KR20100061659A - 혈액투석장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 프라이밍 시에 정맥측 챔버가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되는 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 혈액투석장치를 제공하는 것에 관한 것이다.
(A)혈액펌프를 제3송액수단에 의한 역여과 속도와 동일한 속도로 역회전시키고, 동맥측 혈액라인과 정맥측 혈액라인을 연결하여 형성된 루프 중에서 혈액투석기와 동맥측 혈액라인의 접속부로부터 상기 연결부를 경유하여 정맥측 챔버에 이르는 유로에 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기를 프라이밍 하는 공정, (B)혈액펌프의 역회전 속도를 제3송액수단에 의한 역여과 속도보다 느리게 하고, 상기 루프의 나머지 유로인 혈액투석기와 정맥측 혈액라인의 접속부로부터 정맥측 챔버에 이르는 유로에, 제3송액수단에 의한 역여과 속도로부터 혈액펌프의 역회전 속도를 뺀 속도에 따른 유량의 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기를 프라이밍 하는 공정을 이 순서대로 실행하는 제어수단을 구비한 혈액투석장치를 제공한다.

Description

혈액투석장치{BLOOD DIALYSIS APPARATUS}
본 발명은 혈액투석(血液透析), 혈액투석여과(血液透析濾過), 혈액여과(血液濾過) 등 혈액을 체외순환(體外循環)시키는 치료에 사용하는 장치인 혈액투석장치(血液透析裝置)에 관한 것으로서, 특히 프라이밍(priming) 시에 정맥측 챔버(靜脈側 chamber)(CV)가 구비하는 메쉬(mesh)에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 혈액투석장치에 관한 것이다.
혈액투석장치는, 신부전(腎不全) 환자나 약물중독(藥物中毒) 환자 등의 혈액을 체외순환시켜서 혈액정화(血液淨化)를 하는 의료용 기기의 일종으로서, 일반적으로는, (1)반투막(半透膜)을 사이에 두고 혈액과 투석액(透析液)을 접촉시켜서 혈액을 정화하는 혈액투석기(D), (2)상기 혈액투석기(D)에 투석액을 공급하는 투석액 공급라인(透析液 供給line)(L1), 상기 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(透析液 排出line)(L2) 등을 주로 구비하는 투석액 급배액계(透析液 給排液系) 및 (3)환자로부터 추출한 혈액을 상기 혈액투석기(D)에 유입시키는 동맥측 혈액라인(動脈側 血液line)(L3), 상기 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(靜脈側 血液line)(L4) 등을 주로 구비하는 혈액회로(血液回路)의 3개 부분으로 구성된다.
그리고 이러한 혈액투석장치를 사용한 상기 치료에 있어서는, 그 준비공정으로서, 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3), 정맥측 혈액라인(L4) 등으로 이루어지는 혈액회로의 유로(流路)를 생리식염수(生理食鹽水)나 투석액을 사용하여 세정하는 프라이밍이 이루어진다.
도1∼도6은 후자(後者)인 투석액을 사용하는 종래기술에 관한 프라이밍 방법의 일례를 나타내는 도면으로서, 상기 방법에 있어서는 3개의 공정을 거쳐서 체외순환회로를 세정한다(예를 들면 특허문헌1 참조). 또 도면에 있어서의 수치는 투석액의 유량속도(流量速度)를, 화살표는 투석액이 흐르는 방향을 나타내고 있다. 이하에서는 웨트(wet) 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우에 대하여 설명한다.
(제1공정)
제1공정에서는, 도1에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(血液 pump)(P4)를 정지시키고 또한 정맥측 챔버(CV)의 하류측에 설치된 클램프(clamp)(CLL4)를 폐쇄한 상태에서, 제3송액수단(第三送液手段)(P3)에 의한 역여과(逆濾過) 조작을 한다. 예를 들면 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2)을 각각 500ml/min의 유량속도로 동작시킨 상태에서, 제3송액수단(P3)을 역여과 방향으로 200ml/min으로 동작시킨다. 그러면 혈액투석기(D)로 압입되는 투석액의 유량속도는 인입되는 유량속도보다 200ml/min 커지게 되기 때문에, 혈액투석기(D) 내부에 있어서는 상기 유량속도의 차이에 의하여 중공사(中空絲)의 외측을 흐르고 있던 투석액이 중공사의 내측으로 압입되는 역여과 현상이 발생한다.
그리고 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액은, 혈액펌프(P4)를 정지시키고 있기 때문에 도1에 나타나 있는 바와 같이 역여과의 유량속도와 동일한 속도인 200ml/min으로, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로를 이 방향으로 흐르고 또한 상기 유로 중의 공기를 압출(壓出)시켜서, 결국에는 도2에 나타나 있는 바와 같이 상기 유로 중의 공기 제거가 완료된다.
계속하여 정맥측 챔버(CV)에 유입된 투석액은, 정맥측 챔버(CV)의 하류측에 설치된 클램프(CLL4)를 폐쇄하고 있기 때문에 도2에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고여 있고, 소정의 높이에 도달하여 갈 곳을 잃은 투석액은 도3에 나타나 있는 바와 같이 오버플로 라인(overflow line)(L5)으로부터 배출된다.
이와 같이 제1공정에서는, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입(壓入)된 투석액을, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로에 이 방향으로 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
(제2공정)
제2공정에서는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 정지시키고 있던 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일한 속도로 역회전(逆回轉)시킴과 아울러, 폐쇄되어 있던 클램프(CLL4)를 개방한다. 그러면 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로에는 투석액이 흐르지 않게 되고, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액은, 도4에 나타나 있는 바와 같이 역여과의 유량속도와 동일한 속도인 200ml/min으로, 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 혈액펌프(P4)를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로를 이 방향으로 흐르고 또한 상기 유로 중의 공기를 압출시켜서, 결국에는 도5에 나타나 있는 바와 같이 상기 유로 중의 공기 제거가 완료된다.
