KR20050025299A

KR20050025299A - 헤마토크릿 센서

Info

Publication number: KR20050025299A
Application number: KR1020047017438A
Authority: KR
Inventors: 모리요시히로; 오이시다카유키
Original assignee: 니기소 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-03-14
Also published as: TW200403085A; JP4129867B2; KR100975119B1; CN1578683A; EP1529544A4; CN100486649C; JP2004097782A; WO2004009154A1; TWI310318B; EP1529544A1; US7381195B2; US20040067594A1; EP1529544B1

Abstract

혈액유로를 구성하는 가요성(可撓性) 튜브의 변형 등을 회피하며, 또한, 소형화를 도모함과 동시에, 보다 정확하게 헤마토크릿값을 측정할 수 있는 헤마토크릿 센서를 제공한다.

혈액회로(1)에 설치되어, 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 측정하기 위한 헤마토크릿 센서에 있어서, 혈액회로(1)의 일부를 끼워 맞출 수 있는 홈(11a)이 형성된 하우징 바디부(11)와, 이 하우징 바디부(11)의 홈(11a) 내에 형성된 슬릿(12)과, 하우징 바디부(11) 내에 설치되어, 슬릿(12)을 통하여 혈액회로(1)를 향한 위치에 설치된 발광소자(13) 및 수광소자(14)를 구비하고, 발광수단(13)으로부터 혈액회로(1) 속을 흐르는 혈액에 광을 조사함과 함께, 그 반사광을 수광수단(14)에서 받을 수 있는 것이다.

Description

헤마토크릿 센서{Hematocrit sensor}

본 발명은, 환자의 혈액을 체외(體外) 순환시키면서 정화시키는 혈액정화장치의 혈액유로(流路)에 설치되어, 그 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿 농도를 측정하기 위한 헤마토크릿 센서에 관한 것이다.

일반적으로, 투석치료에 있어서는, 환자의 혈액을 체외 순환시키기 위하여 가요성(可撓性) 튜브로 주로 구성된 혈액회로를 사용한다. 이 혈액회로는, 환자로부터 혈액을 채취하는 동맥측 천자침(穿刺針)이 선단(先端)에 설치된 동맥측 혈액회로와, 환자에게 혈액을 되돌려주는 정맥측 천자침이 선단에 설치된 정맥측 혈액회로로 주로 이루어지며, 이들 동맥측 혈액회로와 정맥측 혈액회로의 사이에 다이얼라이저(dialyzer; 투석기)를 개재시킬 수 있는 것이다.

또한, 동맥측 혈액회로에는, 훑기(튜브)형 혈액펌프가 설치되어, 이 혈액펌프를 구동시킴으로써 동맥측 천자침으로부터 환자의 혈액을 채취하고, 동맥측 혈액회로, 다이얼라이저 및 정맥측 혈액회로에서 체외 순환시킬 수 있도록 되어 있다. 이러한 다이얼라이저의 내부에는, 복수의 중공사(中空絲)가 설치되어 있어서, 각각의 중공사의 내부를 혈액이 유통할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 다이얼라이저의 하우징 바디에는 투석액 도입 포트 및 투석액 도출 포트가 돌출 형성되어 있어서, 이들 포트에 투석장치가 접속될 수 있도록 되어 있다. 그리고, 투석장치로부터 투석액 도입 포트를 통하여 소정 농도의 투석액이 공급됨과 동시에, 이 투석액이 중공사의 외부(즉, 중공사의 외주면과 하우징 바디의 내주면 사이)를 통과한 후, 투석액 도출 포트를 통하여 배출되도록 구성되어 있다.

그런데, 중공사의 벽면에는, 미소한 홀(작은 구멍(pore))이 형성되어 혈액정화 막(膜)을 이루고 있어서, 중공사 내부를 통과하는 혈액의 노폐물 등이 혈액정화막을 통과하여 투석액 내에 배출됨과 동시에, 노폐물 등이 배출되어 청정화된 혈액이 환자의 체내에 되돌아오도록 되어 있다. 그런데, 투석장치 내에는, 환자의 혈액으로부터 수분을 제거하기 위한 수분제거펌프가 설치되어 있어서, 투석치료시에 수분제거가 행하여지도록 구성되어 있다.

이러한 수분제거시에 있어서 제거할 수분량(수분제거속도)는, 수분제거펌프의 구동을 제어함으로써 행하여지는 것이지만, 급격 혹은 과도한 수분제거를 행하면, 환자의 순환 혈액량을 과잉으로 감소시켜서, 그에 따라 혈액저하나 쇼크 등을 일으킬 우려가 있는 한편, 수분제거속도가 느리면, 치료시간 전체가 늘어나 버려서 오히려 환자에게 부담을 강요할 우려가 있었다.

그래서, 종래부터, 예컨대 일본국 특허공개 평11-221275호 공보 및 일본국 특허공개 2001-000540호 공보에서 개시되어 있는 바와 같이, 환자의 혈액상태를 감시하면서 수분제거속도를 제어하는 기술이 제안되어 있다. 이들 종래기술에 있어서의 환자의 혈액상태를 나타내는 파라미터로서, 헤마토크릿값이 이용되고 있다. 이 헤마토크릿값이라는 것은, 혈액의 농도를 나타내는 지표로서, 구체적으로는, 전체 혈액에서 차지하는 적혈구의 용적율로 표시되는 것이다.

통상, 수분제거 중의 헤마토크릿값은, 10∼60％ 정도를 나타내는 것이지만, 환자가 쇼크증상이나 혈압저하를 초래하면 소정치보다 높아지므로, 이러한 파라미터를 투석치료에 있어서의 수분제거시에 리얼타임으로 감시하여, 이에 근거하여 수분제거펌프의 구동을 제어하면, 환자에 대하여 가장 부담이 적은 적절한 수분제거속도로 할 수 있는 것이다. 이와 같은 헤마토크릿값을 측정하는 수단을 헤마토크릿 센서라고 칭하기로 하며, 통상, 발광소자 및 수광소자를 혈액유로(가요성 튜브 등)를 사이에 두고 대치(對峙)시켜서, 발광소자로부터 조사된 광을 수광소자에서 수광함으로써, 혈액에 대한 광의 투과량을 측정하여, 이 측정치에 근거하여 헤마토크릿값을 얻도록 구성되어 있다.

그러나, 종래의 헤마토크릿 센서는, 발광소자 및 수광소자를 혈액유로를 사이에 두고 대치시킨 구성인 소위 투과형의 것이었기 때문에, 헤마토크릿값을 측정하는데는, 발광소자와 수광소자로 혈액유로를 끼운 상태로 할 필요가 있어서, 그 혈액유로가 변형되어 버릴 우려가 있었다. 즉, 투과형 센서에 있어서는, 측정 정밀도를 향상시키기 위해서, 혈액유로를 강하게 사이에 끼워 지지한 상태로 할 필요가 있고, 그 끼워 지지하는 힘 때문에 혈액유로를 구성하는 가요성 튜브가 변형하여, 혈액의 유량이 적어져 버려서 혈액회로에 걸리는 부담이 큰 것이다.

또한, 발광소자를 구비한 하우징 바디와 수광소자를 구비한 하우징 바디를 따로따로 형성하고, 이들을 합치시켜서 하나의 센서로 할 필요가 있으므로, 센서 전체가 대형화되어 버려서, 취급이 곤란해져 버린다는 문제도 있었다.

