KR20130083699A - 다중 동시 혈액투석장치 및 방법 - Google Patents

다중 동시 혈액투석장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투석가능한 여러 신체부위에서 동시에 혈액투석을 실시하는 다중 동시 혈액투석장치 및 방법을 제공한다. 이를 위해 복수의 동맥측 혈압라인, 복수의 정맥측 혈압라인, 복수의 혈액펌프, 투석액 공급라인, 투석액 배출라인, 혈액투석기를 포함하는 다중 동시 혈액투석장치를 개시한다. 이로써 혈액정화 효율을 증대시켜 투석치료 시간을 단축할 수 있게 된다. 아울러, 종래 혈액투석치료 과정에서 나타날 수 있는 여러 부작용을 최소화하여 환자에 가해지는 신체적 부담이 경감될 것으로 기대된다.

Description

다중 동시 혈액투석장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POLYHEMODIALYSIS}
본 발명은 신부전 환자의 체내 혈액을 체외로 순환시켜 정화하고 체내로 주입하는 혈액투석에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투석가능한 환자의 여러 신체부위에서 동시에 혈액투석을 실시하는 다중 동시 혈액투석방법(method for polyhemodialysis) 및 이와 같은 다중 동시 혈액투석방법을 실시하기 위한 다중 동시 혈액투석장치(apparatus for polyhemodialysis)에 관한 것이다.
혈액투석기의 내부에는 복수의 중공사가 설치되어 있고 이 중공사의 벽면에는 미세구멍이 형성되어 반투막을 이루고 있다. 혈액유로(즉, 중공사 내측의 공간)에는 혈액이 흐르고 투석액유로(즉, 중공사의 외주면과 혈액투석기 하우징체의 내주면 사이의 공간)에는 투석액이 서로 반대로 흐르도록 하여 혈액속의 노폐물이 반투막을 투과하여 투석액 속으로 배출된다. 이러한 방식으로 정화된 혈액을 환자에 다시 주입하여 혈액투석치료를 실시하게 된다.
일반적 혈액투석방법은 환자의 투석가능한 신체부위(예를 들어 팔, 다리, 목, 복부 등)로부터 혈액을 채취하는 단계; 채취한 혈액을 정화하는 단계; 정화된 혈액을 환자에게 주입시키는 단계를 포함한다.
이러한 혈액투석방법을 실시하기 위한 일반적 혈액투석장치는 환자로부터 혈액을 채취하는 동맥측 혈액라인, 정화된 혈액을 환자에게 되돌려주는 정맥측 혈액라인, 투석액 공급라인, 투석액 배출라인 및 이들 사이에 구비되어 환자의 탁한 혈액을 정화시키는 혈액투석기로 구성된다.
이와 같은 종래의 혈액투석방법 및 혈액투석장치로는 정맥피와 투석액 간의 반투막 확산 효율(약 200~500㎖/min)이 낮고 혈액투석기에 의해 정화된 혈액이 체내로 되돌아가서 체내의 탁한 혈액과 혼합된 후에 그 혼합된 혈액의 일부가 다시 상기 투석과정을 거치게 되어 비효율적이다. 이것은 불순물을 제거하는 퍼펙트 믹싱(perfect mixing) 화학공정에서 말하는 전형적인 리사이클링 효과(recycling effect) 또는 바이패스 효과(by pass effect)로 불린다. 이론적으로는 되돌림이 없는 플러그 플로우(plug flow) 공정에 의해서 1회의 단시간 투석치료가 가능하나 신체구조와 의학적 생체 원리상 온 몸의 피를 일시에 정화시키는 것은 사실상 불가능하다.
따라서, 체중 70kg의 환자를 기준으로 체중의 6~8%에 달하는 혈액 약 6ℓ를 투석치료함에 있어서 약 5~6시간의 장시간 투석치료를 매 3~4일마다 받아야 한다는 문제점이 있습니다.
아울러, 종래 기술에 의한 투석치료를 단시간 동안에 실시할 경우 가슴통증(chest pain), 다리절임(leg cramp), 저혈압(low blood pressure), 두통(heartache), 어지럼증(dizziness) 등을 유발할 수 있으며, 장기적으로는 아밀로이드증(amyloidosis), 신경장애(neuropathy), 심장병(heart disease) 등의 위험이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
현재로서는 혈액투석 부작용을 최소화하기 위해서 투석의 속도 및 횟수를 조절하는 것이 최선이다.