그리고 제1공정에 의한 프라이밍에 의하여 정맥측 챔버(CV)에는 투석액이 고여 있기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 유입된 투석액은 도5에 나타나 있는 바와 같이 오버플로 라인(L5)으로부터 배출된다.
이와 같이 제2공정에서는, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을, 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 혈액펌프(P4)를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로에 이 방향으로 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
(제3공정)
제3공정에서는, 도6에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 느리게 한다. 예를 들면 제3송액수단(P3)의 역여과 속도가 200ml/min인 것에 비하여 혈액펌프(P4)를 100ml/min으로 역회전시킨다. 그러면 제2공정에 있어서 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 혈액펌프(P4)를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로를 이 방향으로 흐르고 있던 투석액의 유량속도는 200ml/min으로부터 100ml/min으로 감소하는 한편, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로에는 이 방향으로 100ml/min의 유량속도로 투석액이 흐른다.
이와 같이 제3공정에서는, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을, 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 혈액펌프(P4)를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로와, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로의 쌍방으로 흐르게 하여, 쌍방의 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다. 이상이 투석액을 사용한 종래기술에 관한 프라이밍 방법의 동작 개요이다.
그런데 정맥측 챔버(CV)의 메쉬는 소수성(疏水性) 재료로 구성되기 때문에, 일단 메쉬가 투석액에 의하여 젖으면 표면장력(表面張力)에 의하여 공기가 통과하기 어려워진다. 이 때문에 상기 프라이밍 방법에 있어서는, 도1∼도3에 나타나 있는 제1공정에서 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 적신 후에, 도4에 나타나 있는 바와 같이 젖은 메쉬에, 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 혈액펌프(P4)를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로 중의 공기를 통과시키기 때문에, 공기가 도4에 나타나 있는 바와 같이 메쉬에 포착되어 이것이 도5∼도6에 나타나 있는 바와 같이 체외순환회로에 잔류하는 문제가 있었다.
체외순환회로에 공기가 잔류하면, 혈액투석, 혈액투석여과, 혈액여과 등 혈액의 체외순환을 수반하는 치료 중에 환자 체내에 공기혼입을 발생시킬 우려가 있다. 이 때문에 종래기술에 관한 프라이밍 방법에 있어서는, 도5 및 도6에 나타나 있는 공정에 있어서, 정맥측 챔버(CV)의 하류측에 설치된 클램프(CLL4)를 간헐적으로 개폐하는 흡착(吸着)(플래싱(flashing)) 동작을 함으로써, 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에 고인 공기를 제거하고 있었다(예를 들면 특허문헌2 참조).
그러나 환자에게 사고가 없는 안전한 치료를 제공하는 관점에서는, 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에 공기가 포착되는 것을 전제로 하여, 상기 포착된 공기를 사후적으로 제거하는 대처방법보다 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되는 현상을 근본적으로 해결하는 것이 요구되고 있다.
일본국공개특허특개2004-16619호공보(단락[0037]∼[0039]) 일본국공개특허특개2004-187990호공보(단락[0051])
본 발명이 해결하여야 할 과제는, 프라이밍 시에 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결하여 혈액투석, 혈액투석여과, 혈액여과 등 혈액의 체외순환을 수반하는 치료 중의 공기혼입에 의한 의료사고를 미연에 방지할 수 있는 혈액투석장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여 여러 가지 실험적 검토 및 이론적 검토를 거듭한 결과, 상기 과제를 근본적으로 해결할 수 있는 혈액투석장치에 착상하였다. 그 요지는 아래와 같다.
(1)웨트(wet) 타입의 혈액투석기(血液透析器)(D)와, 상기 혈액투석기(D)에 투석액(透析液)을 공급하는 투석액 공급라인(透析液 供給line)(L1)과, 상기 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(透析液 排出line)(L2)과, 상기 혈액투석기(D)에 환자로부터 추출한 혈액을 유입시키는 동맥측 혈액라인(動脈側 血液line)(L3)과, 상기 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(靜脈側 血液line)(L4)과, 상기 투석액 공급라인(L1)에 설치된 제1송액수단(第一送液手段)(P1)과, 상기 투석액 배출라인(L2)에 설치된 제2송액수단(P2)과, 상기 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2) 중 어느 일방 또는 쌍방의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인(bypass line)에 설치되고 정역회전(正逆回轉)이 가능한 제3송액수단(P3)과, 상기 동맥측 혈액라인(L3)에 설치된 혈액펌프(血液 pump)(P4)와, 상기 정맥측 혈액라인(L4)에 설치되고 메쉬(mesh)를 구비하는 정맥측 챔버(靜脈側 chamber)(CV)와, 상기 정맥측 챔버(CV)에 연결된 오버플로 라인(overflow line)(L5)과, (A)혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도(逆濾過速度)와 동일한 속도로 역회전(逆回轉)시키고, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프(loop) 중에서 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 상기 연결부를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제1유로(第一流路)에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사(中空絲) 내측으로 압입(壓入)된 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍(priming) 하는 공정, (B)혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 느리게 하고, 상기 루프의 나머지 유로인 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제2유로에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도로부터 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 뺀 속도에 따른 유량의 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 공정을 상기 순서대로 실행하는 제어수단(制御手段)(G1)을 구비한 혈액투석장치(血液透析裝置).