본 발명은, 이와 같은 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 혈액유로를 구성하는 가요성 튜브의 변형 등을 회피하면서, 또한, 소형화를 도모함과 동시에, 보다 정확하게 헤마토크릿값을 측정할 수 있는 헤마토크릿 센서를 제공하는 것에 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서가 적용되는 혈액회로 및 투석용 감시장치를 나타내는 모식도이고,

도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서가 적용되는 혈액회로에 접속된 투석용 감시장치를 나타내는 모식도이고,

도 3은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서의 외관을 나타내는 정면도, 상면도 및 좌측면도이고,

도 4는, 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 커버부를 연 상태를 나타내는 상면도이고,

도 5는, 도 4에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이고,

도 6은, 본 발명의 제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 발광소자(발광수단) 및 수광소자(수광수단)를 나타내는 모식도이고,

도 7은, 헤마토크릿 센서에 슬릿을 형성하지 않은 것, 슬릿폭 2㎜의 것, 3㎜의 것, 및 4㎜의 것에 있어서의 수광소자에서의 출력전압을 나타내기 위한 그래프이고,

도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서로서, 드립 챔버의 고정수단과 일체화한 것을 나타내는 정면도 및 우측면도이고,

도 9는, 본 발명의 제3 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 커버부를 연 상태를 나타내는 상면도이고,

도 10은, 도 9에 있어서의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도이고,

도 11은, 도 9에 있어서의 A부 확대도이고,

도 12는, 도 11에 있어서의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도이고,

도 13은, 본 발명의 제4 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 수광소자의 출력전압파형을 나타내는 그래프이고,

도 14는, 헤마토크릿값이 혈액의 유속에 의존하는 경우에 있어서, 헤마토크릿값과 수광소자의 출력전압과의 관계를 나타내는 그래프이고,

도 15는, 본 발명의 제5 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 혈액의 유속(QB)이 q1의 관계식의 상수(a)를 이용한 경우의 측정치(H1), 및 실제 헤마토크릿값의 변화가 H2를 나타내는 그래프이고,

도 16은, 본 발명의 제5 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서, 측정계속 중에 있어서의 ta 시점에서, 혈액의 유속(QB)을 q2로부터 q3으로 변경한 경우, 변경 후의 헤마토크릿값의 추이(H4) 및 변경 전의 헤마토크릿값의 추이(H3)를 나타내는 그래프이고,

도 17은, 본 발명의 제6 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서에 있어서의 커버부를 연 상태를 나타내는 상면도이고,

도 18은, 도 17에 있어서의 ⅩⅤⅢ-ⅩⅤⅢ선 단면도이다.

청구항 1 기재의 발명은, 환자의 혈액을 체외(體外) 순환시키면서 정화시키는 혈액정화장치의 혈액유로에 설치되어, 그 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크 릿값을 측정하기 위한 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액유로의 일부를 끼워 맞출 수 있는 홈이 형성된 하우징 바디부와, 이 하우징 바디부의 홈 내에 형성된 슬릿 또는 복수의 홀과, 상기 하우징 바디부 내에 설치되어, 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 통하여 상기 혈액유로를 향한 위치에 설치된 발광수단 및 수광수단을 구비하고, 상기 발광수단으로부터 혈액유로 속을 흐르는 혈액에 광을 조사함과 함께, 그 반사광을 상기 수광수단에서 받을 수 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2 기재의 발명은, 청구항 1 기재의 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 하우징 바디부에 커버부를 설치하고, 이 커버부에 의해 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 상기 홈을 덮어서 헤마토크릿값을 계측할 수 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 기재의 발명은, 청구항 2 기재의 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 커버부가, 상기 하우징 바디부에 대하여 요동가능하게 형성됨으로써, 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 홈을 개방 또는 폐색(閉塞) 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

청구항 4 기재의 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3 기재의 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 커버부가 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 상기 홈을 덮은 상태로 계지(係止)할 수 있는 계지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 5 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 홈에 혈액유로가 끼워 맞춰지며, 또한 상기 커버부가 닫힌 상태인 것을 검지하는 커버부 폐색(閉塞) 검지수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 6 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액유로는, 그 도중에 혈액정화기가 접속되어, 환자의 혈액을 체외(體外) 순환시켜서 투석치료를 행하는 혈액회로로 구성됨과 함께, 측정된 헤마토크릿값에 근거하여, 수분제거를 위한 수분제거펌프, 보액(補液)조건 또는 투석액조건을 제어하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7 기재의 발명은, 청구항 6에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액회로에는, 드립 챔버(drip chamber)가 접속되고, 이 드립 챔버의 고정수단과 상기 하우징 바디부가 일체적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 8 기재의 발명은, 청구항 6에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액회로에 접속된 기포검출기가 상기 하우징 바디부 내에 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 9 기재의 발명은, 청구항 6에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액회로에는, 혈액의 유무를 판별하기 위한 혈액판별기가 접속되고, 이 혈액판별기가 혈액의 흐름을 판별한 시점을 기준으로 헤마토크릿값의 측정을 개시하는 것을 특징으로 한다.

청구항 10 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 슬릿 또는 복수의 홀의 폭 또는 직경을 임의로 조정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 11 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 발광수단을 점멸시켜서, 그 소등시에 있어서의 상기 수광수단으로의 광의 입사량에 근거하여 계측치에 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 12 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나에 기재된 헤마토크릿 센서에 있어서, 상기 혈액유로 속을 흐르는 혈액의 유속에 따라서, 계측되는 헤마토크릿값에 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명의 의하면, 헤마토크릿 센서를 소위 반사형의 것으로 하였기 때문에, 혈액유로를 구성하는 가요성 튜브의 변형 등을 회피하면서, 또한, 소형화를 도모할 수 있다. 더욱이, 발광소자로부터 조사된 광 및 수광소자로 되돌아오는 반사광은, 슬릿 또는 복수의 홀을 지나도록 구성되어 있으므로, 보다 정확하게 헤마토크릿값을 측정할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 하우징 바디부에 커버부를 설치하고, 이 커버부에 의하여 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 상기 홈을 덮어서 헤마토크릿값을 계측할 수 있으므로, 외란광의 영향을 받기 어렵게 할 수 있어서, 보다 정확한 헤마토크릿값을 측정할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 커버부가 하우징 바디부에 대하여 요동가능하게 형성됨으로써, 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 홈을 개방 또는 폐색 가능하게 하였으므로, 헤마토크릿값의 측정시에는, 커버부를 요동하여 닫고서 혈액유로의 일부에 세트할 수 있음과 동시에, 비측정시에는, 커버부를 요동하여 열고서 혈액유로로부터 분리할 수 있다. 따라서, 센서의 혈액유로에 대한 세트 및 분리할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 커버부가 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 홈을 덮은 상태로 계지(係止)할 수 있는 계지수단을 구비하였으므로, 세트 후에 센서가 위치가 어긋나거나 부주의하게 커버부가 열려 버리는 것을 방지할 수 있어서, 보다 확실하게 헤마토크릿값의 측정을 행할 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 커버부 폐색 검지수단에서, 홈에 혈액유로가 끼워 맞춰지고, 또한 커버부가 닫힌 상태인 것을 검지할 수 있으므로, 그 혈액유로의 헤마토크릿 센서로의 세트하는 것을 잊는 것, 및 커버부를 닫는 것을 잊는 것을 방지할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 투석치료에서 사용되는 혈액회로에 헤마토크릿 센서를 설치하고, 투석치료에 있어서의 수분제거속도, 보액(補液)조건 또는 투석액조건을 제어할 수 있으므로, 환자의 용태에 맞는 치료를 행할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 헤마토크릿 센서와 드립 챔버의 고정수단을 일체화하고 있으므로, 이들을 개별적으로 형성한 것에 비하여, 장치구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 보다 소형화를 도모할 수 있다.

청구항 8의 발명에 의하면, 헤마토크릿 센서와 기포검출기를 일체화하고 있으므로, 이들을 개별적으로 형성한 것에 비하여, 장치구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 보다 소형화를 도모할 수 있다.

청구항 9의 발명에 의하면, 헤마토크릿 센서와 혈액판별기를 연동시켜서, 이 혈액판별기가 혈액의 흐름을 판별한 시점을 기준으로 헤마토크릿값의 측정을 개시하므로, 측정할 때마다의 비교를 정확하게 행할 수 있음과 동시에, 헤마토크릿값의 측정을 보다 정확하게 행할 수 있다.