도 1은 종래 혈액투석장치의 일 실시예를 도시한 도면이다. 환자의 혈액은 혈액펌프(50)에 의하여 선단에 구비된 동맥측 천자침(a)을 통하여 동맥측 혈액라인(L1)으로 이송된다. 환자로부터 채취된 혈액은 혈액투석기(10) 내의 혈액유로를 통과하면서 혈액속 노폐물이 반투막을 투과하여 투석액유로 내의 투석액으로 배출된다. 이와 같이 정화된 혈액은 정맥측 혈액라인(L2)을 통과하여 선단에 장착된 정맥측 천자침(b)을 통하여 환자에게 주입된다. 혈액라인에는 약제 공급라인(60)이 구비되어 필요한 약제를 주입한다. 동맥측 혈액라인(L1)에는 헤파린 펌프(70)가 구비되어 혈액의 응고를 방지한다. 정맥측 혈액라인(L2)에는 혈액 내의 공기를 탐지하고 제거할 수 있는 공기트랩 및 공기탐지수단(80)이 구비된다. 혈액라인에는 각각 동맥압 감시수단(20)과 정맥압 감시수단(30)이 구비되어 각각 혈액라인 내의 압력 및 그 변화를 감지하게 된다. 나아가 혈액라인에는 상기 혈액투석기속 혈액유로의 도입부의 압력 및 그 변화를 측정하는 유입 압력 감시수단(inflow pressure monitor)이 구비될 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 혈액투석치료에 수반되는 상기 부작용을 최소화하면서도 혈액정화 효율증대에 따른 투석시간을 단축시키는데 있다. 이를 위해 투석가능한 어느 한 신체부위로부터 혈액을 채취하는 대신에 투석가능한 여러 신체부위로부터 동시에 혈액을 채취하고 정화하여 정화된 혈액을 환자에 주입하는 다중 동시 혈액투석방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 다중 동시 혈액투석방법을 효율적으로 실시할 수 있게 하는 다중 동시 혈액투석장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 다중 동시 혈액투석장치는 투석가능한 2 이상의 신체부위으로부터 혈액을 받아들이고 혈액투석기속의 혈액유로의 일단에 연결되는 복수의 동맥측 혈압라인; 정화된 혈액을 환자에게 되돌리고 혈액투석기속의 혈액유로의 다른 일단에 연결되는 복수의 정맥측 혈압라인; 상기 동맥측 혈액라인에 구비되어 환자의 혈액을 동맥측 혈액라인으로 이송하는 복수의 혈액펌프; 미사용한 투석액을 제1 투석액 용기로부터 받아들이고 혈액투석기의 투석액유로의 일단에 연결되며 다지관 형태로 된 투석액 공급라인; 사용한 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하고 혈액투석기의 투석액유로의 다른 일단에 연결되며 다지관 형태로 된 투석액 배출라인; 상기 투석액 공급라인에 구비되어 투석액을 투석액 공급라인으로 이송하는 복수의 투석액펌프; 상기 복수의 동맥측 혈액라인과 상기 복수의 정맥측 혈액라인 사이 및 상기 투석액 공급라인과 상기 투석액 배출라인 사이에 구비되어 환자의 혈액을 정화하는 복수의 혈액투석기를 포함한다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일측면에 따른 다중 동시 혈액투석장치는 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 혈액을 받아들이고 혈액투석기속의 혈액유로의 일단에 연결되는 복수의 동맥측 혈압라인; 정화된 혈액을 환자에게 되돌리고 혈액투석기속의 혈액유로의 다른 일단에 연결되는 복수의 정맥측 혈압라인; 상기 동맥측 혈액라인에 구비되어 환자의 혈액을 동맥측 혈액라인으로 이송하는 복수의 혈액펌프; 미사용한 투석액을 제1 투석액 용기로부터 받아들이고 혈액투석기의 투석액유로의 일단에 연결된 투석액 공급라인; 사용한 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하고 혈액투석기의 투석액유로의 다른 일단에 연결된 투석액 배출라인; 상기 투석액 공급라인에 구비되어 투석액을 투석액 공급라인으로 이송하는 투석액펌프; 상기 복수의 동맥측 혈액라인과 상기 복수의 정맥측 혈액라인 사이 및 상기 투석액 공급라인과 상기 투석액 배출라인 사이에 구비되어 환자의 혈액을 정화하는 혈액투석기를 포함한다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일측면에 따른 다중 동시 혈액투석방법는 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 혈액을 동시에 채취하는 단계; 각각 채취된 혈액을 개별 또는 통합적으로 정화하는 단계; 정화된 혈액을 환자에게 주입하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하여 앞서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 환자의 투석가능한 여러 신체부위에서 동시에 혈액투석을 실시함으로써 바이패스 효과를 차단하고 혈액정화 효율을 증대시켜 투석치료 시간을 단축할 수 있게 된다. 아울러, 종래 혈액투석치료 과정에서 나타나는 여러 부작용을 최소화하여 환자에 가해지는 신체적 부담이 경감될 것으로 기대된다.
