주면과 내주면을 관통한 미소(微少)한 구멍(포어(pore))이 다수 형성되어 중공사막을 형성하고 있고, 이 막을 통하여 혈액 중의 불순물 등이 투석액 내로 투과할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 투석장치 본체(6)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 투석액 도입라인(L1) 및 투석액 배출라인(L2)에 걸쳐서 형성된 복식(複式)펌프(P)와, 투석액 배출라인(L2)에 있어서 복식펌프(P)를 우회하여 접속된 바이패스 라인(L3)과, 이 바이패스 라인(L3)에 접속된 수분제거펌프(8)(혈액농축수단)으로 주로 구성되어 있다. 그리고, 투석액 도입라인(L1)의 일단(一端)이 다이얼라이저(2)(투석액 도입포트(2c)) 에 접속됨과 함께, 타단(他端)이 소정 농도의 투석액을 조제하는 투석액 공급장치(7)에 접속되어 있다.

또한, 투석액 배출라인(L2)의 일단은, 다이얼라이저(2)(투석액 도출포트(2d))에 접속됨과 함께, 타단이 도시하지 않은 폐액(廢液)수단과 접속되고 있어서, 투석액 공급장치(7)로부터 공급된 투석액이 투석액 도입라인(L1)을 지나서 다이얼라이저(2)에 이른 후, 투석액 배출라인(L2) 및 바이패스 라인(L3)을 통하여 폐액수단에 보내지도록 되어 있다. 여기서, 동(同) 도면 중 부호 9 및 10은, 투석액 도입라인(L1)에 접속된 가온기(加溫器) 및 탈기(脫氣)수단을 나타내고 있다.

수분제거펌프(8)는, 다이얼라이저(2) 속을 흐르는 환자의 혈액으로부터 수분을 제거하기 위한 것인다. 즉, 이러한 수분제거펌프(8)를 구동시키면, 복식펌프(P)가 정량형이므로, 투석액 도입라인(L1)으로부터 도입되는 투석액량보다도 투석액 배출라인(L2)으로부터 배출되는 액체의 용량이 많아지고, 그 많은 용량만큼 혈액 속에서 수분이 제거되는 것이다. 여기서, 이러한 수분제거펌프(8) 이외의 수단(예컨대 이른바 밸런싱 챔버 등을 이용하는 것)으로 환자의 혈액으로부터 수분을 제거하도록 하여도 좋다.

여기서, 본 실시예의 혈액농축수단으로서의 수분제거펌프(8)는, 투석치료에 필요한 수분제거를 행하는 이외에, 급격하고도 단시간의 수분제거를 행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 투석치료 중에 행하여지는 일정 속도의 수분제거를 일단 중지하고(단, 체외 순환은 행하여지고 있다), 측정한 헤마토크릿값이 안정되었을 때, 수분제거펌프(8)를 급격하고도 단시간 구동하여 수분제거를 행하도록 함으로써, 그동 안의 혈액농도(헤마토크릿값)의 변화에 특유의 피크를 부여할 수 있도록 구성되어 있는 것이다. 여기서, 본 발명에 있어서의 「급격하고도 단시간」이라 함은, 회로를 경유한 후에 있어서 부여한 펄스를 확인할 수 있을 정도의 크기 및 시간을 말하고, 「특유」라 함은, 펌프의 변동이나 환자의 체동(몸 움직임)에 의한 다른 요인에 의한 변동 패턴과 구별할 수 있는 것을 말한다.

보다 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 시간 t1에서 일정 속도의 수분제거(통상의 수분제거)를 정지하고, 그 후 측정하고 있는 헤마토크릿의 값이 안정된 시간 t2가 되었을 때에 수분제거펌프(8)를 통상보다 고속으로 시간 t3까지 구동시킨다. 이러한 시간 t2에서 시간 t3까지는 미소(微小)시간으로 되어 있다. 이로써, 통상의 수분제거에 비하여, 급격하고도 단시간의 수분제거를 행할 수 있어서, 예컨대 도 4에서 나타낸 바와 같은, 헤마토크릿값에 있어서 특유의 피크를 부여할 수 있다.