청구항 10의 발명에 의하면, 슬릿 또는 복수의 홀의 폭 또는 직경을 임의로 조정할 수 있으므로, 헤마토크릿값과 수광소자에서의 계측치가 비례관계가 되는 슬릿폭 또는 홀의 직경으로 할 수 있어서, 헤마토크릿값의 보다 정확한 측정을 행할 수 있다. 또한, 가요성 튜브의 상위(相違)에 의한 영향을 고려할 수 있으므로, 헤마토크릿값의 측정오차를 억제할 수 있다.

청구항 11의 발명에 의하면, 발광수단을 점멸시켜서, 그 소등시에 있어서의 수광수단으로의 입사량에 근거하여 계측치에 보정을 행하므로, 외란광에 의한 측정오차를 억제하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있어서, 의료기기로서의 안정성도 향상시킬 수 있다. 또한, 외란광이 슬릿 내에 들어가지 않는 실링구조 등도 간이한 것으로 하거나, 혹은 필요하지 않게 할 수 있으므로, 헤마토크릿 센서 자체의 구조를 간소화할 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 혈액유로 속을 흐르는 혈액의 유속에 따라서, 계측되는 헤마토크릿값에 보정을 행하므로, 혈액의 유속에 근거하는 오차를 억제하여, 보다 정확한 헤마토크릿값의 측정을 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

제1 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 투석치료에서 이용되는 혈액회로(1)의 일부에 설치되어, 이 혈액회로(1) 내를 흐르는 환자의 혈액 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 측정하는 것이다. 이러한 혈액회로(1)는, 가요성 튜브로 이루어지는 동맥측 혈액회로(1a) 및 정맥측 혈액회로(1b)로 주로 구성되어 있고, 이들 동맥측 혈액회로(1a)와 정맥측 혈액회로(1b)의 사이에는, 혈액정화기로서의 다이얼라이저(dialyzer; 2)가 접속되어 있다.

동맥측 혈액회로(1a)에는, 그 선단에 동맥측 천자침(a)이 접속되어 있음과 동시에, 도중에 훑기형 혈액펌프(3)가 설치되어 있다. 한편, 정맥측 혈액회로(1b)에는, 그 선단에 정맥측 천자침(b)이 접속되어 있음과 동시에, 도중에 드립 챔버(drip chamber; 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 이른 후에, 이 다이얼라이저(2)에 의해서 혈액정화가 실시되고, 드립 챔버(4)에서 거품제거가 이루어지면서 정맥측 혈액회로(1b)를 지나서 환자의 체내에 돌아온다. 즉, 환자의 혈액을 혈액회로(1)에서 체외 순환시키면서 다이얼라이저(2)로 정화하는 것이다.

더욱이, 정맥측 혈액회로(1b)에 있어서의 정맥측 천자침(b)의 근방에는, 기포검출기(5)가 설치되어 있다. 이 기포검출기(5)는, 정맥측 혈액회로(1b) 내를 흐르는 혈액에 공기가 혼입되어 있는지 아닌지를 검출하기 위한 것으로서, 예컨대 가요성 튜브를 향하여 초음파를 조사함으로써 검출동작이 행하여지는 센서로 이루어진다. 또한, 기포검출기(5)의 하우징 바디 내에는, 광을 조사하여 혈액의 유무를 판별하기 위한 혈액판별기(미도시)가 형성되어 있다. 이러한 혈액판별기는, 투과형 혹은 반사형의 어느 것이어도 좋다.

다이얼라이저(2)는, 그 하우징 바디부에, 혈액 도입 포트(2a), 혈액 도출 포트(2b), 투석액 도입 포트(2c) 및 투석액 도출 포트(2d)가 형성되어 있고, 이 중 혈액 도입 포트(2a)에는 동맥측 혈액회로(1a)가, 혈액 도출 포트(2b)에는 정맥측 혈액회로(1b)가 각각 접속되어 있다. 또한, 투석액 도입 포트(2c) 및 투석액 도출 포트(2d)는, 투석용 감시장치(6)로부터 연장되어 설치된 투석액 도입 라인(L1) 및 투석액 배출 라인(L2)와 각각 접속되어 있다.

다이얼라이저(2) 내에는, 복수의 중공사가 수용되어 있고, 이 중공사 내부가 혈액의 유로로 되어 있음과 동시에, 중공사 외주면과 하우징 바디부의 내주면의 사이가 투석액의 유로로 되어 있다. 중공사에는, 그 외주면과 내주면을 관통한 미소한 홀(작은 구멍(pore))이 다수 형성되어서 중공사막(膜)을 형성하고 있으며, 이 막을 통하여 혈액 속의 불순물 등이 투석액 내에 투과할 수 있도록 구성되어 있다.

투석용 감시장치(6)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투석액 도입 라인(L1) 및 투석액 배출 라인(L2)에 양쪽에 걸쳐서 형성된 복식(複式) 펌프(P)와, 투석액 배출 라인(L2)에 있어서 복식 펌프(P)를 우회하여 접속된 바이패스 라인(L3)과, 이 바이패스 라인(L3)에 접속된 수분제거펌프(8)로 주로 구성되어 있다. 그리고, 투석액 도입 라인(L1)의 한쪽 끝이 다이얼라이저(2)(투석액 도입 포트(2c))에 접속됨과 동시에, 다른쪽 끝이 소정 농도의 투석액을 조제하는 투석액 공급장치(미도시)에 접속되어 있다.

또한, 투석액 배출 라인(L2)의 한쪽 끝은, 다이얼라이저(2)(투석액 도출 포트(2d))에 접속됨과 동시에, 다른쪽 끝이 도시하지 않은 폐액(廢液)수단과 접속되어 있어서, 투석액 공급장치로부터 공급된 투석액이 투석액 도입 라인(L1)을 지나서 다이얼라이저(2)에 이른 후에, 투석액 배출 라인(L2) 및 바이패스 라인(L3)을 지나서 폐액수단에 보내지도록 되어 있다. 그리고, 동 도면 중 부호 9 및 10은, 투석액 도입 라인(L1)에 접속된 가온기 및 탈기(脫氣)수단을 나타내고 있다.

수분제거펌프(8)는, 다이얼라이저(2) 속을 흐르는 환자의 혈액으로부터 수분을 제거하기 위한 것이다. 즉, 이러한 수분제거펌프(8)를 구동시키면, 복식(複式) 펌프(P)가 정량형이기 때문에, 투석액 도입 라인(L1)으로부터 도입되는 투석액량보다도 투석액 배출 라인(L2)으로부터 배출되는 액체의 용량이 많아지고, 그 많은 용량만큼 혈액 속에서 수분이 제거되는 것이다.

여기서, 본 실시형태에 있어서는, 수분제거 중인 환자의 혈액상태를 감시하기 위하여 동맥측 혈액회로(1a)의 도중에 헤마토크릿 센서(7)가 설치되어 있다. 이 헤마토크릿 센서(7)는, 도3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 하우징 바디부(11)와, 슬릿(12)과, 발광소자(13)(발광수단) 및 수광소자(14)(수광수단)와, 커버부(15)와, 계지수단으로서의 후크(16)로 주로 구성되어 있다.

하우징 바디부(11)은, 헤마토크릿 센서의 본체를 구성하는 수지성형품으로 이루어지는 것으로서, 그 표면에 있어서의 길이방향으로 홈(11a)이 형성되어 있다. 이 홈(11a)은, 혈액유로로서의 가요성(可撓性) 튜브(C)의 일부를 끼워 맞출 수 있는 것으로서, 하우징 바디부(11)의 수지성형시에 만들어 넣어진 것이다. 그리고, 홈(11a)은, 그 폭이 전역(全域)에 걸쳐서 대략 동일한 직선형상의 것이 바람직하다.

또한, 하우징 바디부(11)의 표면에 있어서의 도 4 중 우측에는, 오목부(11b)가 형성되어 있고, 이 오목부(11b)의 내부에는 핀(17)이 고정되어 있다. 한편, 하우징 바디부(11)의 표면에 있어서의 동 도면 중 좌측에는, 커버부(15)를 요동 가능하게 설치하기 위한 볼록부(11c 및 11d)(도 5 참조)가 형성되어 있다.