도 1은 종래 혈액투석장치의 사용 상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치의 사용 상태도,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치의 사용 상태도,
도 4는 종래 혈액투석장치를 이용하여 다중 동시 혈액투석방법을 실시한 사용 상태도,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석방법을 도시한 도면이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치의 사용 상태도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치는 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 동시에 혈액을 받아들이는 복수의 동맥측 혈액라인(L1), 정화된 혈액을 환자에 주입하는 정맥측 혈액라인(L2), 제1 투석액 용기로부터 미사용된 투석액을 혈액투석기(10)에 공급하는 다지관 형태의 투석액 공급라인(L3), 사용된 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하는 다지관 형태의 투석액 배출라인(L4), 혈액을 정화하는 복수의 혈액투석기(10)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치의 사용 상태도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석장치는 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 혈액을 받아들이고 혈액투석기속의 혈액유로의 일단에 연결되는 복수의 동맥측 혈압라인; 정화된 혈액을 환자에게 되돌리고 혈액투석기속의 혈액유로의 다른 일단에 연결되는 복수의 정맥측 혈압라인; 상기 동맥측 혈액라인에 구비되어 환자의 혈액을 동맥측 혈액라인으로 이송하는 복수의 혈액펌프; 미사용한 투석액을 제1 투석액 용기로부터 받아들이고 혈액투석기의 투석액유로의 일단에 연결된 투석액 공급라인; 사용한 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하고 혈액투석기의 투석액유로의 다른 일단에 연결된 투석액 배출라인; 상기 투석액 공급라인에 구비되어 투석액을 투석액 공급라인으로 이송하는 투석액펌프; 상기 복수의 동맥측 혈액라인과 상기 복수의 정맥측 혈액라인 사이 및 상기 투석액 공급라인과 상기 투석액 배출라인 사이에 구비되어 환자의 혈액을 정화하는 혈액투석기를 포함한다.
또한, 도 2 및 도 3에서 도시된 다중 동시 혈액투석장치는 내부에 상기 복수의 동맥측 혈액라인, 상기 복수의 정맥측 혈액라인, 상기 투석액 공급라인, 상기 투석액 배출라인 및 상기 복수 또는 단일의 혈액투석기를 수납하는 하우징체를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에서 도시된 다중 동시 혈액투석장치는 상기 동맥측 혈액라인과 정맥측 혈액라인의 선단에 각각 장착된 동맥측 천자침과 정맥측 천자침을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에서 도시된 다중 동시 혈액투석장치는 상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 약제주입용 라인, 상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 헤파린 펌프, 상기 정맥측 혈액라인에 구비되는 공기트랩 및 공기탐지수단, 상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 동맥압 감시수단, 상기 정맥측 혈액라인 구비되는 정맥압 감시수단 및/또는 상기 동맥측 혈액라인에 구비된 유입 압력 감시수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 4는 종래 혈액투석장치를 이용하여 다중 동시 혈액투석방법을 실시한 사용 상태도이다. 도 4를 참조하면, 다중 동시 혈액투석방법은 복수의 혈액투석장치에 의해 실시될 수 있다. 다만, 이러한 방법으로 다중 동시 혈액투석을 실시할 경우에 도 2 및 도3에서 도시된 본 발명에 따른 다중 동시 혈액투석장치와 달리 2 이상의 혈액투석장치가 필요하므로 경제적, 공간적 효용성이 낮아 바람직하지 않다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 다중 동시 혈액투석방법을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 투석가능한 환자의 여러 신체부위에서 동시에 혈액을 채취하는 다중 동시 혈액채취단계(S10)와, 채취된 혈액을 개별 또는 통합적으로 정화하는 다중 동시 혈액정화단계(S20)와, 정화된 혈액을 개별적으로 동시에 환자에 주입하는 다중 동시 혈액주입단계(S30)를 포함하고 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
