WO2016171023A1

WO2016171023A1 - 血液透析システムの流量計の校正方法

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Publication number: WO2016171023A1
Application number: PCT/JP2016/061689
Authority: WO
Inventors: 吉通増田; 藤原　真人; 寛二村
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: JP6830887B2; US20180133385A1; CN107530483B; CN107530483A; US10682451B2; JPWO2016171023A1

Abstract

　透析治療に直接関係しない基準流量計を省略しても高精度の校正が可能な、血液透析システムの流量計の校正方法を提供する。血液浄化器１４における血液流路への流出を防止した状態で、流入流量計２２及び流出流量計２４を経由する流路に液体を供給し、液体供給時の流出流量計２４の測定値を、流入流量計２２の測定値に揃える補正を行うことで、流入流量計２２及び流出流量計２４の校正を行う。

Description

血液透析システムの流量計の校正方法

　本発明は、血液透析システムに設けられた、複数の流量計に対する校正方法に関する。

　透析治療では、ダイアライザーと呼ばれる血液浄化器が用いられる。ダイアライザーは中空糸膜束を収容するケーシングを備える。ケーシングには、透析患者に作成されたシャント等より脱血した血液を導入する血液流入ポート及び患者に返血する血液流出ポートと、透析液が流入出される透析液流入／流出ポートの計４ポートが設けられている。

　透析治療に当たり、体外に血液が取り出されて（脱血）ダイアライザーに送られる。ダイアライザーでは血液が血液流入ポートから流入して中空糸膜内を経由して流出ポートから流出し、体内に戻される（返血）。またこれに併せて透析液流入／流出ポートを介してケーシング内に透析液が供給され、中空糸膜間に充填される。中空糸膜を介して血液と透析液との間で物質交換が行われる。

　さらに、腎臓の水分調節機能を代替するために、透析治療では、ダイアライザーを用いて、体内の余分な水分を排出させる除水が行われる。除水プロセスでは、透析液の流入量に対して流出量を増やすように透析液の流量制御を行うことでケーシング内に陰圧を生じさせて（つまり限外濾過によって）血液内の水分を透析液側に引き抜く。

　除水量が過大であると透析患者に負担が掛かるため、除水量は正確に計量される必要がある。例えば特許文献１では、透析液の流入路と流出路とに流量計をそれぞれ設けて、それぞれの測定値の差分を求めることで、除水量を算出している。

　一般的に、血液透析において許容される除水誤差の範囲は極めて限られており、このような高精度の要求に対して、オーバル流量計やルーツ流量計等の、容積型流量計が用いられる。容積型流量計では、計量室を介して液体が移送される構造となっており、また計量室の容積は既知であることから、精度の高い流量計測を行うことができる。

　しかしながら、精度の高さを謳ってはいるものの、透析液の流入路側に設けられた容積型流量計と、流出路側に設けられた容積型流量計との間で完全に一致した測定値を出力させることは技術的に困難であり、各測定値には個体差に基づく測定誤差が生じる。したがって２つの流量計の測定誤差を解消するために、校正を行う必要がある。具体的には、実際に供給される液体の容積を正確に（少なくとも要求精度を満たす程度に）測定可能な基準流量計を用いて、２つの流量計のそれぞれの測定値を補正する。

特開平１－１３１６６９号公報

　ところで、血液透析システム全体に対するコスト低減への要求が高まっている。例えば透析治療に直接関係しない部材の省略の可否について検討がなされている。これを受けて、本発明は、透析治療に直接関係しない基準流量計を省略しても高精度の校正が可能な、血液透析システムの流量計の校正方法を提供することを目的とする。

　本発明は、血液透析システムの流量計の校正方法に関する。血液透析システムは、透析膜を備えるとともに血液及び透析液が供給されることで前記透析膜を介して透析液と血液との間で物質交換が行われる血液浄化器と、前記血液浄化器に透析液を供給する送液ポンプと、前記血液浄化器から透析液を排液させる排液ポンプと、前記血液浄化器に供給される透析液の流量を測定する流入流量計と、前記血液浄化器から排液される透析液の流量を測定する流出流量計と、前記流入流量計と流出流量計との測定値差分に基づいて血液からの除水量を測定する演算部と、を備える。この校正方法では、前記血液浄化器における血液流路への流出を防止した状態で、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に液体を供給し、前記液体供給時の前記流出流量計の測定値を、前記流入流量計の測定値に揃える補正を行うことで、前記流入流量計及び流出流量計の校正を行う。