커버부(15)는, 하우징 바디부(11)의 표면측(홈(11a)이 형성된 면측)을 덮을 수 있는 것으로서, 이 하우징 바디부(11)에 대하여 요동 가능하게 설치되어 있다. 즉, 하우징 바디부(11)에 형성된 볼록부(11c 및 11d)와 커버부(15)의 테두리부에 걸쳐서 요동 핀(18)(도 3 참조)이 끼워 넣어져 있어서, 이 요동 핀(18)을 중심으로 커버부(15)가 회전함으로써, 커버부(15)가 홈(11a)을 개방 또는 폐색(閉塞) 가능하게 하고 있다.

또한, 커버부(15)의 테두리부(요동 핀(18)이 끼워 넣어지는 테두리부와는 반대측)에는, 핀(19)이 고정되어 있음과 동시에, 이 핀(19)을 중심으로 요동 가능하게 된 후크(16)가 설치되어 있다. 이 후크(16)는, 커버부(15)가 하우징 바디부(11)의 표면측을 덮은 상태에서, 이 커버부(15)를 하우징 바디부(11)에 대하여 계지할 수 있는 것으로서, 열쇠모양으로 굴곡 형성된 선단부(16a)가 핀(17)에 계지하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기와 같이 커버부를 하우징 바디부에 대하여 요동 가능하게 설치하는 것 이외에, 커버부가 하우징 바디부에 대하여 슬라이딩하여, 슬릿을 포함하는 홈을 개방 및 폐색하도록 하여도 좋다. 물론, 커버부가 하우징 바디부에 대하여 탈착 가능하게 되고, 설치한 상태에서 슬릿을 포함하는 홈을 폐색함과 동시에, 제거한 상태에서 이 홈을 개방하도록 하여도 좋다.

슬릿(12)은, 홈(11a)의 저면(底面)을 잘라내어 형성된 것으로서, 이 홈(11a)의 연장되어 설치된 방향으로 소정 치수에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 하우징 바디부(11)에 있어서의 슬릿(12)보다 내부측에는, 발광소자(13) 및 수광소자(14)를 수용하기 위한 수용공간(S)(도 5 참조)이 형성되어 있으며, 이 수용공간(S)과 홈(11a)이 슬릿(12)에 의하여 연통되어 있다. 그리고, 상기 슬릿(12)을 대신하여, 홈(11a)의 저면에 형성된 복수의 홀로 하여도 좋으며, 이 경우, 이 복수의 홀을 통하여 발광소자로부터 조사되는 광, 및 수광소자로 반사되는 반사광이 통과하게 된다. 또한, 홈(11a)으로부터 수용공간(S)측에 물이나 이물 등이 들어가지 않도록, 이 홈(11a)에는 투명 시일(seal)(미도시)이 점착되어 있다.

발광소자(13)는, 약 805 ±15㎚ 파장의 근적외선을 조사할 수 있는 LED(근적외선 LED)로 이루어지고, 수광소자(14)는, 포토다이오드(photodiode)로 이루어지는 것이다. 이들 발광소자(13) 및 수광소자(14)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 하나의 기판(20) 상에 소정 치수 사이를 두고 형성되어 있으며, 수용공간(S)에 설치되었을 때에, 모두 슬릿(12)으로부터 외부(즉, 홈(11a)에 끼워 맞춰진 가요성 튜브(C))를 향할 수 있도록 되어 있다.

또한, 기판(20)에는, 수광소자(14)로부터의 신호를 증폭하기 위한 증폭회로가 형성되어 있다. 이로써, 수광소자(14)과 수광하고, 그 조도(照度)에 따른 전기신호를 출력할 때, 증폭회로에서 증폭할 수 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 발광소자(13)로서 근적외선 LED를 사용하고 있기 때문에, 헤모글로빈의 광흡수율이 변화하지 않는 파장의 광을 조사할 수 있어서, 이 헤모글로빈의 산소화상태에 영향받지 않고, 항상 정확하게 헤마토크릿값을 측정할 수 있다.

상기 발광소자(13)로부터 조사된 광은, 슬릿(12)을 통하여 홈(11a)에 끼워 맞춰진 가요성 튜브(C)에 이르러, 그 내부를 흐르는 혈액에 반사하여 수광소자(14)에서 수광되도록 구성(소위 반사형의 구성)되어 있다. 따라서, 소위 투과형의 센서에 비하여, 혈액유로를 구성하는 가요성 튜브(C)의 변형 등을 회피하면서, 또한, 소형화를 도모할 수 있다.

즉, 종래에 있어서의 투과형 헤마토크릿 센서는, 측정 정밀도를 향상시키기 위하여 가요성 튜브(C)를 강하게 끼워서 지지하여 발광소자 및 수광소자를 대치시킬 필요가 있었음에 반하여, 본 실시형태와 같이 반사형의 헤마토크릿 센서에 의하면, 발광소자 및 수광소자를 대치시키기 위하여 가요성 튜브(C)를 강하게 끼워서 지지할 필요도 없어서, 이 가요성 튜브(C)가 꺽여지거나 하여 변형하는 것을 회피할 수 있는 것이다.

더욱이, 투과형의 경우, 발광소자를 구비하는 하우징 바디와 수광소자를 구비하는 하우징 바디가 개별로 필요하여, 센서 전체가 대형화되어 버리는 것에 반하여, 본 실시형태와 같이 반사형의 경우, 하나의 하우징 바디에 발광소자 및 수광소자를 병설(倂設)할 수 있으므로, 센서 전체의 소형화를 도모할 수 있는 것이다. 또한 더욱이, 투과형의 경우, 큐벳(cuvette)이라고 불리우는 별도의 부품 등을 측정부에 설치할 필요가 있고, 이러한 큐벳을 통하여 발광 및 수광할 필요가 있음에 반하여, 본 실시형태와 같이 반사형으로 하면, 큐벳 등 별도의 파트가 필요하지 않아서, 부품개수를 삭감할 수 있음과 동시에, 측정시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 수광소자(14)로부터 출력된 전기신호에 근거하여, 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 구한다. 즉, 혈액을 구성하는 적혈구나 혈장 등의 각 성분은, 각각 고유의 흡광특성을 가지고 있어서, 이 성질을 이용하여 헤마토크릿값을 측정하는데 필요한 적혈구를 전자광학적으로 정량화함으로써 그 헤마토크릿값을 구할 수 있는 것이다. 구체적으로는, 발광소자로부터 조사된 근적외선은, 혈액에 반사할 때에, 흡수와 산란의 영향을 받아, 수광소자에서 수광된다. 그 수광한 광의 강약으로부터 광의 흡수산란율을 해석하여, 헤마토크릿값을 산출하는 것이다.

측정된 헤마토크릿값(또는, 이것으로부터 더욱 연산에 의해서 구해지는 순환 혈액량 변화율(ΔBV) 등 각종 파라미터도 포함한다)에 근거하여, 수분제거펌프(8)의 구동이 제어되어, 환자의 용태에 맞춘 수분제거속도로 할수 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 측정된 헤마토크릿값에 근거하여 수분제거속도를 제어하고 있지만, 예컨대 헤마토크릿값에 근거하여 투석치료에 있어서의 보액조건이나 투석액조건 등을 제어하도록 하여도 좋다.

그리고, 본 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서(7)에 있어서는, 그 하우징 바디부(11)의 이면(홈(11a)이 형성된 면과는 반대측의 면)에 금속제의 플레이트(21)가 고정되어 있고, 이 플레이트(21)에는, 금속판을 굴곡 형성한 홀더(22)가 설치되어 있다. 이러한 홀더(22)에는, 나사(N)가 끼워 넣어져 있고, 이 나사(N)의 선단과 홀더(22)로 헤마토크릿 센서(7)를 고정하기 위한 스탠드(ST)를 끼워서 지지시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이로써, 헤마토크릿 센서(7)의 소정 위치로의 설치를 용이하게 할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 헤마토크릿 센서에 있어서의 작용에 대하여 설명한다.