제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)은, 동맥측 혈액회로(1a) 및 정맥측 혈액회로(1b)에 각각 설치되어, 이들 회로를 흐르는 혈액의 농도(구체적으로는 헤마토크릿값)를 검출하는 것이다. 이들 제1 검출수단 및 제2 검출수단(5a 및 5b)은, 헤마토크릿 센서로 이루어지는 것으로서, 이러한 헤마토크릿 센서는, 예컨대 LED 등의 발광소자 및 포토다이오드 등의 수광소자를 구비하며, 발광소자로부터 혈액에 광을 조사함과 함께, 그 투과한 광 혹은 반사한 광을 수광소자에서 수광함으로써, 환자의 혈액농도를 나타내는 헤마토크릿값을 검출하는 것이다.

구체적으로는, 수광소자로부터 출력된 전기신호에 근거하여, 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 구한다. 즉, 혈액을 구성하는 적혈구나 혈장 등의 각 성분은, 각각 고유한 흡광(吸光) 특성을 가지고 있으며, 이 성질을 이용하여 헤마토크릿값을 측정하는데 필요한 적혈구를 전자광학적으로 정량화함으로써 그 헤마토크릿값을 구할 수 있는 것이다. 보다 구체적으로는, 발광소자로부터 조사된 근적외선은, 혈액에 입사하여 흡수(吸收)와 산란(散亂)의 영향을 받아, 수광소자에서 수광된다. 그 수광된 광의 강약(强弱)으로부터 광의 흡수산란율을 해석하여, 헤마토크릿값을 산출하는 것이다.

상기와 같이 구성된 제1 검출수단(5a)은, 동맥측 혈액회로(1a)에 설치되어 있으므로, 투석치료 중에 있어서의 동맥측 천자침(a)을 통하여 환자에게서 채취한 혈액의 헤마토크릿값을 검출함과 함께, 제2 검출수단(5b)은, 정맥측 혈액회로(1b)에 설치되어 있으므로, 다이얼라이저(2)에서 정화되어, 환자에게 되돌아오는 혈액의 헤마토크릿값을 검출하는 것이 된다. 즉, 수분제거펌프(8)에서 부여된 특유의 피크는, 먼저 제2 검출수단(5b)에서 검출(도 4 참조)되고, 그 후, 그 혈액이 다시 동맥측 혈액회로(1a)에 이르러 재순환이 있을 경우, 그 재순환 혈액에 잔존한 특유의 피크를 제1 검출수단(5a)이 검출(도 5 참조)할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 제2 검출수단(5b)에 의하여 수분제거펌프(8)에 의한 특유의 피크의 부여가 있었는지 아닌지의 확인을 행할 수 있음과 함께, 제1 검출수단(5a)에 의하여 재순환 혈액의 유무를 검출할 수 있다. 즉, 수분제거펌프(8)에 의하여 특유의 피크가 부여되었는지 아닌지의 확인을 행할 수 있으므로, 동맥측 혈액회로에만 검출수단이 설치된 것에 비하여, 확실하고도 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 투석장치 본체(6)에 설치된 연산수단(11)과 전기적으로 접속되어 있고, 이 연산수단(11)은 액정화면 등의 표시수단(12)과 전기적으로 접속되어 있다. 연산수단(11)은, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 구성된 것으로서, 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)에서 검출된 헤마토크릿값(특유의 피크)을 비교하여, 동맥측 혈액회로(1a)를 흐르는 혈액 중의 재순환 혈액이 차지하는 비율을 연산 가능한 것이다.

구체적으로는, 혈액 재순환이 있는 경우에, 수분제거펌프(8)에 의하여 특유의 피크를 부여한 다음, 그 혈액이 제2 검출수단(5b)에 이르기까지의 시간(도 4에 있어서의 시간 t5) 및 재순환하여 제1 검출수단(5a)에 이르기까지의 시간(도 5에 있어서의 t7)을 예측하여 두고, 수분제거펌프(8)에 의한 특유의 피크의 부여 후, 시간 t5 경과했을 때에 제2 검출수단(5b)에 의하여 검출된 헤마토크릿값과, 시간 t7 경과했을 때에 제1 검출수단(5a)에 의하여 검출된 헤마토크릿값을 연산수단(11)이 비교한다.

이와 같이, 혈액이 제2 검출수단(5b)에 이르기까지의 시간(t5), 및 재순환하여 제1 검출수단(5a)에 이르기까지의 시간(t7)을 예측함으로써, 심폐(心肺) 재순환(정화된 혈액이 심장이나 폐만을 지나고, 다른 조직이나 장기 등을 지나지 않고 체외로 인출되어 버리는 현상)과, 계측대상인 재순환을 판별할 수 있다. 한편, 이러한 방법을 대신하여, 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)에서 검출되는 헤마토크릿값이 소정의 수치를 넘은 것을 연산수단(11)으로 인식시키고, 그 수치를 넘 은 헤마토크릿값끼리 비교하도록 하여도 좋다.