　また、上記発明において、前記送液ポンプ及び排液ポンプを回避するバイパス経路形成時に、前記校正を行うことが好適である。

　また、本発明の別例に係る血液透析システムの流量計の校正方法では、血液透析システムは、透析膜を備えるとともに、血液及び透析液が供給されることで、前記透析膜を介して透析液と血液との間で物質交換が行われる、血液浄化器と、前記血液浄化器に透析液を供給する送液ポンプと、前記血液浄化器から透析液を排液させる排液ポンプと、前記血液浄化器に供給される透析液の流量を測定する流入流量計と、前記血液浄化器から排液される透析液の流量を測定する流出流量計と、前記流入流量計と流出流量計との測定値差分に基づいて血液からの除水量を測定する演算部と、を備える。この校正方法では、前記血液浄化器における血液流路への流出を防止した状態で、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に、容積が既知の液体を全量供給し、前記既知の容積に基づいて、前記流入流量計及び流出流量計の測定値が校正される。

　また、上記発明において、容積が既知のタンクの容積上限まで液体を満たすことで、前記容積が既知の液体を得ることが好適である。

　また、上記発明において、液面レベルセンサが設けられたタンクに液体を貯留させるとともに、前記液面レベルセンサの測定値を取得することで、前記容積が既知の液体を得ることが好適である。

　また、上記発明において、重量センサが設けられた容器に液体を貯留させるとともに、前記重量センサの測定値を取得することで、前記容積が既知の液体を得ることが好適である。

　また、上記発明において、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に洗浄液を供給するとともにこれを洗い流す水洗が行われる洗浄プロセスのうち最後の水洗時に、前記流入流量計及び流出流量計の校正が行われることが好適である。

　本発明によれば、基準流量計を省略しても、高精度に血液透析システムの流量計を校正できる。このため、血液透析システムの小型化や製造コストの低減が可能である。

本実施形態に係る血液透析システムの概略図である。本実施形態に係る血液透析フローを示す図である。洗浄プロセス及び本実施形態に係る校正プロセス（１）を説明する図である。透析液作製プロセスを説明する図である。プライミングプロセスを説明する図である。透析治療プロセスを説明する図である。本実施形態に係る校正プロセス（２）を説明する図である。本実施形態に係る校正プロセス（３）を説明する図である。本実施形態に係るバイパス経路の例を説明する図である。本実施形態に係る血液透析システムの別例を示す概略図である。本実施形態に係る血液透析フローの別例を示すフローチャートである。透析治療プロセスを説明する図である。自己診断プロセスを説明する図である。

＜全体構成＞
　図１に、本実施形態に係る血液透析システム１０の概要を例示する。血液透析システム１０は、血液透析装置１２と、血液浄化器１４とを含んで構成される。また、血液透析システム１０を機能面から見ると、図１に示されているように、当該システムは、透析液作製部と体外循環部とに分かれている。

　透析液作製部にて作製された透析液は体外循環部に送られる。体外循環部では血液浄化器１４に透析液が送られる。また血液浄化器１４には別の流路から血液が送られる。透析液流路と血液流路とは、透析膜である中空糸膜１６で隔てられており、この中空糸膜１６を介して、透析液と血液との物質交換が行われる。

　また、体外循環部に設けられた送液ポンプ１８の送液量よりも、同じく体外循環部に設けられた排液ポンプ２０の排液量を増加させることで、血液浄化器１４内に陰圧が生じ、中空糸膜１６を介して血液中の水分が透析液中に引き抜かれる（除水）。

　除水量は透析液作製部に設けられた流入流量計２２と流出流量計２４との測定値差分により求められる。後述するように、本実施形態では、校正プロセスにおいて、流出流量計２４の測定値を、流入流量計２２の測定値に揃える補正を行うことで、流入流量計２２及び流出流量計２４の校正を行っている。

＜各構成の詳細＞
　血液透析装置１２には、体外循環部における種々の消耗部材が取り付けられる。消耗部材は、浄化器側Ｉｎカプラ４４、浄化器側Ｏｕｔカプラ４６、透析液Ｉｎカプラ５２、透析液Ｏｕｔカプラ５４、カプラ間の流路部材（チューブ）、血液浄化器１４、体外循環部の動脈、静脈側流路部材（チューブ）、及びクランプ４８が含まれる。