(2)웨트 타입 또는 드라이(dry) 타입의 혈액투석기(D)와, 상기 혈액투석기(D)에 투석액을 공급하는 투석액 공급라인(L1)과, 상기 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(L2)과, 상기 혈액투석기(D)에 환자로부터 추출한 혈액을 유입시키는 동맥측 혈액라인(L3)과, 상기 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(L4)과, 상기 투석액 공급라인(L1)에 설치된 제1송액수단(P1)과, 상기 투석액 배출라인(L2)에 설치된 제2송액수단(P2)과, 상기 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2) 중 어느 일방 또는 쌍방의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인에 설치되고 정역회전이 가능한 제3송액수단(P3)과, 상기 동맥측 혈액라인(L3)에 설치된 혈액펌프(P4)와, 상기 정맥측 혈액라인(L4)에 설치되고 메쉬를 구비하는 정맥측 챔버(CV)와, 상기 정맥측 챔버(CV)에 연결된 오버플로 라인(L5)과, 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도로 정회전(正回轉)시키고, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)를 경유하여 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부에 이르는, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 순환시켜서, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 공정을 하는 제어수단(G2)을 구비한 혈액투석장치.
(1)제어수단(G1)을 구비하는 본 발명에 관한 혈액투석장치는, 도7∼도9에 나타나 있는 바와 같이 제1공정으로서, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프 중에서 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 상기 연결부를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제1유로에 이 방향으로 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
여기에서 제1유로 내의 공기는 투석액보다 먼저 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 통과하기 때문에, 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
계속하여 도10∼도11에 나타나 있는 바와 같이 제2공정으로서, 상기 루프의 나머지 유로인 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제2유로에 이 방향으로 상기 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
여기에서 도10에 나타나 있는 바와 같이 제2유로 내의 공기는 투석액보다 먼저 정맥측 챔버(CV)에 유입되지만, 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는 도10에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 의한 부력(浮力) 및 제1유로를 흐르는 투석액의 상승류(上昇流)에 의하여 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에는 도달하지 않는다. 따라서 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
즉 제1공정과 제2공정을 이 순서대로 하는 제어수단(G1)을 구비하는 본 발명에 관한 혈액투석장치에 의하면, 프라이밍 시에 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 이에 따라 치료 중의 공기혼입에 의한 의료사고를 미연에 방지할 수 있다.
(2)제어수단(G2)을 구비하는 본 발명에 관한 혈액투석장치는, 도12∼도17에 나타나 있는 바와 같이 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)를 경유하여 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부에 이르는, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 이 방향으로 순환시켜서, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다. 또 도12∼도17은 드라이 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우의 투석액 및 공기의 흐름을 시계열적(時系列的)으로 도면에 나타낸 것이다.
여기에서 상기한 바와 같이 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 투석액에 의하여 적신 후에 공기를 통과시키면 공기가 메쉬에 포착되는 바, 도13의 단계에서 메쉬가 처음으로 투석액에 의하여 젖게 되지만, 메쉬가 젖은 후에 유입되는 공기는 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되고, 메쉬가 젖음으로써 메쉬 내부에 갇힌 공기는 투석액과 함께 정맥측 챔버(CV)에 있어서 하류측의 정맥측 혈액라인(L4)으로 인입되기 때문에, 이들 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
또한 상기의 메쉬 내부에 갇힌 공기가 정맥측 혈액라인(L4)과 동맥측 혈액라인(L3)의 연결부, 혈액펌프(P4) 그리고 동맥측 혈액라인(L3)을 거쳐서 혈액투석기(D)에 유입되는 단계에 있어서는, 정맥측 챔버(CV)에는 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되는 데에 충분한 양의 투석액이 고여 있다. 이 때문에 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는, 도15에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 의한 부력에 의하여 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에는 도달되지 않는다. 따라서 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
즉 제어수단(G2)을 구비하는 본 발명에 관한 혈액투석장치에 의하면, 드라이 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우이더라도 프라이밍 시에 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 이에 따라 치료 중의 공기혼입에 의한 의료사고를 미연에 방지할 수 있다.
도1은 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도2는 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도3은 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도4는 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도5는 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도6은 종래기술에 관한 프라이밍 방법을 설명하는 모식도이다.
도7은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도8은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도9는 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도10은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도11은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도12는 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도13은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도14는 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도15는 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도16은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도17은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예의 동작을 설명하는 모식도이다.
도18은 제3송액수단(P3)의 배치예를 나타내는 모식도이다.
도19는 제3송액수단(P3)의 다른 배치예를 나타내는 모식도이다.
도20은 본 발명에 관한 혈액투석장치의 다른 태양을 나타내는 모식도이다.
우선 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제1실시예에 대하여 설명한다. 이하에서는 본 발명에 관한 '혈액투석장치의 제1실시예'를 '제1실시예'라고 표기한다.
제1실시예는 웨트(wet) 타입의 혈액투석기(血液透析器)(D)를 구비한 혈액투석장치(血液透析裝置)이다.
도7∼도11은 제1실시예의 동작 및 상기 동작에 의한 투석액 및 공기의 흐름을 나타내는 도면으로서, 도면에 있어서의 수치는 투석액의 유량속도를 나타내고, 화살표는 투석액이 흐르는 방향을 나타낸다.
제1실시예는 제어수단(制御手段)(G1)에 의한 프라이밍 액(priming 液)(투석액(透析液))의 유로선택 및 세정방향에 있어서 특징을 구비하므로, 이것에 대하여 설명한다.
(제1공정)
제1공정에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(血液 pump)(P4)를 제3송액수단(第三送液手段)(P3)에 의한 역여과 속도(逆濾過速度)와 동일한 속도로 역회전(逆回轉)시킨다. 예를 들면 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2)을 각각 500ml/min의 유량속도(流量速度)로 동작시킨 상태에서, 제3송액수단(P3)을 역여과 방향으로 200ml/min, 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일한 속도인 200ml/min으로 역회전시킨다. 그러면 혈액투석기(D)로 압입(壓入)되는 투석액의 유량속도는 인입되는 유량속도보다 200ml/min 커지게 되기 때문에, 혈액투석기(D) 내부에 있어서는 상기 유량속도의 차이에 의하여 중공사(中空絲)의 외측을 흐르고 있던 투석액이 중공사의 내측으로 압입되는 역여과 현상이 발생한다.