미리, 도 1에 나타내는 바와 같이, 동맥측 혈액회로(1a)의 일부에 본 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서(7)를 고정한다. 이 고정작업은, 커버부(15)를 연 상태(즉, 홈(11a)이 개방된 상태)에서 동맥측 혈액회로(1a)의 일부를 구성하는 가요성 튜브(C)를 하우징 바디부(11)의 홈(11a)에 끼워 맞춘 후, 커버부(15)를 요동시켜서 닫는다. 그리고, 헤마토크릿 센서(7)는, 나사(N)를 조여 넣음으로써 스탠드(ST)에 고정되어 있다.

커버부(15)를 닫음으로써, 이 커버부(15)가 슬릿(12)을 포함하는 홈(11a)을 폐색시킬 수 있음과 동시에, 가요성 튜브(C)를 커버부(15)와 하우징 바디부(11)로 끼워서 지지할 수 있다. 이때의 끼워서 지지하는 힘은, 가요성 튜브(C)를 변형시키지 않을 정도가 바람직하고, 이를 위해서, 홈(11a)의 폭 및 깊이가 가요성 튜브(C)의 외경과 대략 같아지도록 적절하게 설계하여 놓는 것이 바람직하다.

이와 같이, 커버부(15)에 의해 슬릿(12)을 포함하는 홈(11a)이 폐색되므로, 외란광에 의한 영향을 억제할 수 있어서, 발광소자(13)와 수광소자(14)의 광의 송수신을 정확하게 행하게 할 수 있다. 따라서, 보다 정확한 헤마토크릿값을 측정할 수 있다. 그리고, 커버부는 슬릿(12)을 포함하는 홈을 덮는 것이면 되고, 본 실시형태와 같이 하우징 바디부(11)의 홈(11a)이 형성된 면 전역에 걸쳐서 덮는 것 대신하여, 홈(11a) 상방만을 덮는 것으로 하여도 좋다.

그리고, 커버부(15)를 닫은 후, 후크(16)를 요동시켜서 이 커버부(15)를 하우징 바디부(11)에 계지시킨다. 이로써, 헤마토크릿 센서(7)를 혈액회로(1)에 세트한 후에 이 센서가 위치가 어긋나거나 부주의하게 커버부(15)가 열려 버리는 것을 방지할 수 있어서, 보다 확실하게 헤마토크릿값의 측정을 행할 수 있다.

또한, 커버부(15)가 하우징 바디부(11)에 대하여 요동 가능하게 형성됨으로써, 슬릿(12)을 포함하는 홈(11a)을 개방 또는 폐색 가능하게 하였으므로, 헤마토크릿값의 측정시에는, 커버부(15)를 요동하여 닫고서 혈액유로의 일부에 세트할 수 있음과 동시에, 비측정시에는, 커버부(15)를 요동하여 열고서 혈액유로로부터 제거할 수 있다. 따라서, 센서의 혈액유로에 대한 세트 및 제거시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 헤마토크릿 센서(7)를 동맥측 혈액회로(1a)에 세트한 후, 투석치료를 행함과 동시에, 헤마토크릿 센서(7)에 의한 헤마토크릿값의 측정을 리얼타임으로 행한다. 구체적으로는, 혈액유로를 이루는 가요성 튜브(C) 내를 흐르는 혈액을 향하여 발광소자(13)로부터 광(근적외선)을 조사하여, 그 반사광을 수광소자(14)에서 받는다. 이 수광소자(14)는, 수광한 광의 조도에 따른 전압의 전기신호를 출력하므로, 이러한 출력에 의해서 헤마토크릿값을 검출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 투과형과 같이 별도 부품인 큐벳 등이 필요하지 않아서, 범용의 가요성 튜브 위에서 측정할 수 있어서, 부품개수를 삭감하여 코스트를 저감할 수 있는 것이지만, 물론, 큐벳과 같이 전용 부품을 사용하여 측정 정밀도를 향상시키도록 하여도 좋다.

이 헤마토크릿값과 출력전압의 관계를 나타내는 그래프를 도 7에 나타낸다. 이 그래프는, 슬릿을 형성하지 않는 것, 슬릿폭이 2㎜, 3㎜ 및 4㎜인 것의 헤마토크릿값(％)과 수광소자(14)의 출력전압의 관계를 각각 나타내고 있다. 이 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태와 같이 슬릿이 형성된 것에 의하면, 실용범위의 헤마토크릿값(20∼60％)에 있어서 출력전압을 비례관계로 할 수 있어서, 보다 정확한 측정을 행할 수 있음과 동시에, 그 후의 보정 등을 필요하지 않게 할 수 있다. 그리고, 환자에 따라서는 헤마토크릿값이 10∼60％의 범위에서 추이(변화)하는 사람도 있지만, 그 범위 내에 있어서도 상기 슬릿폭이면 비례관계로 되어 있다.

그 한편, 슬릿폭이 2∼4㎜이면, 실용범위의 헤마토크릿값에 있어서, 보다 직선적인 출력전압을 얻을 수 있으므로 바람직하고, 특히 슬릿폭을 3㎜로 하는 것이 가장 바람직하다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 상기 관점으로부터 슬릿폭이 2∼4㎜인 것을 사용하고 있지만, 끼워 맞출 가요성 튜브의 직경에 따라서 다른 슬릿폭의 것을 사용하여도 좋다. 또한, 슬릿을 대신하여 복수의 홀로 한 경우, 홀의 직경을 상기 치수 2∼4㎜로 하는 것이 바람직하다.

한편, 투석치료에 있어서는, 혈액펌프(3)를 구동시켜서, 동맥측 천자침(a)으로부터 채취된 환자의 혈액이, 동맥측 혈액회로(1a), 다이얼라이저(2) 및 정맥측 혈액회로(1b)를 지나서 정맥측 천자침(b)에 이르러, 이 정맥측 천자침(b)으로부터 환자의 체내에 되돌아오도록 체외 순환된다. 그 과정에 있어서, 다이얼라이저(2)에서 불순물 등이 제거되면서 수분제거되게 된다.

이러한 수분제거는, 이미 서술한 바와 같이, 수분제거펌프(8)를 구동시킴으로써 행하여지고, 다이얼라이저(2)의 혈액유로(중공사 내부)를 흐르는 혈액으로부터 소정량의 수분을 강제적으로 제거함으로써 행하여짐과 동시에, 그 수분제거속도는, 헤마토크릿 센서(7)에 의해서 측정되는 헤마토크릿값(보다 구체적으로는, 순환 혈액량 변화율(ΔBV))에 근거하여 제어된다. 이러한 순환 혈액량 변화율(ΔBV)은,

(투석개시시의 Ht - 측정시의 Ht) / 측정시의 Ht ×100

이라는 연산식으로 구할 수 있다.

이로써, 헤마토크릿 센서(7)에 의하여 환자의 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 리얼타임으로 측정하고, 그 측정치를 수분제거펌프(8)의 구동제어수단에 피드백시켜서 환자의 용태에 맞춘 수분제거속도에 의한 수분제거를 행할 수 있다. 즉, 측정된 헤마토크릿값이 평상치(平常値)이면, 미리 정해진 수분제거속도로 수분제거하는 한편, 헤마토크릿값의 상승이 통상보다 많이 측정되고, 환자의 혈액농도가 올라가 쇼크증상이나 혈압저하를 초래한다고 생각되는 값에 가까워지고 있는 것이 인식되면, 수분제거펌프(8)의 구동을 제어하여 수분제거속도를 느리게 할 수 있는 것이다.