　浄化器側Ｉｎカプラ４４は、血液透析装置１２の流入側端部に設けられた装置側Ｉｎカプラ３６と連結可能となっている。浄化器側Ｏｕｔカプラ４６は、血液透析装置１２の流出側端部に設けられた装置側Ｏｕｔカプラ３８と連結可能となっている。また、浄化器側Ｉｎカプラ４４と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６は、互いに連結可能に構成されている。

　透析液Ｉｎカプラ５２は、血液浄化器１４の透析液流入ポートに連結される。また、送液ポンプ１８がチューブポンプの場合、浄化器側Ｉｎカプラ４４と透析液Ｉｎカプラ５２との間のチューブ（流路部材）は、チューブポンプの一部となり、ローラにしごかれる。

　同様にして、透析液Ｏｕｔカプラ５４は、血液浄化器１４の透析液流出ポートに連結される。また、排液ポンプ２０がチューブポンプの場合、浄化器側Ｏｕｔカプラ４６と透析液Ｏｕｔカプラ５４との間のチューブ（流路部材）は、チューブポンプの一部となり、ローラにしごかれる。

　血液浄化器１４は、ダイアライザーとも呼ばれ、束状の中空糸膜１６と、これを収容するケーシングを備える。ケーシングには、透析患者に作成されたシャント等より脱血された血液を導入する血液流入ポート及び患者に返血する血液流出ポートと、透析液が流入出される透析液流入／流出ポートの計４ポートが設けられている。

　血液流入ポートから流入する血液は、中空糸膜１６内を経由して、血液流出ポートから体内に戻される。透析液流入ポートから流入する透析液は、中空糸膜１６の外部空間に充填される。中空糸膜１６（透析膜）を介して、血液と透析液との物質交換が行われる。

　クランプ４８は、後述するように、血液浄化器１４への血液の流出入を停止させるために用いられる。また、後述する流量計の校正時には、クランプ４８は、中空糸膜１６を介した液体の血液回路内への流入を停止させる。

＜血液透析装置の各構成の詳細＞
　血液透析装置１２は、透析液の作製や透析液の流量制御を行う。また、除水に当たり、除水量の算出を行う。血液透析装置１２は、その上流側から、第１タンク２６Ａ、第２タンク２６Ｂ、攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂ、ヒーター３０、温度センサ３２、気液分離器３４、流入流量計２２、装置側Ｉｎカプラ３６、送液ポンプ１８、排液ポンプ２０、装置側Ｏｕｔカプラ３８、流出流量計２４、及び制御部４０を備える。

　第１タンク２６Ａ、第２タンク２６Ｂでは、いずれも透析液が調合及び貯留される。第１タンク２６Ａ、第２タンク２６Ｂは、例えば密閉タンクから構成されるとともに、タンク内と大気とを連通させるエアベント４２が設けられている。エアベント４２は、タンク内に液体が溜まる際にタンク内の空気を外気に逃がすとともに、タンク外からタンク内への異物侵入をブロックする機能を備えている。

　第１タンク２６Ａ、第２タンク２６Ｂは、ともに、流入流量計２２及び流出流量計２４を経由する流路の上流側に接続される。また、重力流下が可能となるよう、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂは、血液透析装置１２の全体構成の中で相対的に鉛直方向上方に設置されていることが好適である。

　第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂには、透析液の容積（液量）を計測する液面レベルセンサが設けられている。具体的には、第１タンク２６Ａに関して、相対的に低水位領域の容積を検出する低水位レベルセンサＬＳ_Ｌ１、相対的に高水位領域の容積を検出する高水位レベルセンサＬＳ_Ｈ１、及び両者の中間領域の容積を検出する中水位レベルセンサＬＳ_Ｍ１、の３者によって、第１タンク２６Ａ内の透析液の容積（液量）が測定される。同様にして、第２タンク２６Ｂについても、低水位レベルセンサＬＳ_Ｌ２、高水位レベルセンサＬＳ_Ｈ２、及び中水位レベルセンサＬＳ_Ｍ２が設けられている。各レベルセンサＬＳ_Ｌ１，ＬＳ_Ｍ１，ＬＳ_Ｈ１，ＬＳ_Ｌ２，ＬＳ_Ｍ２，ＬＳ_Ｈ２は、例えばフロート式、超音波式、静電容量式、光センサ式等の種々の液面レベルセンサを用いることができる。