여기에서 역회전이란, 투석 치료 중에 혈액펌프(P4)가 회전하는 방향(정회전방향(正回轉方向))과 반대방향으로 회전시키는 것을 말한다.
그리고 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액은, 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일한 속도로 역회전시키고 있기 때문에 도7에 나타나 있는 바와 같이 역여과의 유량속도와 동일한 속도인 200ml/min으로, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프(loop) 중에서 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 상기 연결부를 경유하여 정맥측 챔버(靜脈側 chamber)(CV)에 이르는 제1유로를 이 방향으로 흐름과 아울러, 상기 유로 중의 공기를 압출(壓出)시켜서, 결국에는 도8에 나타나 있는 바와 같이 상기 유로 중의 공기 제거가 완료된다.
여기에서 제1유로 내의 공기는 투석액보다 먼저 정맥측 챔버(CV)의 메쉬(mesh)를 통과하기 때문에, 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다. 즉 정맥측 챔버(CV)의 메쉬는 소수성(疏水性) 재료로 구성되기 때문에, 투석액에 의하여 젖은 메쉬에 공기를 통과시키면 표면장력(表面張力)의 작용에 의하여 공기가 메쉬에 포착되는 바, 본 공정에 있어서는 도7∼도8에 나타나 있는 바와 같이 제1유로 내의 모든 공기가 메쉬를 통과한 후에 메쉬가 투석액에 의하여 젖게 되기 때문에, 제1유로 내의 공기가 젖은 메쉬에 의하여 포착되는 경우는 없다.
계속하여 정맥측 챔버(CV)에 유입된 투석액은 도8에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고이게 되고, 소정의 높이에 도달하여 갈 곳을 잃은 투석액은 도9에 나타나 있는 바와 같이 오버플로 라인(overflow line)(L5)으로부터 배출된다.
이와 같이 제1공정에서는, 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일한 속도로 역회전시킴으로써, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 제1유로에 상기 방향으로 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍(priming) 한다.
또 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 높은 속도로 역회전시키면, 제1유로를 흐르는 투석액의 유량속도에 대해서는 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일한 속도로 역회전시켰을 경우와 동일하지만, 정맥측 혈액라인(L4)으로부터 혈액투석기(D) 내로 공기를 인입(引入)하는 형태가 되어 바람직하지 않다.
한편 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도로 역회전시키면, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제2유로로도 이 방향으로 투석액이 흘러나간다. 예를 들면 도7에 있어서 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 100ml/min으로 하였을 경우에 제1유로와 제2유로의 쌍방에는 100ml/min의 유량속도로 투석액이 흘러나간다. 따라서 제1유로와 제2유로의 용적비(容積比)에도 의하지만, 제1유로 내의 공기 제거가 완료되기 전에 제2유로로부터 유입된 투석액에 의하여 정맥측 챔버(CV)의 메쉬가 젖는 사태도 발생할 수 있다.
즉 혈액펌프(P4)의 역회전 속도에 대해서는 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도와 동일하게 하는 것이 가장 바람직하지만, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도를 완전하게 배제하는 것이 아니라, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도이더라도 제1유로 내의 공기 제거가 완료된 후에 즉 제1유로 내의 모든 공기가 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 통과한 후에 제2유로로부터의 투석액이 정맥측 챔버(CV)로 유입되는 속도라면, 제1실시예의 목적은 달성할 수 있다.
(제2공정)
제2공정에서는, 도10에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 느리게 한다. 예를 들면 제3송액수단(P3)의 역여과 속도가 200ml/min인 것에 비하여 혈액펌프(P4)를 120ml/min으로 역회전시킨다. 그러면 제1공정에 있어서 제1유로를 흐르고 있던 투석액의 유량속도는 200ml/min으로부터 120ml/min으로 감소하는 한편, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제2유로에는, 이 방향으로 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도로부터 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 뺀 속도에 따른 유량인 80ml/min의 유량속도로 투석액이 흐르게 됨과 아울러, 상기 유로 중의 공기를 압출시킨다.
그리고 제1공정에 의한 프라이밍에 의하여 정맥측 챔버(CV)에는 투석액이 고여 있기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 유입된 공기와 투석액은 도10에 나타나 있는 바와 같이 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되어, 결국에는 도11에 나타나 있는 바와 같이 제2유로 중의 공기 제거가 완료된다.
여기에서 도10에 나타나 있는 바와 같이 제2유로 내의 공기는 투석액보다 먼저 정맥측 챔버(CV)에 유입되지만, 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는, 도10에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고여 있는 투석액에 의한 부력(浮力) 및 제1유로를 흐르는 투석액의 상승류(上昇流)에 의하여 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에는 도달되지 않는다. 따라서 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
이와 같이 제2공정에서는, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 제1유로와 제2유로의 쌍방으로 흐르게 하여, 이들 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
이상이 제1공정과 제2공정을 이 순서대로 실시하는 제어수단(G1)을 구비하는 제1실시예의 동작 개요로서, 제1실시예에 의하면, 프라이밍 시에 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 이에 따라 치료 중의 공기혼입에 의한 의료사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한 앞에서 설명한 제2공정은, 도10에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 느리게 함으로써, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 제1유로와 제2유로의 쌍방으로 흐르게 하여 이들 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 것이지만, 혈액펌프(P4)를 정지시킴으로써 상기 투석액을 제2유로에만 흐르게 하여 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 것도 가능하다.
그러나 이 경우에는 제2유로로부터 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기가 제1유로를 흐르는 투석액의 상승류를 얻을 수 없기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는 제1유로와 제2유로의 쌍방으로 투석액을 흐르게 하는 경우보다 정맥측 챔버(CV)의 깊은 부위에 도달한다. 이 때문에 혈액펌프(P4)를 정지시킴으로써 상기 투석액을 제2유로에만 흐르게 하는 경우에는, 제2유로로부터 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기의 유입속도를 감소시키는 관점에 있어서 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도를 느리게 하여야 한다.