그리고, 도 4 및 도 5에서 나타낸 바와 같은 시간－헤마토크릿값의 그래프에 근거하여, 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)의 헤마토크릿값의 변화를 구하여, 상기와 같이 비교될 시간의 부분(변화부분)의 면적을 적분법 등 수학적 방법으로 연산한다. 예컨대, 제2 검출수단(5b)에 의한 변화부분(도 4에 있어서의 t5에서 t6까지의 부분)의 면적을 Sv, 제1 검출수단(5a)에 의한 변화부분(도 5에 있어서의 t7에서 t8까지의 부분)의 면적을 Sa라고 하면, 재순환 혈액의 비율(재순환율)(Rrec)는, 이하와 같이 연산식으로 구하여진다.

여기서, 제1 검출수단(5a)에 의한 변화부분의 시간(t7에서 t8까지의 시간간격)은, 특유의 피크가 부여된 혈액이 제2 검출수단(5b)으로부터 제1 검출수단(5a)까지 흐르는 과정에 있어서 확산되는 것을 고려하여, 제2 검출수단(5b)에 의한 변화부분의 시간(t5에서 t6까지의 시간간격)보다 크게 설정되어 있다. 구하여진 재순환 혈액의 비율은, 투석장치 본체(6)에 설치된 표시수단(12)에 표시되어, 의사 등 의료종사자가 눈으로 확인할 수 있도록 되어 있다. 다만, 혈액 재순환이 없는 경우는, 상기 Sa가 0이 되므로, 재순환 혈액의 비율로서 표시되는 수치는 0(％)이 된다. 이로써, 혈액 재순환의 유무 뿐 아니라, 그 비율까지도 의료종사자에게 인식시킬 수 있어서, 그 후의 처치(혈액 재순환을 억제하기 위하여 천자침을 다시 천자하거나 혹 션트(shunt)의 형성을 올바르게 하는 등의 조치)의 참고로 할 수 있다.

따라서, 혈액유량이나 수분제거유량 등 다른 파라미터에 근거하여 재순환 혈액의 비율을 구하는 것에 비하여, 오차가 적고, 보다 정밀도 좋게 혈액 재순환의 검출을 행할 수 있다. 즉, 혈액유량이나 수분제거유량은, 일반적으로 혈액펌프나 수분제거펌프의 구동속도로부터 도출되는 것이므로, 구동속도와 실제의 유량에 오차가 생기기 쉽게 되어 있어, 이들을 파라미터로 하여 재순환 혈액의 비율을 연산하면 오차가 커져서, 정밀도가 악화되어 버리는 것과 대비하여, 본 실시예에 있어서는, 이들 유량을 파라미터로 하지 않으므로 오차를 억제할 수 있는 것이다.

또한, 혈액농축시간 및 계측시간이 짧으므로, 환자에 대한 부담을 작게 억제할 수 있음과 함께, 체외 순환 회로 등을 변경하지 않고 기존회로를 그대로 사용하여, 치료 중에 혈액 재순환을 검출할 수 있다. 본 검출조작을 1회의 투석치료에서 한꺼번에 함으로써, 치료 자체에 대한 영향(투석시간의 연장 등)을 억제할 수 있음과 함께 환자에 대한 영향(육체적 및 정신적 부담)을 작게 할 수 있다. 또한, 인디케이터(표식) 등의 주입이 필요 없으므로, 포트 등으로부터의 주입에 의한 불순물 혼입이나 감염을 방지할 수 있음과 함께, 혈액 재순환의 검출을 위한 표식의 부여를 기존의 다이얼라이저(2)에서 행하므로, 인디케이터 주입 포트나 주입수단이 불필요하다. 또한, 혈액 재순환 검출의 자동화도 가능하여, 메뉴얼(수동)로 행하는 것에 비하여, 작업자에 의한 결과의 편차를 억제할 수 있다.