　このように、本実施形態では、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂ内の透析液の容積を計測するレベルセンサの測定値を用いて、流入流量計２２及び流出流量計２４に流下させる液体の容積を得ることができる。後述するように、容積が既知の液体を全量流入流量計２２及び流出流量計２４に流下させ、流入流量計２２及び流出流量計２４の測定値（積算流量［Ｌ］）と既知である液体の容積［Ｌ］とを比較することで、流入流量計２２及び流出流量計２４の校正が可能となる。

　また、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂには、透析液の濃度を計測する濃度センサＥＣ１，ＥＣ２が設けられていてもよい。濃度センサＥＣ１，ＥＣ２は、例えば電導度計（ＥＣ計）から構成される。

　攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂは、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂの透析液を調合する（原料と純水を混合させる）際に駆動される。後述するように、第１タンク２６Ａについて、バルブＶ３を開放させるとともにバルブＶ５を閉止させた状態で攪拌ポンプ２８Ａを駆動させる。また、第２タンク２６Ｂについて、バルブＶ４を開放させるとともにバルブＶ６を閉止させた状態で攪拌ポンプ２８Ｂを駆動させる。

　また、攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂは、透析液の調合時の他、プライミング時や透析治療時に血液浄化器１４に透析液を供給するために駆動させてもよい。

　ヒーター３０は、透析液を患者の体温近傍まで加温させるために用いられる。加温後の透析液は、温度センサ３２によって測定され、この測定値に基づいて、ヒーター３０の設定温度がフィードバック制御される。気液分離器３４は、透析液中の溶存酸素や液中の気体を取り除いて後段の血液浄化器１４への気泡の流入を防止する。

　送液ポンプ１８は、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂに貯留された透析液を血液浄化器１４に送り込む。送液ポンプ１８は、浄化器側Ｉｎカプラ４４と血液浄化器１４との流路間に設けられる。送液ポンプ１８は、チューブポンプから構成されてよい。

　チューブポンプについては既知の技術であるため、ここでは簡単に説明する。シリコンチューブ等の弾性体チューブを外側からローラで押さえ付けてチューブを潰した状態とした上でローラをしごくと、しごいた方向にチューブ内の液体が移動する。これを連続的に行うことで、チューブ内の液体は移送される。チューブポンプの構成部材のうち、透析液に触れるのはチューブのみであるから、チューブ交換のみで衛生的な使用が可能となるというメリットがある。

　排液ポンプ２０は、血液浄化器１４から透析液を排液させる（引き抜く）ために設けられる。排液ポンプ２０は、血液浄化器１４と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６との流路間に設けられる。排液ポンプ２０は、送液ポンプ１８と同様に、チューブポンプから構成されていてよい。

　なお、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０は、ともにチューブポンプとは異なるポンプから構成されていてもよい。例えば遠心ポンプなどの、流路の閉塞を伴わないポンプを用いてもよい。

　流入流量計２２は、血液浄化器１４に供給される（流入させる）透析液の流量を測定する。また、血液透析装置１２の流路に、透析液の代わりに洗浄液が流される際には、当該洗浄液の流量を測定する。流入流量計２２は、例えばオーバル流量計やルーツ流量計等の、容積型流量計から構成される。

　容積型流量計は既知の技術であるため、ここでは簡単に説明する。容積型流量計は一対の回転子と、当該一対の回転子を収容するケーシングを備える。回転子とケーシング内壁面との間には計量室が形成される。流体がケーシング内に入ると回転子が回転させられる。このとき、流体は回転子の回転に伴って、計量室を経由して下流に流れる。回転子が一回転すると、計量室の容積分（例えば０．２５ｍＬ）の流体が下流に送られたことになる。回転子の回転数はパルス信号等で出力されており、この回転数をカウントすることで積算流量が求められる。

　流出流量計２４は、血液浄化器１４から排液される（流出される）透析液の流量を測定する。また、血液透析装置１２の流路に、透析液の代わりに洗浄液が流される際には、当該洗浄液の流量を測定する。流出流量計２４は、例えば、流入流量計２２と同様に、容積型流量計から構成される。

　装置側Ｉｎカプラ３６は、血液透析装置１２の流入側端部に設けられており、浄化器側Ｉｎカプラ４４と連結されることで、両者が流体的に接続される。装置側Ｏｕｔカプラ３８は、血液透析装置１２の流出側端部に設けられており、浄化器側Ｏｕｔカプラ４６と連結されることで、両者が流体的に接続される。また、装置側Ｉｎカプラ３６と装置側Ｏｕｔカプラ３８とは、互いに連結可能となっている。