제1공정으로부터 제2공정으로의 이행 타이밍(移行 timing)에 대해서는, 제2공정에 있어서도 제1유로를 세정하기 때문에, 도9에 나타나 있는 바와 같이 제1공정에 있어서 제1유로를 세정한 투석액이 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되는 타이밍이 경과된 후에 제2공정으로 이행하는 것이 바람직하다.
또한 제1유로 내의 모든 공기가 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 통과한 후에 제2유로로부터의 투석액이 정맥측 챔버(CV)에 유입되면 제1유로 내의 공기가 젖은 메쉬에 의하여 포착되는 경우는 없기 때문에, 제1유로로부터 정맥측 챔버(CV)에 투석액이 유입되는 타이밍이 경과된 후에 제2공정으로 이행하여도 좋다.
또는 혈액투석장치를 프라이밍 하는 데에 필요한 투석액의 양 바꾸어 말하면 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3), 정맥측 혈액라인(L4) 등으로 이루어지는 혈액회로의 유로를 세정하는 데에 필요한 투석액의 양은, 제3송액수단(P3)의 역여과 속도 및 시간에 의하여 관리되고 있고, 상기 정보는 메모리(memory), 하드디스크(hard disk) 등의 소정의 기록수단(記錄手段)에 기록되어 있다. 그리고 혈액투석장치는 의료종사자로부터의 프라이밍 시작정보 예를 들면 혈액투석장치에 설치된 프라이밍 시작버튼이 눌러짐으로써 프라이밍을 자동으로 시작하고, 상기 기록수단에 기록된 역여과 속도 및 시간에 의거하여 제3송액수단(P3)을 동작시킨다. 따라서 제어성(制御性)의 관점으로부터는, 제1유로를 세정한 투석액이 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되는 시간 또는 제1유로로부터 정맥측 챔버(CV)에 투석액이 유입되는 시간을 미리 연산하고, 이것을 메모리, 하드디스크 등의 소정의 기록수단에 기록하여 두고, 프라이밍 시작버튼이 눌리어진 시점으로부터 상기 시간을 경과한 후에 제2공정으로 이행하여도 좋다. 상기 방법을 채용하면, 의료종사자에 의한 조작을 필요로 하지 않고 자동으로 제2공정으로 이행할 수 있다.
다음에 본 발명에 관한 혈액투석장치의 제2실시예에 대하여 설명한다. 이하에서는 본 발명에 관한 '혈액투석장치의 제2실시예'를 '제2실시예'라고 표기한다.
제2실시예는 웨트(wet) 타입 또는 드라이(dry) 타입의 혈액투석기(D)를 구비한 혈액투석장치이다.
도12∼도17은 드라이 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 때에 있어서의 제2실시예의 동작 및 상기 동작에 의한 투석액 및 공기의 흐름을 나타내는 도면으로서, 도면에 있어서의 수치는 투석액의 유량속도를 나타내고, 화살표는 투석액이 흐르는 방향을 나타낸다. 또 도면에 있어서의 수치는, 상기 숫자에 위치하는 유로 중에 공기가 존재하는 경우에는 상기 공기를 포함한 투석액의 유량속도를 나타낸다.
제2실시예도 제어수단(G2)에 의한 프라이밍 액의 유로선택 및 세정방향에 있어서 특징을 구비하므로, 이것에 대하여 설명한다.
제2실시예는, 도12∼도17에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도로 정회전(正回轉)시킨다. 예를 들면 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2)을 각각 500ml/min의 유량속도로 동작시킨 상태에서, 제3송액수단(P3)을 역여과 방향으로 200ml/min, 혈액펌프(P4)를 160ml/min으로 정회전시킨다. 그러면 혈액투석기(D)로 압입되는 투석액의 유량속도는 인입되는 유량속도보다 200ml/min 커지게 되기 때문에, 혈액투석기(D) 내부에 있어서는 상기 유량속도의 차이에 의하여 중공사의 외측을 흐르고 있던 투석액이 중공사의 내측으로 압입되는 역여과 현상이 발생한다.
그리고 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액은, 도12에 나타나 있는 바와 같이 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프 중에서 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로를 200ml/min의 유량속도로 이 방향으로 흐름과 아울러, 상기 유로 중의 공기를 압출시켜서, 결국에는 도13에 나타나 있는 바와 같이 상기 유로 중의 공기 제거가 완료된다. 또 도12에 나타나 있는 단계에서는 혈액펌프(P4)는 투석액이 도달하지 않고 있는 정맥측 챔버(CV)로부터 160ml/min으로 공기를 인입하여 상기 공기를 혈액투석기(D)로 압입하는 형태가 되고, 도면에 있어서의 (160)은 이것을 의미한다.
도13은 드라이 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우에 대하여 설명하고 있으므로 상기 유로 중의 공기 제거가 완료된다는 것은, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로에 존재하고 있던 공기의 전부가 투석액에 의하여 압출된 것을 의미하고, 드라이 타입의 혈액투석기(D)로부터 압출되는 공기는, 이 단계에 있어서는 도13에 나타나 있는 바와 같이 상기 유로 중에 존재한다. 또 상기 유로 중에 도면에 나타나 있는 ○은 드라이 타입의 혈액투석기(D)로부터 압출된 공기를 의미한다.
다만 웨트 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우에 대해서는 이것에 한정되는 것이 아니라, 상기 유로 중에 존재하고 있던 공기의 전부가 투석액에 의하여 압출된 것을 의미한다.
혈액펌프(P4)를 160ml/min으로 정회전시키고 있는 것에 관계없이 상기 유로를 200ml/min의 유량속도로 흐르게 하는 것은, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 중공사 내측으로 압입된 200ml/min의 투석액은, 혈액펌프(P4)를 정회전시키고 있으므로 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로밖에 갈 곳이 없기 때문이다.