a : 동맥측 천자침 b : 정맥측 천자침
L1 : 동맥측 혈액라인 L2 : 정맥측 혈액라인
L3 : 투석액 공급라인 L4 : 투석액 배출라인
L5 : 다지관 형태의 투석액 공급라인 L6 : 다지관 형태의 투석액 배출라인
10 : 혈액투석기 20 : 동맥 압력 감시수단
30 : 정맥 압력 감시수단 40 : 유입 압력 감시수단
50 : 혈액펌프 60 : 약제 공급라인
70 : 헤파린 펌프 80 : 공기트랩 및 공기탐지수단
90 : 혈액투석장치 100 : 하우징체
110 : 제1 투석액 용기 140 : 제2 투석액 용기
150 : 하우징체

Claims (5)

  1. 혈액투석기 혈액유로의 일단에 연결되고 환자의 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 혈액을 받아들이는 복수의 동맥측 혈압라인;
    혈액투석기 혈액유로의 다른 일단에 연결되고 환자에게 정화된 혈액을 되돌리는 복수의 정맥측 혈압라인;
    상기 동맥측 혈액라인에 설치되어 환자의 혈액을 동맥측 혈액라인으로 이송하는 복수의 혈액펌프;
    혈액투석기 투석액유로의 일단에 연결되고 미사용한 투석액을 제1 투석액 용기로부터 받아들이는 다지관 형태의 투석액 공급라인;
    혈액투석기 투석액유로의 다른 일단에 연결되고 사용한 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하는 다지관 형태의 투석액 배출라인; 및
    상기 복수의 동맥측 혈액라인와 상기 복수의 정맥측 혈액라인 사이 및 상기 투석액 공급라인과 상기 투석액 배출라인 사이에 구비되고 환자의 혈액을 정화하는 복수의 혈액투석기를 포함하는 다중 동시 혈액투석장치.
  2. 혈액투석기 혈액유로의 일단에 연결되고 투석가능한 2 이상의 신체부위로부터 혈액을 받아들이는 복수의 동맥측 혈압라인;
    혈액투석기 혈액유로의 다른 일단에 연결되고 정화된 혈액을 환자에게 되돌리는 복수의 정맥측 혈압라인;
    상기 동맥측 혈액라인에 구비되고 환자의 혈액을 동맥측 혈액라인으로 이송하는 복수의 혈액펌프;
    혈액투석기 투석액유로의 일단에 연결되고 미사용한 투석액을 제1 투석액 용기로부터 받아들이는 투석액 공급라인;
    혈액투석기 투석액유로의 다른 일단에 연결되고 사용한 투석액을 제2 투석액 용기로 회수하는 투석액 배출라인;
    상기 투석액 공급라인에 설치되어 투석액을 투석액 공급라인으로 이송하는 투석액펌프; 및
    상기 복수의 동맥측 혈액라인과 상기 복수의 정맥측 혈액라인 사이 및 상기 투석액 공급라인과 상기 투석액 배출라인 사이에 구비되고 환자의 혈액을 정화하는 단일의 혈액투석기를 포함하는 다중 동시 혈액투석장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 동맥측 혈액라인, 상기 복수의 정맥측 혈액라인, 상기 투석액 공급라인, 상기 투석액 배출라인 및 상기 복수 또는 단일의 혈액투석기를 내부에 수납하는 하우징체를 더 포함하는 다중 동시 혈액투석장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동맥측 혈액라인과 정맥측 혈액라인의 선단에 각각 장착된 동맥측 천자침과 정맥측 천자침을 더 포함하는 다중 동시 혈액투석장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 약제주입용 라인, 상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 헤파린 펌프, 상기 정맥측 혈액라인에 구비되는 공기트랩 및 공기탐지수단, 상기 동맥측 혈액라인에 구비되는 동맥압 감시수단, 상기 정맥측 혈액라인 구비되는 정맥압 감시수단 및/또는 상기 동맥측 혈액라인에 구비된 유입 압력 감시수단을 더 포함하는 다중 동시 혈액투석장치.
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