여기서, 본 실시형태에 있어서는, 헤마토크릿 센서(7)가 동맥측 혈액회로(1a)측에 설치되어 있지만, 정맥측 혈액회로(1b)측에 설치하도록 하여도 좋다. 이 경우, 측정되는 정맥측의 헤마토크릿값(Htv)으로부터 동맥측의 헤마토크릿값(Hta)을 예측할 필요가 있지만, 예컨대 이하와 같이 연산으로 이 Hta를 구할 수 있다.

즉, 동맥측과 정맥측에서는,

Htv = Qb / (Qb - Qu) ㆍHta

라는 관계식이 성립된다는 점에서,

Hta = (Qb - Qu) / QbㆍHtv

라는 연산식이 구해진다. 이 중, 동맥측 혈액회로(1a)의 혈액유속(Qb) 및 수분제거속도(Qu)가 기지(旣知)임과 동시에, 정맥측의 헤마토크릿값(Htv)이 측정되므로, 동맥측의 헤마토크릿값(Hta)을 산출할 수 있는 것이다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 제2 실시형태에 대하여 설명한다.

이 제2 실시형태로서의 헤마토크릿 센서는, 그 하우징 바디부가, 혈액회로에 접속된 드립 챔버(4)의 스탠드(고정수단)와 일체적으로 형성된 것으로서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 드립 챔버(4)의 고정수단(23)의 하단부로부터 돌출 형성되어 구성되어 있다.

동 도면에 있어서, 부호 23a는, 드립 챔버(4)를 끼워서 지지하기 위한 한 쌍의 돌출부로서, 이러한 돌출부(23a)에 의하여 고정된 드립 챔버(4)의 하단으로부터 연장 설치한 가요성 튜브(C)의 일부를 끼워 맞추는 홈이 하우징 바디부(11') 내에 형성되어 있음과 동시에, 이 홈을 덮어서 폐색하기 위한 커버부(15')가 하우징 바디부(11')에 요동 가능하게 설치되어 있다.

하우징 바디부(11')의 홈에는, 앞의 실시형태와 마찬가지의 슬릿이 형성되어 있어서, 이 슬릿을 통하여 발광소자 및 수광소자에 의한 광의 조사 및 수광이 행하여지도록 되어 있다. 이로써, 가요성 튜브(C) 내를 흐르는 혈액의 헤마토크릿값을 측정할 수 있어서, 측정한 헤마토크릿값에 따라서 수분제거펌프를 제어할 수 있다. 그리고, 홈이나 소자 등은, 앞의 실시형태와 대략 동등한 것이므로, 도시하지 않고 설명을 생략한다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 커버부(15')에는, 하우징 바디부(11')과의 계지를 위한 계지수단이 형성되어 있지 않지만, 제1 실시형태와 마찬가지의 후크(16)를 형성하여 계지수단을 구비하도록 하여도 좋다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 정맥측 혈액회로(1b)에 접속된 드립 챔버(4)의 고정수단(23)에 헤마토크릿 센서를 일체화시키고 있지만, 동맥측 혈액회로(1a)에도 드립 챔버를 접속하고, 이 드립 챔버를 고정하는 고정수단에 헤마토크릿 센서를 일체화시키도록 하여도 좋다.

더욱이, 상기와 같이, 헤마토크릿 센서를 드립 챔버의 고정수단과 일체화시킨 것 이외에, 정맥측 혈액회로(1b)에 접속된 기포검출기(5)의 하우징 바디와 헤마토크릿 센서의 하우징 바디를 공통화하여 일체로 한 것으로 하여도 좋다. 물론, 혈액회로(1)에 접속된 다른 구성요소와 헤마토크릿 센서를 일체화하도록 하여도 좋다.

상기와 같이, 헤마토크릿 센서를 드립 챔버의 고정수단 또는 기포검출기(5)와 일체화시킴으로써, 이들을 개별적으로 형성한 것에 비하여, 혈액회로 및 그 주변구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 보다 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 다양한 구성요소와 일체화시킴으로써, 다른 구성요소의 세팅과 동시에 헤마토크릿 센서의 세팅도 행할 수 있기 때문에, 번잡한 혈액회로의 설치작업을 간략화할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 제3 실시형태에 대하여 설명한다.

이 제3 실시형태로서의 헤마토크릿 센서는, 도 9 및 도 10에서 나타내는 바와 같이, 하우징 바디부(11)와, 슬릿(12')과, 발광소자(13)(발광수단) 및 수광소자(14)(수광수단)가 형성된 기판(20)과, 커버부(15)로 주로 구성되어 있다. 또한, 하우징 바디부(11)에는, 제1 실시형태와 마찬가지의 홈(11a)이 형성되어 있고, 내부에는 기판(20)을 수용할 수 있는 수용공간(S)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 동일 부호를 부가하는 것으로 하여 상세한 설명을 생략하는 것으로 하는 한편, 커버부(15)를 계지하기 위한 후크의 도시를 생략하고 있다.

여기서, 본 실시형태에 관련되는 헤마토크릿 센서는, 그 슬릿(12')의 폭 치수를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 슬릿(12')은, 2장의 판상부재(板狀部材)(24a 및 24b)의 간극으로 이루어지고, 이들 판상부재(24a와 24b)를 근접시키면 슬릿폭(I)을 작게 할 수 있는 한편, 이격시키면 슬릿폭(I)을 크게 할 수 있다.

이러한 판상부재(24a)에는, 각각 긴 홀(24aa, 24ba)이 형성되어 있고, 이들 긴 홀(24aa 및 24ba)에 와셔(W1, W2)를 통하여 나사(n1, n2)가 끼워 맞춰짐으로써, 서로의 판상부재(24a, 24b)의 이격치수를 임의로 조정하여, 고정시킬 수 있도록 되어 있다. 즉, 긴 홀(24aa 및 24ba)의 길이치수만큼 판상부재(24a, 24b)가 슬라이드 가능하게 되며, 또한 소정 위치에서 나사(n1, n2)로 고정되도록 구성되어 있다.

따라서, 헤마토크릿값(％)과 수광소자(14)의 출력전압과의 관계가 비례관계가 되는 슬릿폭으로 조정하는 것이 용이하여, 이 헤마토크릿값의 보다 정확한 측정을 행할 수 있다. 또한, 혈액회로를 구성하는 가요성 튜브(C)는, 동일한 외경이더라도 두께의 차이에 의해서 그 내경이 상위(相違)한 것, 혹은 표면의 상위(엠보스가공의 유무 등)에 따른 발광소자(13)로부터의 광의 반사가 다른 것도 있지만, 이 상위에 따른 수광소자(14)의 출력전압의 영향을 고려한 슬릿폭으로 조정할 수 있어서, 측정오차를 억제할 수 있다.

그리고, 가요성 튜브(C)를 지지하는 홈(11a)의 폭이나 깊이를 가변으로 하여, 외경이 다른 복수 종류의 가요성 튜브(C)에 대응할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 발광소자(13) 상부의 슬릿폭과 수광소자(14) 상부의 슬릿폭을 독립적으로 조정할 수 있도록 구성하여도 좋다. 더욱이, 슬릿(12')의 중심축과 홈(1a)에 유지된 가요성 튜브(C)의 중심축이 반드시 동일 직선상에 없어도 좋고, 기판(20)에 설치되는 발광소자의 지향성에 따른 미세조정을 행할 수 있도록 하여도 좋다. 그리고, 슬릿(12') 대신에 복수의 홀로 하는 경우는, 각 홀에 가변조리개를 설치하여 조정할 수 있도록 하여도 좋고, 이 경우, 홀의 크기의 조정에 더하여, 이 홀의 위치의 조정도 행할 수 있도록 하면, 상기와 마찬가지의 미세조정을 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 제4 실시형태에 대하여 설명한다.

이 제4 실시형태로서의 헤마토크릿 센서는, 발광소자의 소등 및 점등의 반복을 행하게 함으로써 점멸시키고, 그 소등시에 있어서 수광소자에 입사되는 출력전압을 상시 감시하도록 구성된 것이다. 예컨대, 도 13에서 나타내는 바와 같이, 외란광이 입사하지 않은 상태에 있어서, 수광소자의 출력전압파형이 K1과 같음을 미리 인식하여 두고, 그 후의 소등시의 출력전압을 감시하여 둔다.