　後述するように、プライミング及び透析治療時には装置側Ｉｎカプラ３６と浄化器側Ｉｎカプラ４４とが連結され、装置側Ｏｕｔカプラ３８と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６とが連結される。また、準備段階や洗浄時には装置側Ｉｎカプラ３６と装置側Ｏｕｔカプラ３８とが連結され、浄化器側Ｉｎカプラ４４と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６とが連結される。

　血液透析装置１２には、複数のバルブが設けられている。具体的には、血液透析装置１２は、純水及び原料の供給源（図示せず）と第１タンク２６Ａとの流路間に設けられたバルブＶ１と、同供給源と第２タンク２６Ｂとの流路間に設けられたバルブＶ２を備える。また、血液透析装置１２は、攪拌ポンプ２８Ａとヒーター３０との流路間に設けられたバルブＶ５、攪拌ポンプ２８ＡとバルブＶ５との流路間と第１タンク２６Ａとを繋ぐ流路間に設けられたバルブＶ３を備える。

　また、血液透析装置１２は、バルブＶ５とヒーター３０とを繋ぐ流路間と第２タンク２６Ｂとを繋ぐ流路間に設けられたバルブＶ４，Ｖ６を備える。バルブＶ４とＶ６との流路間に攪拌ポンプ２８Ｂからの流路が接続される。

　さらに、血液透析装置１２は、流入流量計２２と装置側Ｉｎカプラ３６との流路間にバルブＶ７を備える。これらバルブＶ１～Ｖ７は、制御部４０により開閉制御可能であることが好適であり、例えばいずれも電磁弁から構成される。

　制御部４０は、例えばコンピュータから構成されてよく、図示しないＣＰＵ、記憶部、機器・センサインターフェースが内部バスを介して互いに接続されている。制御部４０の記憶部には、後述する流量計の校正を実行するためのプログラム等が記憶されている。

　制御部４０は、機器・センサインターフェースを介して、血液透析装置１２の各構成部材の種々の動作を制御する。具体的には、制御部４０は、バルブＶ１～Ｖ７の開閉動作を制御する。また制御部４０は、攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂの駆動を制御する。加えて制御部４０は、温度センサ３２の測定値に基づいてヒーター３０の設定温度を制御する。さらに制御部４０は、流入流量計２２及び流出流量計２４からの流量測定値に基づいて、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０の駆動を制御する。

　また、制御部４０は、機器・センサインターフェースを介して、種々のセンサからの信号を受信する。制御部４０は、レベルセンサＬＳ_Ｌ１，ＬＳ_Ｍ１，ＬＳ_Ｈ１から第１タンク２６Ａの液体容積（液量）の測定値を受信する。また、制御部４０は、レベルセンサＬＳ_Ｌ２，ＬＳ_Ｍ２，ＬＳ_Ｈ２から第２タンク２６Ｂの液体容積（液量）の測定値を受信する。

　また、制御部４０は、濃度センサＥＣ１から、第１タンク２６Ａの液体濃度の測定値を受信する。同様にして制御部４０は、濃度センサＥＣ２から、第２タンク２６Ｂの液体濃度の測定値を受信する。

　また、制御部４０は、ヒーター３０を経由した液体の温度の測定値を温度センサ３２から受信する。さらに制御部４０は、流入流量計２２から、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂの少なくとも一方から送られた液体流量の測定値を受信する。同様にして、制御部４０は、流出流量計２４から、血液浄化器１４から流出された液体流量の測定値を受信する。

　液体流量の測定値の受信形態として、流量計から積算流量値を受信してもよいし、流量計中の回転子の回転に応じたパルス信号を受信してもよい。例えば、流入流量計２２及び流出流量計２４が演算機能を備える場合、制御部４０は、これらの流量計から積算流量値を受信する。また、これらの流量計が演算機能を備えない場合、制御部４０は、流入流量計２２及び流出流量計２４からパルス信号を受信するとともに、パルスカウントに基づいて演算部５０にて積算流量値を算出する。

　制御部４０は演算部５０を備える。演算部５０では、流入流量計２２と流出流量計２４との測定値差分を求めるとともに、この差分に基づいて、透析治療における、血液からの除水量を算出する。