상기 유로 중의 공기 제거가 완료되면, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액 및 드라이 타입의 혈액투석기(D)로부터 압출된 공기가, 도13에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 유입된다.
도13은 상기 투석액 및 드라이 타입의 혈액투석기(D)로부터 압출된 공기가 정맥측 챔버(CV)에 유입된 직후의 상태를 나타내는 도면으로서, 이 중에서 상기 공기는 오버플로 라인(L5)으로부터 40ml/min으로 배출되는 한편, 투석액은 정맥측 챔버(CV) 내를 낙하하여 메쉬를 젖게 함과 아울러 메쉬가 젖음으로써 메쉬 내부에 갇힌 공기와 함께 160ml/min의 유량속도로, 정맥측 챔버(CV)에 있어서 하류측의 정맥측 혈액라인(L4)으로 인입되는 형태가 된다. 이것은 투석액 및 드라이 타입의 혈액투석기(D)로부터 압출된 공기가 처음으로 정맥측 챔버(CV)에 유입된 직후에는, 상기 정맥측 챔버(CV)에는 당연히 투석액이 고여 있지 않고, 또한 정회전하는 혈액펌프(P4)가 160ml/min으로 인입하고 있기 때문이다. 또한 오버플로 라인(L5)으로부터 40ml/min으로 공기가 배출되는 것은, 정맥측 챔버(CV)에는 200ml/min의 투석액 및 공기가 유입되는 한편, 160ml/min으로 정맥측 혈액라인(L4)으로 인입되므로 오버플로 라인(L5)으로부터는 그 차이인 40ml/min이 배출되기 때문이다.
즉 상기한 바와 같이 정맥측 챔버(CV)의 메쉬를 투석액에 의하여 적신 후에 공기를 통과시키면 공기가 메쉬에 포착되는 바, 도13의 단계에서 메쉬가 처음으로 투석액에 의하여 젖게 되지만, 상기한 바와 같이 메쉬가 젖은 후에 유입되는 공기는 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되고, 메쉬가 젖음으로써 메쉬 내부에 갇힌 공기 엄밀히 말하면 원래 정맥측 챔버(CV)에 존재하고 있던 공기로서, 메쉬가 젖음으로써 메쉬 표면에 투석액의 막(膜)이 덮이고, 상기 막에 의하여 메쉬 내부에 갇힌 공기는 투석액과 함께 정맥측 챔버(CV)에 있어서 하류측의 정맥측 혈액라인(L4)으로 인입되기 때문에, 이들 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
혈액펌프(P4)의 정회전 동작에 의하여 정맥측 챔버(CV)로부터 정맥측 혈액라인(L4)으로 인입된 투석액 및 공기는 도14에 나타나 있는 바와 같이 여전히 혈액펌프(P4)에 160ml/min으로 인입되는 형태가 되지만, 이 사이에도 정맥측 챔버(CV)에는 200ml/min으로 투석액이 유입되기 때문에 그 차이인 40ml/min의 유량속도로 정맥측 챔버(CV)에 투석액이 고이게 된다. 즉 투석액이 고이는 것이란, 원래 정맥측 챔버(CV)에 존재하고 있던 공기로서, 메쉬가 젖음으로써 메쉬 표면에 투석액의 막이 덮이고, 상기 막에 의하여 메쉬 내부에 갇힌 공기가 상기 막으로부터 완전히 빠져나간 것을 의미하는 것이기 때문에, 그 후에는 정맥측 챔버(CV)로부터는 투석액만이 인입된다.
도15는 상기의 메쉬 내부에 갇힌 공기가 정맥측 혈액라인(L4)과 동맥측 혈액라인(L3)의 연결부, 혈액펌프(P4) 그리고 동맥측 혈액라인(L3)을 거쳐서 혈액투석기(D)로 유입되기 직전의 상태를 나타내는 도면으로서, 이 단계에 있어서는, 정맥측 챔버(CV)에는 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되는 데에 충분한 양의 투석액이 고여 있다. 따라서 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는, 도15에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 의한 부력에 의하여 투석액 중을 상승하고, 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에는 도달되지 않는다. 따라서 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
또 이 단계에서 말하는 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기란, 원래 드라이 타입의 혈액투석기(D) 내에 존재하고 있던 공기 및 혈액펌프(P4)가 투석액이 도달하지 않고 있는 정맥측 챔버(CV)로부터 인입하여 혈액투석기(D)로 압입한 공기를 말하며, 상기의 메쉬 내부에 갇힌 공기가 혈액투석기(D)로 유입된 후에는 상기 공기도 포함한다.
또 상기한 바와 같이 도15에 나타나 있는 단계에 있어서는 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되는 데에 충분한 양의 투석액이 고여 있기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 투석액 및 공기는 40ml/min의 유량속도로 오버플로 라인(L5)으로부터 배출된다.
도16은 상기의 메쉬 내부에 갇힌 공기가 혈액투석기(D)에 유입된 후의 상태를 나타내는 도면으로서, 이 단계에 있어서는, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 유로를 흐르는 투석액 및 공기의 유량속도는 360ml/min이 된다. 이것은, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 중공사 내측으로 압입된 200ml/min의 투석액에 상기 루프를 순환하여 되돌아온 160ml/min의 투석액이 합산되기 때문이다.
또한 정맥측 챔버(CV)에는 360ml/min의 투석액 및 공기가 유입되는 한편, 160ml/min의 투석액이 인입되기 때문에 오버플로 라인(L5)으로부터는 그 차이인 200ml/min의 투석액 및 공기가 배출된다.