그리고 또한, 제1 검출수단(5a), 제2 검출수단(5b)의 2개를 사용함으로써, 수분제거하지 않는 상태에서 양자의 검출값을 비교할 수 있고, 이들의 교정을 자동적으로 행할 수 있다. 여기서, 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)이 다이얼라 이저(2)의 입구측과 출구측에 각각 설치됨으로써, 다이얼라이저(2)의 수분제거 성능을 감시할 수 있다.

또한, 수분제거펌프(8)에서 부여된 특유의 피크는, 헤마토크릿값의 변화로서 현저하게 나타나므로, 본 실시예와 같이 제1 검출수단(5a) 및 제2 검출수단(5b)을 헤마토크릿 센서로 구성하면, 이 특유의 피크의 검출을 보다 양호하게 행하도록 할 수 있어, 더욱 정밀도 좋게 재순환 혈액의 검출을 행할 수 있다. 그런데, 본 실시예에 있어서의 제2 검출수단(5b)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다이얼라이저(2)의 근방에 설치되어 있으므로, 수분제거펌프(8)에서 부여된 특유의 피크를 보다 빨리 검출할 수 있고, 혈액 확산의 영향을 받기 어려우므로, 정밀도 좋게 재순환 혈액의 검출을 행할 수 있다.

여기서, 환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값을 측정하고, 이 혈액지표값에 근거하여 수분제거펌프(8)(혈액농축수단으로서의 수분제거수단)에 의한 최적수분제거량(최적인 수분제거속도를 포함한다)을 결정하여, 혈액 재순환을 검출하기 위한 혈액농도의 변화량을 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 혈액 재순환의 검출을 행하기 위하여 수분제거펌프(8)에 의하여 급격하고도 단시간의 혈액의 농축을 행하여, 혈액농도의 변화에 특유의 피크를 부여할 때, 특히 투석치료 후반에 있어서는, 환자의 혈액농도(헤마토크릿값)이 과도하게 상승하는 경우가 있다.

이러한 문제를 회피하기 위하여, 투석치료 중의 환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값을 측정하고, 그 측정된 혈액지표값으로부터 최적 수분제거량(혈액농도의 과도한 상승을 억제하기 위한 환자의 혈액상태에 따른 수분제거량)을 결정함과 함께, 수분제거펌프(8)의 구동을 제어하여, 급격하고도 단시간의 혈액의 농축을 행하게 할 때의 혈액농도의 변화량을 제어하고 있다. 이로써, 투석치료시에 있어서의 임의의 타이밍에서 혈액 재순환의 검출을 행하게 할 수 있다.

환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값은, 환자의 혈액농도(헤마토크릿값이나 헤모글로빈 농도 등) 그 자체이어도 좋고, 혹은 정맥측 혈액회로(1b)를 흐르는 혈압인 정맥압(예컨대, 드립 챔버(4)의 공기층의 압력으로부터 구하여지는 정맥압) 또는 다이얼라이저(2)로부터 도출한 투석액의 압력인 투석액압(투석액 배출라인(L2)에 있어서의 다이얼라이저(2) 직후의 투석액의 액력(液力))으로부터 유도되는 것이어도 좋다.

그런데, 정맥압과 투석액압의 차에 의하여, 다이얼라이저(2) 내의 혈액의 유로와 투석액의 유로 사이의 압력차(다이얼라이저(2)의 중공사막(투석막)에 있어서의 막간 압력차)가 파악되고, 이를 혈액지표값으로 하여 최적 수분제거량을 결정할 때의 정보로 하면, 환자의 혈액의 상태에 대응한 수분제거량으로 할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 막간 압력차는, 체외 순환하는 환자의 혈액 농도에 의하여 변화되므로, 혈액의 농도에 근거하는 혈액지표값이라고 할 수 있다.

구체적으로는, 예컨대 측정된 환자의 혈액농도(막간 압력차로부터 유도된 혈액농도를 포함한다)가 높은 경우는, 급격하고도 단시간의 혈액의 농축을 행하게 할 때의 혈액농도의 변화량을 작게 하고, 그 환자의 혈액농도(위와 같음)가 낮은 경우는, 그 혈액농도의 변화량을 크게 하도록 수분제거펌프(8)의 구동을 제어함으로써, 환자의 혈액농도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.