＜透析治療プロセス＞
　図２には、本実施形態に係る血液透析システムにおける、透析治療プロセスのフローチャートが例示されている。透析治療プロセスのフローチャートは、１．準備、２．洗浄・消毒、３．治療、４．片付け、５．洗浄・消毒の５つのプロセスから構成される。以下、各プロセスの詳細について説明する。

　まず、１．準備プロセスとして、血液透析装置１２のユーザ等が当該装置の電源をオンにして、消耗品の取り付けを行う（Ｓ１０）。なお、このステップでは、体外循環部の血液回路に洗浄液が流れないように、消耗品の取り付けが行われる。さらに、装置側Ｉｎカプラ３６と装置側Ｏｕｔカプラ３８とを連結させる。

　次に、２．洗浄・消毒プロセスに移行し、洗浄準備を行う（Ｓ１２）。具体的には、第１タンク２６Ａ及び第２タンク２６Ｂに洗浄液（薬液）を貯留させる。第１タンク２６Ａの洗浄液容積はレベルセンサＬＳ_Ｌ１、ＬＳ_Ｍ１、ＬＳ_Ｈ１によって測定され、第２タンク２６Ｂの洗浄液容積はレベルセンサＬＳ_Ｌ２、ＬＳ_Ｍ２、ＬＳ_Ｈ２によって測定される。

　次に血液透析装置１２の液体流路内に洗浄液を流す（Ｓ１４）。このとき、図３に示すように、第１タンク２６Ａに貯留された洗浄液を用いる場合、バルブＶ３、Ｖ５、及びＶ７が開放され、残りのバルブは閉止される。このとき、洗浄液は第１タンク２６Ａのヘッド圧によって重力流下される。または、攪拌ポンプ２８Ａを駆動させて洗浄液を供給するようにしてもよい。

　重力流下による洗浄液供給を行う場合、洗浄液の流れる流路は、同図のクロスハッチングで示すように、第１タンク２６Ａ→バルブＶ３→バルブＶ５→ヒーター３０→温度センサ３２→気液分離器３４→流入流量計２２→バルブＶ７→装置側Ｉｎカプラ３６→装置側Ｏｕｔカプラ３８→流出流量計２４→ドレインとなる。

　なお、図３では、第１タンク２６Ａの洗浄液を用いて洗浄を行っていたが、第２タンク２６Ｂの洗浄液を用いて洗浄を行ってもよい。このとき、バルブＶ３，Ｖ５を閉止させて、バルブＶ４，Ｖ６を開放させる。残りのバルブの開閉及び洗浄液の流路については上述と同様である。

　第１タンク２６Ａまたは第２タンク２６Ｂに貯留されていた洗浄液を全て流した後、洗浄された流路の水洗が行われる（Ｓ１６）。具体的には純水が第１タンク２６Ａ及び第２タンク２６Ｂの少なくとも一方に供給されて、洗浄液が流れたものと同様の流路に流される。この純水による洗浄は複数回行われてもよく、例えば２回行われてもよい（Ｓ１８）。

　次に、１．準備プロセスに戻り、透析液の作製が行われる（Ｓ２０）。このとき、図４に示すように、バルブＶ１及びＶ３が開放され、残りのバルブは閉止される。純水及び原料が供給源から第１タンク２６Ａに供給される。さらに攪拌ポンプ２８Ａを駆動させることで、図４のクロスハッチングに示すような循環流路が形成され、原料と純水とが攪拌される。調合（作製）された透析液の容積はレベルセンサＬＳ_Ｌ１、ＬＳ_Ｍ１、ＬＳ_Ｈ１によって測定される。

　次にプライミングが行われる（Ｓ２２）。プライミングは、血液回路及び血液浄化器１４の空気抜きや洗浄のために行われる。図５に示すように、プライミングでは、バルブＶ３、Ｖ５、Ｖ７が開放され、残りのバルブは閉止される。また、装置側Ｉｎカプラ３６と浄化器側Ｉｎカプラ４４とが連結され、装置側Ｏｕｔカプラ３８と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６とが連結される。この状態で送液ポンプ１８、排液ポンプ２０、血液ポンプ５６、及びクランプ４８を動作させて、透析液を血液浄化器１４及び血液回路に満たす。このとき、ヒーター３０を作動させて血液浄化器１４及び血液回路を患者の体温近傍まで加温させてもよい。