이와 같이 정맥측 챔버(CV)에 유입되는 공기는 오버플로 라인(L5)으로부터 차례대로 배출되기 때문에, 상기 공기는 도17에 나타나 있는 바와 같이 투석액을 순환시킬 때마다 감소하여, 결국에는 존재하지 않게 된다. 바꾸어 말하면 드라이 타입의 혈액투석기(D) 내에 존재하고 있던 공기의 전부는 투석액에 의하여 치환되고, 또한 혈액펌프(P4)가 투석액이 도달하지 않고 있는 정맥측 챔버(CV)로부터 인입하여 혈액투석기(D)로 압입한 공기 혹은 메쉬가 젖음으로써 메쉬 내부에 갇힌 공기로서 혈액투석기(D)로 압입된 공기의 전부는, 오버플로 라인(L5)으로부터 배출되어, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)를 경유하여 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부에 이르는, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프로부터 존재하지 않게 된다.
즉 제2실시예는 혈액펌프(P4)를 정회전시킴으로써 상기 루프에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 이 방향으로 순환시켜서, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 한다.
이상이 제2실시예의 동작 개요로서, 제2실시예에 의하면, 웨트 타입의 혈액투석기(D)는 물론 드라이 타입의 혈액투석기(D)를 사용하였을 경우이더라도 프라이밍 시에 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬에 공기가 포착되어 이것이 잔류하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 이에 따라 치료 중의 공기혼입에 의한 의료사고를 미연에 방지할 수 있다.
또 상기한 바와 같이 제2실시예에 있어서는, 정맥측 챔버(CV)에 유입된 공기는, 도15∼도17에 나타나 있는 바와 같이 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 의한 부력에 의하여 투석액 중을 상승하기 때문에 정맥측 챔버(CV)의 메쉬에는 도달하지 않아 상기 공기가 메쉬에 포착되는 경우는 없다.
그러나 제2실시예는 제1실시예와 달리 투석액의 상승류를 얻을 수 없기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 유입된 공기는 제1실시예보다 정맥측 챔버(CV)의 깊은 부위에 도달한다. 즉 제1실시예의 경우에는 도10에 나타나 있는 바와 같이 혈액펌프(P4)를 역회전시키고 있기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 유입된 공기는 정맥측 챔버(CV)의 하측으로부터 압입되는 투석액의 상승류에 의하여 투석액 중을 상승하여 메쉬에 접근하지 않는 방향으로 작용한다. 이에 대하여 제2실시예의 경우에는 정맥측 챔버(CV)의 하측으로부터 투석액을 인입하는 형태이기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 유입된 공기가 메쉬에 접근하는 방향으로 작용한다.
따라서 상기 공기를 정맥측 챔버(CV)의 하측으로부터 인입하는 능력은 혈액펌프(P4)의 유량속도에 의하여 결정되기 때문에, 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액으로 유입되는 속도, 정맥측 챔버(CV)의 깊이, 메쉬의 형상·배치 등을 고려한 후에, 정맥측 챔버(CV)에 고인 투석액에 의한 부력이 정맥측 챔버(CV)의 하측으로부터 인입하는 힘을 상회하여 정맥측 챔버(CV)에 유입된 공기가 메쉬에 도달하지 않도록 혈액펌프(P4)의 유량속도를 결정하는 것이 바람직하다.
반투막(半透膜)을 사이에 두고 혈액과 투석액을 접촉시켜서 혈액을 정화하는 혈액투석기(D)로서는, 중공사 타입을 사용하는 것이 바람직하다.
혈액투석기(D)에 투석액을 공급하는 투석액 공급라인(L1) 및 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(L2)에는, 실리콘 튜브(silicon tube)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 혈액투석기(D)에 환자로부터 추출한 혈액을 유입시키는 동맥측 혈액라인(L3) 및 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(L4)에는, 가소성(可塑性)의 화학합성재료를 사용하는 것이 바람직하다.
혈액투석기(D)에 투석액을 송액(送液)하는 제1송액수단(P1) 및 혈액투석기(D)로부터 투석액을 흡액(吸液)하는 제2송액수단(P2)으로서는, 다이어프램 펌프(diaphragm pump) 또는 복식 펌프(複式 pump) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 혈액 등을 순환시키는 혈액펌프(P4)로서는, 롤러식 튜빙 펌프(roller式 tubing pump)를 사용하는 것이 바람직하다.
혈액투석기(D)를 통하여 역여과에 의하여 투석액을 혈액회로 내로 이행시키고 또한 혈액투석기(D) 내의 혈액을 제수(除水) 등을 하는 제3송액수단(P3)으로서는, 정역회전(正逆回轉)이 가능한 정량 펌프(定量 pump)를 사용하는 것이 바람직하다.
또 이상에서 설명한 제1실시예 및 제2실시예는 제3송액수단(P3)을 제2송액수단(P2)의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인(bypass line)에 설치한 형태이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도18은 제1송액수단(P1)의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인에 제3송액수단(P3)을 설치한 것으로서, 이 경우의 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도는 200ml/min이다.
도19는 제1송액수단(P1)의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인 및 제2송액수단(P2)의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인에 제3송액수단(P3)을 각각 설치한 것으로서, 이 경우의 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도에 대해서도 제1송액수단(P1)측에 설치된 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도 100ml/min과 제2송액수단(P2)측에 설치된 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도 100ml/min을 합산한 200ml/min이다.
정맥측 혈액라인(L4)에 설치되는 정맥측 챔버(CV)에는, 가소성의 화학합성재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 정맥측 챔버(CV)에 연결되는 오버플로 라인(L5)에는, 가소성의 화학합성재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또 이상에서 설명한 제1실시예 및 제2실시예는 정맥측 챔버(CV)만을 구비한 형태이지만, 도20에 나타나 있는 바와 같이 동맥측 챔버(CA)를 구비하여도 좋다.
또한 정맥측 챔버(CV)가 구비하는 메쉬의 형상 및 배치로서는, 도7∼도19에 나타나 있는 위로 볼록한 메쉬를 정맥측 챔버(CV)의 하부에 구비하는 형태에 한정되지 않고, 도20에 나타나 있는 바와 같이 아래로 볼록한 메쉬를 정맥측 챔버(CV)의 중간 부분에 구비하여도 좋다.