그리고, 만약, 소등 중에 외란광이 수광소자에 입사하여 이 수광소자의 출력전압파형이 K2와 같이 변형한 경우, 이 출력파형 K2의 소등시의 출력전압이 출력파형 K1과 동일하게 되도록 다시 읽어서, 다시 읽은 후의 출력파형 K3를 검출파형으로 한다. 이러한 다시 읽기는, 발광소자의 점멸마다 행하고, 다시 읽기 전압을 그때마다 수정하도록 한다. 그리고, 출력파형 K1에 근거하여, 출력파형 K2를 출력파형 K3으로 하여 다시 읽는 것 대신에, 발광소자의 소등시와 점등시의 차(差)(L)에 의해서 출력전압을 인식하도록 하여도 좋다. 또한, 헤마토크릿 센서 자체의 구성은, 제1 내지 제3 실시형태의 어느 것을 채용하여도 좋고, 다른 구성의 것으로 발광소자의 제어 및 수광소자의 감시를 상기와 같이 행하도록 하여도 좋다.

상기와 같이 제4 실시형태에 의하면, 외란광에 의한 측정오차를 억제할 수 있으므로, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있어서, 의료기기로서의 안전성도 향상시킬 수 있다. 또한, 외란광이 슬릿 내에 들어가지 않는 시일 구조 등도 간이한 것으로 하거나, 혹은 필요하지 않게 할 수 있기 때문에, 헤마토크릿 센서 자체의 구조를 간소화할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 제5 실시형태에 대하여 설명한다.

이 제5 실시형태로서의 헤마토크릿 센서는, 가요성 튜브(C) 내의 혈액의 유속의 상위를 고려하여 헤마토크릿값을 측정하는 것이다. 수광소자의 출력전압과 헤마토크릿값 사이의 관계는, 혈액의 유속(QB)에 의존하는 경우가 있어서, 예컨대 도 14에 나타내는 바와 같이, 유속(QB)이 q1인 경우와, q2인 경우에는, 수광소자의 출력전압과 헤마토크릿값의 관계식이 다르다.

그래서, 본 실시형태에 있어서는, 혈액의 유속(QB)이 q1일 때의 수광소자의 출력전압과 헤마토크릿값의 관계식(Ht = a ×V ＋ b : 단, a 및 b는 상수)을 센서에 유지시켜 두고, 측정할 때에 초기의 혈액의 유속(QB)가 q1이면, 그대로 측정을 계속하는 한편, 혈액의 유속(QB)이 q2이면, 자동적으로 혈액회로 중의 혈액펌프를 제어하여 혈액의 유속(QB)을 q1으로 하면서 헤마토크릿값을 측정한다.

이러한 헤마토크릿값의 측정 후, 자동적으로 혈액펌프를 제어하여 혈액의 유속(QB)을 q1으로부터 본래의 q2로 되돌리는 것인데, 그때의 헤마토크릿값은 그대로이면 유량에 의존하기 때문에 측정치가 어긋나므로, q2로 되돌아 온 직후의 헤마토크릿값은 혈액의 유속(QB)을 q1으로 했을 때의 값으로 다시 읽도록 하는 보정을 행하여 측정을 계속한다. 이때, 다시 읽은 후의 측정에 있어서의 단위전압 근처의 헤마토크릿값의 변화(ΔHt / ΔV)는, 그대로 QB = q1일 때의 값(a)을 이용한다.

그러나, 실제로는 혈액의 유속(QB)이 q2인 경우에 있어서의 관계식(Ht = c ×V ＋ d : 단, c 및 d는 상수)이 존재하므로, 이 상수(c)와 혈액의 유속(QB)이 q1인 경우의 상수(a)와의 상위에 의한 오차가 생긴다. 이 때문에, 필요에 따라서 혈액의 유속(QB)을 관계식이 기지(旣知)인 q1으로 자동변경하여, 그때의 헤마토크릿값을 측정함과 동시에, 혈액의 유속(QB)을 q2로 자동적으로 되돌릴 때에, 되돌아 온 후의 헤마토크릿값이 QB = q1일 때의 것으로 다시 읽도록 하는 보정을 행하여 측정을 계속한다. 보정의 타이밍은, 헤마토크릿값의 변화량이 소정 범위를 초과한 경우나, 측정시간이 어느 소정 시간을 경과한 경우 등으로 하여도 좋다. 예컨대, 도 15에 나타내는 바와 같이, 측정시간(t1, t2 및 t3)일 때에 보정을 행한 경우, 실제 헤마토크릿값의 변화가 H2인 경우, 혈액의 유속(QB)이 q1인 관계식의 상수(a)를 이용한 경우의 측정치가 H1과 같이 추이(推移)한다.

더욱이, 도 16에 나타내는 바와 같이, 측정계속 중에 있어서의 ta의 시점에서, 혈액의 유속(QB)을 q2로부터 q3으로 변경한 경우는, 변경 직전의 헤마토크릿값(동 도면 중 H3으로부터 읽어지는 값)에 변경 직후의 값(동 H4로부터 읽어지는 값)을 다시 읽도록 하여 측정을 계속한다. 그 후, 도 15에 나타내는 바와 같은 보정이 반복하여 행하여지게 된다. 그리고, 헤마토크릿 센서가 혈액정화장치와 독립하여 있는 경우는, 그 혈액정화장치와 전기적으로 접속할 수 있도록 하여, 혈액유량의 정보를 상시 집어넣도록 하여도 좋다.

본 실시형태에 의하면, 가요성 튜브(C) 내를 흐르는 혈액의 유속(QB)에 따라서, 검출되는 헤마토크릿값을 보정하므로, 이 혈액의 유속(QB)의 상위에 의한 측정오차를 억제하여, 보다 정확한 헤마토크릿값의 측정을 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 제6 실시형태에 대하여 설명한다.

이 제6 실시형태로서의 헤마토크릿 센서는, 도 17 및 도 18에 나타내는 바와 같이, 홈(11a)이 형성된 하우징 바디부(11)와, 이 홈(11a)에 형성된 슬릿(12)과, 발광소자(13) 및 수광소자(14)가 형성된 기판(20)과, 커버부(15)와, 커버부 폐색 검지수단으로서의 검출 스위치(25)로 주로 구성되어 있다. 그리고, 제1 실시형태와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 동일 부호를 부가함으로써 상세한 설명을 생략하는 것으로 하는 한편, 커버부(15)를 계지하기 위한 후크의 도시를 생략하고 있다.

상기 검출 스위치(25)는, 홈(11a)에 혈액유로로서의 가요성 튜브(C)가 끼워 맞춰지며, 또한, 커버부(15)가 닫혀진 상태인 것을 검지하기 위한 것으로서, 홈(11a)의 저면보다 약간 상측에 위치하는 누름버튼부(25a)를 가지고 있다. 이로써, 홈(11a)에 가요성 튜브(C)가 끼워 맞춰진 후, 커버부(15)를 닫으면, 이 가요성 튜브(C)를 통하여 누름버튼부(25a)가 가압되고, 검출 스위치(25)가 ON이 된다. 그리고, 동 도면 중 부호 26은 가요성의 커버를 나타내고 있으며, 홈(11a)으로부터 검출 스위치(25)측으로 물이나 이물 등이 들어가지 않도록 시일하는 기능을 하고 있다.

이렇게 하여 검출 스위치(25)가 ON함으로써, 홈(11a)에 가요성 튜브(C)가 세트되면서 커버부(15)가 정상적으로 폐색한 것을 인식할 수 있으므로, 가요성 튜브(C)의 헤마토크릿 센서로의 세트하는 것을 잊어버림, 및 커버부(15)를 닫는 것을 잊어버림을 방지할 수 있다. 또한, 커버부(15)를 닫는 것을 잊어버림을 방지할 수 있음으로써, 슬릿(12)에 외란광이 입사하여 측정오차가 생겨 버리는 것을 회피할 수 있다.