　プライミング後、透析治療を受ける患者に形成されたシャントに脱血用と返血用の針を刺す（Ｓ２４）。

　次に、３．治療プロセスが行われる。図６のクロスハッチングで示すように、透析液が血液浄化器１４に送られる。また図６の斜線ハッチングで示すように、血液も血液浄化器１４に送られる。なお、図６に示す例では、第１タンク２６ＡからバルブＶ３を介して透析液を血液浄化器１４に供給しているが、バルブＶ３を閉じて、ポンプ２８Ａを用いて透析液を供給してもよい。なおこのとき、治療プロセスの前段階であるプライミング（図５）も、バルブＶ３を閉じて、ポンプ２８Ａを用いて透析液を供給する。治療プロセスにおいて、透析液と血液とは、透析膜である中空糸膜１６を介して物質交換が行われる（Ｓ２６）。これにより、血液中の尿素窒素やクレアチニン等の分子量物質や、ナトリウムやカリウム等の電解質が血液から少なくとも一部除去される。

　また、このとき除水を行うために、送液ポンプ１８の送液量よりも排液ポンプ２０の排液量を増加させる。各ポンプによる流量は、流入流量計２２及び流出流量計２４によって計測され、演算部５０にてその差分が求められる。制御部４０では、この差分に基づく除水量に応じて、送液ポンプ１８の送液量及び排液ポンプ２０の排液量の制御を行う。

　また、このとき、バルブＶ４を開放させるとともに攪拌ポンプ２８Ｂを駆動させて、第２タンク２６Ｂにて次の透析液を作製（調合）してもよい。

　透析治療中、警告等が発生した場合、安全対策として一時停止を行う（Ｓ２８）。

　規定量の透析液を供給した後、４．片付けプロセスに移る。まず血液回路内の血液を患者に戻し（Ｓ３０）、また血液透析装置１２内の流路内の透析液を排液する（Ｓ３２）。

　さらに５．洗浄・消毒プロセスに移る。このプロセスでは上述した２．洗浄プロセスと同様の作業が行われる。５．洗浄・消毒プロセスが終了すると、血液透析装置１２の電源がオフされ、透析治療プロセスが終了する。

＜流量計の校正＞
　本実施形態に係る血液透析システムでは、流入流量計２２及び流出流量計２４の校正を行っている。この校正に当たり、血液浄化器１４における血液流路（血液回路）への流出を防止した状態で、流入流量計２２と流出流量計２４とを含む流路に液体を供給して各流量計に流量測定を行わせる。さらにこれらの測定値（積算流量）について、流出流量計２４の測定値を、流入流量計２２の測定値に揃える補正を行う。つまり、本実施形態に係る校正では、流入流量計２２を基準流量計として使用している。

　流出流量計２４には、血液中のタンパク質等の溶質が含まれた透析液が流れる。この溶質が流出流量計２４の回転子の歯車に付着したり、また洗浄により付着物が除去されたとしても当該付着物による劣化が進行したりするなどの理由で、流出流量計２４は、流入流量計２２と比較して、計測誤差が大きくなる傾向がある。そこで本実施形態では、流入流量計２２を基準に、流出流量計２４の測定値を校正している。

＜流量計の校正プロセス（１）＞
　以下、実際に校正を実行するタイミングについて説明する。まず、校正プロセスの第１実施形態として、図２に示すように、２．洗浄・消毒プロセスまたは５．洗浄・消毒プロセス中に校正を実行する。

　具体的には、２．洗浄・消毒プロセスまたは５．洗浄・消毒プロセスのうち、血液透析装置１２の流路内に洗浄液を流すステップ（Ｓ１４）や水洗（Ｓ１６，Ｓ１８）の際に校正を行う。例示されたステップのうち、流路内のタンパク質等の残渣が最も少ない、最後の水洗ステップ（Ｓ１８）にて校正を行うことが好適である。図３には、洗浄プロセスの最後の水洗が行われるステップＳ１８のときの流路がハッチングで示されている。

　この流路で示されているように、洗浄液を流れる流路は、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を回避したバイパス経路を経由する。上述したように、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０がチューブポンプから構成される場合、流路部材であるチューブがチューブポンプのローラに潰されて閉塞されてしまうため、洗浄液を流すためには送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を駆動させなければならない。

　このとき、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０の個体差等に基づき、送液量と排液量との間に差が生じると、流入流量計２２及び流出流量計２４に流れる流量に差異が生じる。また、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０の動作に伴って液体の流れに脈動が生じて流量変動が発生する。