제1실시예의 제1공정에 있어서 의료종사자로부터의 프라이밍 시작정보의 입력에 따라 소정의 기록수단에 기록된 제3송액수단(P3)의 역여과 속도에 의거하여 이것과 동일한 속도로 혈액펌프(P4)를 역회전시키는 제어, 동일하게 기록된 제3송액수단(P3)의 역여과 시간에 의거하여 자동으로 제2공정으로 이행시키는 제어, 그리고 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮게 미리 정해진 속도로 제어하여 기록된 소정의 시간이 경과된 후에 프라이밍을 종료시키는 제어를 하는 제어수단(G1)으로서는, 컴퓨터(전자계산기)를 사용하는 것이 바람직하다.
마찬가지로 제2실시예에 있어서 의료종사자로부터의 프라이밍 시작정보의 입력에 의하여 제3송액수단(P3)의 역여과 속도보다 낮은 속도로서 소정의 기록수단에 기록된 미리 정해진 속도로 혈액펌프(P4)를 정회전시키는 제어 및 미리 정해진 소정의 시간이 경과된 후에 프라이밍을 종료시키는 제어를 하는 제어수단(G2)에 관해서도 컴퓨터(전자계산기)를 사용하는 것이 바람직하다.
CA : 동맥측 챔버
CV : 정맥측 챔버
CLL4 : 정맥측 챔버(CV)의 하류측에 설치된 클램프
CLL5 : 오버플로 라인(L5)에 설치된 클램프
D : 혈액투석기 L1 : 투석액 공급라인
L2 : 투석액 배출라인 L3 : 동맥측 혈액라인
L4 : 정맥측 혈액라인 L5 : 오버플로 라인
P1 : 제1송액수단 P2 : 제2송액수단
P3 : 제3송액수단 P4 : 혈액펌프

Claims (2)

  1. 웨트(wet) 타입의 혈액투석기(血液透析器)(D)와,
    상기 혈액투석기(D)에 투석액(透析液)을 공급하는 투석액 공급라인(透析液 供給line)(L1)과,
    상기 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(透析液 排出line)(L2)과,
    상기 혈액투석기(D)에 환자로부터 추출한 혈액을 유입시키는 동맥측 혈액라인(動脈側 血液line)(L3)과,
    상기 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(靜脈側 血液line)(L4)과,
    상기 투석액 공급라인(L1)에 설치된 제1송액수단(第一送液手段)(P1)과,
    상기 투석액 배출라인(L2)에 설치된 제2송액수단(P2)과,
    상기 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2) 중 어느 일방 또는 쌍방의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인(bypass line)에 설치되고 정역회전(正逆回轉)이 가능한 제3송액수단(P3)과,
    상기 동맥측 혈액라인(L3)에 설치된 혈액펌프(血液 pump)(P4)와,
    상기 정맥측 혈액라인(L4)에 설치되고 메쉬(mesh)를 구비하는 정맥측 챔버(靜脈側 chamber)(CV)와,
    상기 정맥측 챔버(CV)에 연결된 오버플로 라인(overflow line)(L5)과,
    (A)혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도(逆濾過速度)와 동일한 속도로 역회전(逆回轉)시키고, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프(loop) 중에서 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부로부터 상기 연결부를 경유하여 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제1유로(第一流路)에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사(中空絲) 내측으로 압입(壓入)된 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍(priming) 하는 공정,
    (B)혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 느리게 하고, 상기 루프의 나머지 유로인 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)에 이르는 제2유로에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도로부터 혈액펌프(P4)의 역회전 속도를 뺀 속도에 따른 유량의 투석액을 흐르게 하여, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 공정을
    상기 순서대로 실행하는 제어수단(制御手段)(G1)을
    구비한 것을 특징으로 하는 혈액투석장치(血液透析裝置).
  2. 웨트 타입 또는 드라이(dry) 타입의 혈액투석기(D)와,
    상기 혈액투석기(D)에 투석액을 공급하는 투석액 공급라인(L1)과,
    상기 혈액투석기(D)로부터 투석액을 배출하는 투석액 배출라인(L2)과,
    상기 혈액투석기(D)에 환자로부터 추출한 혈액을 유입시키는 동맥측 혈액라인(L3)과,
    상기 혈액투석기(D)로부터 유출된 혈액을 환자에게 되돌리는 정맥측 혈액라인(L4)과,
    상기 투석액 공급라인(L1)에 설치된 제1송액수단(P1)과,
    상기 투석액 배출라인(L2)에 설치된 제2송액수단(P2)과,
    상기 제1송액수단(P1)과 제2송액수단(P2) 중 어느 일방 또는 쌍방의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스 라인에 설치되고 정역회전이 가능한 제3송액수단(P3)과,
    상기 동맥측 혈액라인(L3)에 설치된 혈액펌프(P4)와,
    상기 정맥측 혈액라인(L4)에 설치되고 메쉬를 구비하는 정맥측 챔버(CV)와,
    상기 정맥측 챔버(CV)에 연결된 오버플로 라인(L5)과,
    혈액펌프(P4)를 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 속도보다 낮은 속도로 정회전(正回轉)시키고, 혈액투석기(D)와 정맥측 혈액라인(L4)의 접속부로부터 정맥측 챔버(CV)를 경유하여 혈액투석기(D)와 동맥측 혈액라인(L3)의 접속부에 이르는, 동맥측 혈액라인(L3)과 정맥측 혈액라인(L4)을 연결하여 형성된 루프에, 제3송액수단(P3)에 의한 역여과 조작에 의하여 혈액투석기(D) 내의 중공사 내측으로 압입된 투석액을 순환시켜서, 상기 유로와 혈액투석기(D)를 프라이밍 하는 공정을 하는 제어수단(G2)을
    구비한 것을 특징으로 하는 혈액투석장치.
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