그리고, 홈(11a)에 혈액유로로서의 가요성 튜브(C)가 끼워 맞춰지고, 또한, 커버부(15)가 닫혀진 상태인 것을 검지하는 것이라면, 상기 검출 스위치(25)를 대신하여 다른 수단으로 하여도 좋다. 또한, 혈액정화장치에 헤마토크릿 센서가 접속되어, 헤마토크릿값을 측정하도록 하는 구성의 경우, 가요성 튜브(C)를 세트하는 것을 잊어버리거나 커버부(15)를 닫는 것을 잊어버릴 때에, 이 혈액정화장치로부터 조작자에 대하여 시각적 또는 청각적으로 경보로 알리도록 하여도 좋다.

더욱이 다른 실시형태로서, 헤마토크릿 센서(다른 구성요소와 일체화한 것 및 개별로 설치된 것의 양자를 포함한다)를 혈액회로(1)에 접속된 혈액판별기(미도시)와 연동시키도록 하여도 좋다. 이 혈액판별기는, 이미 서술한 바와 같이 기포검출기(5)의 하우징 바디 내에 형성된 것으로, 혈액회로(1) 내의 혈액의 유무를 판별하는 것이다. 이로써, 헤마토크릿값의 측정 개시 포인트(측정 개시 시점)를 정리할 수 있다.

즉, 특히 순환 혈액량 변화율(ΔBV)에 근거하여 수분제거펌프를 제어하는 경우, 이 순환 혈액량 변화율은 상대치이기 때문에, 측정 개시 포인트가 각기 다르면 측정할 때마다의 비교를 행할 수 없는 것에 반하여, 혈액이 흐르기 시작하고 나서 소정 시간 후(흐르기 시작한 시간이어도 좋다)에 측정을 개시하여 측정 개시 포인트를 정리하면, 측정할 때마다의 비교를 정확하게 행할 수 있는 것이다.

또한, 혈액판별기와 연동시키면, 혈액회로(1) 내에 프라이밍(priming)시의 생리식염수가 환자의 체내에 되돌아 온 때에 생기는 경우가 있는 션트부(shunt portion)에서의 재순환의 영향(생리식염수로 희석된 혈액이 혈액회로(1)에 넣어져서, 외견상 헤마토크릿값이 적게 측정되어 버린다)을 배제할 수 있다. 따라서, 헤마토크릿값의 측정을 보다 정확하게 행할 수 있다.

그리고, 혈액판별기는, 통상, 정맥측 혈액회로(1b)에 접속되어 있고, 이러한 혈액판별기와 헤마토크릿 센서를 연동시키는 것이 바람직하지만, 혈액판별기가 동맥측 혈액회로(1a)에 접속된 것이어도, 이것과 헤마토크릿 센서를 연동시키도록 하여도 좋다. 더욱이, 헤마토크릿 센서와 혈액판별기를 일체화(예컨대, 헤마토크릿 센서의 하우징 바디부에 혈액판별기를 형성한다)하여도 좋다.

이상, 본 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 적용되는 투석장치 및 혈액회로가 다른 구성의 것이어도 좋다. 즉, 본 실시형태에서 적용되는 투석장치는, 투석액 공급장치와 투석용 감시장치가 별개로 구성된 소위 센트럴 시스템이지만, 이들을 일체로 한 것(소위 개인용 투석장치)에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 투석용 감시장치(6) 내의 복식 펌프(P)로 다이얼라이저(2)에 투석액을 공급하고 있지만, 이 복식 펌프(P) 등을 가지지 않는 소위 챔버방식의 것이어도 좋다. 또한 더욱이, 혈액회로에는, 동맥측 천자침(a) 및 정맥측 천자침(b)을 가진 더블 니들형의 것이 사용되고 있지만, 천자침을 1개 가진 싱글 니들형의 것으로 하여도 좋다.

더욱이, 본 발명의 헤마토크릿 센서는, 투석치료시에 사용되는 것에 한정되지 않고, 혈액을 체외 순환시키는 다양한 혈액정화장치에 적용할 수 있다. 그 경우, 혈액유로는 가요성 튜브에 한정되지 않고, 혈액을 유동할 수 있는 다양한 유로로 할 수 있다.

또한 더욱이, 커버부(15)를 형성시키지 않고, 하우징 바디부(11)에 형성된 홈(11a) 내에 가요성 튜브 등의 혈액유로를 끼워 맞추고, 슬릿(12)을 통하여 발광소자로부터의 광의 조사 및 수광소자에 의한 반사광의 수광을 행하도록 하여도 좋다. 물론, 스탠드(ST)에 고정하기 위한 수단(홀더(22)나 나사(N) 등)도 형성하지 않아도 좋고, 별도의 고정수단으로 하여도 좋다. 발광소자 및 수광소자는, 상기 실시형태와 같이 LED 및 포토다이오드에 한정되지 않고, 조사한 광의 반사광을 측정하여, 헤마토크릿값을 측정할 수 있는 것이라면, 다른 발광수단 및 수광수단이어도 좋다.

Claims

환자의 혈액을 체외(體外) 순환시키면서 정화시키는 혈액정화장치의 혈액유로에 설치되어, 그 혈액의 농도를 나타내는 헤마토크릿값을 측정하기 위한 헤마토크릿 센서에 있어서,

상기 혈액유로의 일부를 끼워 맞출 수 있는 홈이 형성된 하우징 바디부와,

이 하우징 바디부의 홈 내에 형성된 슬릿 또는 복수의 홀과,

상기 하우징 바디부 내에 설치되어, 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 통하여 상기 혈액유로를 향한 위치에 설치된 발광수단 및 수광수단,

을 구비하고, 상기 발광수단으로부터 혈액유로 속을 흐르는 혈액에 광을 조사함과 함께, 그 반사광을 상기 수광수단에서 받을 수 있는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제1항에 있어서,

상기 하우징 바디부에 커버부를 설치하고, 이 커버부에 의해 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 상기 홈을 덮고서 헤마토크릿값을 계측할 수 있는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제2항에 있어서,

상기 커버부가, 상기 하우징 바디부에 대하여 요동가능하게 형성됨으로써, 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 홈을 개방 또는 폐색(閉塞) 가능하게 한 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 커버부가 상기 슬릿 또는 복수의 홀을 포함하는 상기 홈을 덮은 상태로 계지(係止)할 수 있는 계지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홈에 혈액유로가 끼워 맞춰지며, 또한, 상기 커버부가 닫힌 상태인 것을 검지하는 커버부 폐색(閉塞) 검지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 혈액유로는, 그 도중에 혈액정화기가 접속되어, 환자의 혈액을 체외(體外) 순환시켜서 투석치료를 행하는 혈액회로로 구성됨과 함께, 측정된 헤마토크릿값에 근거하여, 수분제거를 위한 수분제거펌프, 보액(補液)조건 또는 투석액조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제6항에 있어서,

상기 혈액회로에는, 드립 챔버(drip chamber)가 접속되고, 이 드립 챔버의 고정수단과 상기 하우징 바디부가 일체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제6항에 있어서,

상기 혈액회로에 접속된 기포검출기가 상기 하우징 바디부 내에 형성된 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제6항에 있어서,

상기 혈액회로에는, 혈액의 유무를 판별하기 위한 혈액판별기가 접속되고, 이 혈액판별기가 혈액의 흐름을 판별한 시점을 기준으로 헤마토크릿값의 측정을 개시하는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿 또는 복수의 홀의 폭 또는 직경을 임의로 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광수단을 점멸시켜서, 그 소등시에 있어서의 상기 수광수단으로의 광의 입사량에 근거하여 계측치에 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 혈액유로 속을 흐르는 혈액의 유속에 따라서, 계측되는 헤마토크릿값에 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 헤마토크릿 센서.