이상, 본 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 급격하고도 단시간의 수분제거에 의하여 부여된 특유의 피크를 검출할 수 있는 것이라면, 헤마토크릿 센서 이외(예컨대 헤모글로빈 농도를 검출하는 센서나 단백질 등의 농도를 검출하는 센서 등)의 것으로 제1 검출수단 및 제2 검출수단을 구성하여도 좋다. 또한, 제1 검출수단 및 제2 검출수단은, 각각 동맥측 혈액회로 및 정맥측 혈액회로라면 어느 부위에 설치하도록 하여도 좋다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 급격하고도 단시간의 수분제거를 행함으로써 혈액농도의 변화에 특유의 피크를 부여하는 혈액농축수단으로서 수분제거펌프를 적용하고 있지만, 수분제거펌프 이외의 것으로 혈액을 농축할 수 있는 것이라면 다른 것이어도 좋다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 연산수단에 의하여 재순환 혈액의 비율(재순환율)을 연산하고 있지만, 제2 검출수단(5b)에서 특유의 피크가 부여되었는지 아닌지의 확인만을 행하면서 제1 검출수단(5a)에서 혈액 재순환의 유무만을 검지하는 것으로 하고, 연산수단을 구비하지 않은 것으로 하여도 좋다. 그리고 또한, 재순환 혈액의 비율이 소정의 수치를 넘었을 때에 경보 등을 울려서, 의료종사자의 주의를 촉구하도록 하여도 좋다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 투석장치 본체(6)가 투석액 공급기구가 내장되지 않은 투석감시장치로 이루어지는 것이지만, 투석액 공급기구가 내장된 개인용 투석장치에 적용하도록 하여도 좋다.

동맥측 혈액회로에 설치된 제1 검출수단과, 정맥측 혈액회로에 설치된 제2 검출수단을 구비하고, 이들에 의하여 혈액농축수단에서 부여된 특유의 피크를 검출할 수 있는 혈액정화장치이면, 체외 순환시키면서 혈액정화를 행하는 다른 치료(혈액여과요법이나 혈액여과 투석요법 등)에서 사용되는 것 혹은 다른 기능이 부가된 것에도 적용할 수 있다.

Claims

채취한 환자의 혈액을 체외 순환시키기 위하여 동맥측 혈액회로 및 정맥측 혈액회로로 이루어지는 혈액회로와,

상기 동맥측 혈액회로에 설치된 혈액펌프와,

상기 동맥측 혈액회로와 정맥측 혈액회로 사이에 접속되고, 그 혈액회로를 흐르는 혈액을 정화하는 혈액정화수단과,

급격하고도 단시간의 혈액 농축을 행함으로써 혈액농도의 변화에 특유의 피크를 부여할 수 있는 혈액농축수단과,

이 혈액농축수단에서 부여된 특유의 피크를 검출하는 검출수단,

을 구비하고, 상기 검출수단에서 검출된 특유의 피크에 근거하여, 상기 정맥측 혈액회로로부터 환자에게 되돌려진 혈액이 다시 상기 동맥측 혈액회로로 유도되어 흐르는 재순환 혈액을 검출 가능한 혈액정화장치에 있어서,

상기 검출수단은, 상기 동맥측 혈액회로에 설치된 제1 검출수단과, 상기 정맥측 혈액회로에 설치된 제2 검출수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 검출수단 및 제2 검출수단에 의하여 검출된 특유의 피크를 비교하여, 상기 동맥측 혈액회로를 흐르는 혈액 중의 재순환 혈액이 차지하는 비율을 연 산 가능한 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 검출수단 및 제2 검출수단은, 상기 동맥측 혈액회로 및 정맥측 혈액회로를 흐르는 혈액의 헤마토크릿값을 검출하는 헤마토크릿 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제2 검출수단은, 상기 혈액정화수단의 근방에 설치된 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 혈액농축수단은, 상기 혈액정화수단을 흐르는 혈액으로부터 수분을 뽑아내어 수분제거하는 수분제거수단으로 이루어짐과 함께, 환자의 혈액농도에 근거하는 혈액지표값을 측정하고, 이 혈액지표값에 근거하여 상기 수분제거수단에 의한 최적 수분제거량을 결정하여 혈액농도의 변화량을 제어하는 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.
청구항 5에 있어서,

상기 혈액정화수단은, 투석막을 통하여 투석액을 도입 또는 도출하는 다이얼 라이저로 이루어지고, 상기 혈액지표값은, 환자의 혈액의 헤마토크릿값, 상기 정맥측 혈액회로를 흐르는 혈압인 정맥압, 또는 상기 다이얼라이저로부터 도출한 투석액의 압력인 투석액압으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 혈액정화장치.