　流入流量計２２及び流出流量計２４の校正は、両者に流れる液体の流量が等しいとの前提で行っているところ、送液量と排液量との間に差が生じると、この前提が崩れて精度の高い校正が困難となるおそれがある。また、流量が変動する環境下では、正確な流量測定値を得ることが困難となる。

　そこで、校正プロセス（１）では、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を回避するバイパス経路形成中に校正を行い、これらのポンプによる流量変動を回避している。さらに、上述したように、洗浄液を重力流下によって供給させた場合には、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０の他、攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂ等のポンプは駆動させないことから、脈動の発生を防止することができる。

　なお、洗浄液を攪拌ポンプ２８Ａ，２８Ｂによって供給する際には、その始動時の脈動が相対的に大きくなるため、ポンプの始動から一定時間経過後に校正を開始することが好適である。また、脈動が十分に小さい場合、バルブＶ３を閉じるとともに、攪拌ポンプ２８Ａにて第１タンク２６Ａの液体を送液するようにしてもよい。

＜本実施形態に係る校正プロセス（２）＞
　校正プロセスの別例として、図２に示すように、透析液作製ステップ（Ｓ２０）とプライミング（Ｓ２２）の間に校正を実行してもよい。

　図７に、校正プロセス（２）の例が示されている。プライミングが実行される前は、装置側Ｉｎカプラ３６と装置側Ｏｕｔカプラ３８とが連結され、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０が回避されたバイパス経路が形成されている。また、流路内を流れる液体は透析液が使用される。透析液の供給に当たり、校正プロセス（１）と同様に重力流下を利用してもよい。

　このように、校正プロセス（２）においても、校正プロセス（１）と同様に、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を回避した流路を用いた校正を行うことができる。加えて、Ｓ透析治療に実際に使用される液体を使って校正を行うことで、校正プロセス（１）と比較してより精度の高い校正が実現可能となる。

　また、この校正プロセス（２）及び後述する校正プロセス（３）では、レベルセンサＬＳ_Ｌ１、ＬＳ_Ｍ１、ＬＳ_Ｈ１（または、レベルセンサＬＳ_Ｌ２、ＬＳ_Ｍ２、ＬＳ_Ｈ２）によって容積が計測された透析液の全量を、流入流量計２２及び流出流量計２４を含む流路に供給してもよい。このとき、流入流量計２２及び流出流量計２４の測定値を、レベルセンサＬＳ_Ｌ１、ＬＳ_Ｍ１、ＬＳ_Ｈ１（または、レベルセンサＬＳ_Ｌ２、ＬＳ_Ｍ２、ＬＳ_Ｈ２）による測定値に揃えるような補正を行う。このとき、流入流量計２２及び流出流量計２４の測定値として、流量［ｍＬ／ｍｉｎ］の代わりに積算流量［Ｌ］を用いる。流入流量計２２及び流出流量計２４の測定値に基づく積算流量［Ｌ］を、レベルセンサによる透析液の容積［Ｌ］に合わせる校正を行うことで、流入流量計２２及び流出流量計２４の測定値の絶対値の校正が可能となる。

＜本実施形態に係る校正プロセス（３）＞
　校正プロセスの更なる別例として、図２に示すように、プライミング（Ｓ２２）と穿刺（Ｓ２４）の間に校正を実行してもよい。

　図８に、校正プロセス（３）の例が示されている。プライミング実行時に、装置側Ｉｎカプラ３６と浄化器側Ｉｎカプラ４４とが連結され、装置側Ｏｕｔカプラ３８と浄化器側Ｏｕｔカプラ４６とが連結されることから、校正時の流路は送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を経由する。

　この校正プロセス（３）では、透析液の流路が血液回路に連結している。このため、クランプ４８を閉じ、また、血液回路の動脈側チューブポンプ５６を停止させてチューブを閉塞させ、血液回路への透析液の流出を防止した状態で、校正を行う。

　この校正プロセス（３）は、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０が、流路を閉塞しない遠心ポンプ等のポンプを使用する場合に、特に好適である。また、プライミングによって透析液が透析治療時の温度まで加温されており、当該透析液が流れる流入流量計２２及び流出流量計２４では、その計量室を取り囲む部材（金属部材等）の膨張率が、除水量を求める際の膨張率と等しくなる。このような環境で校正を行うことで、より正確な校正結果を得ることができる。

　なお、上述した実施形態では、第１タンク２６Ａ及び第２タンク２６Ｂの２つのタンクが設けられていたが、この形態に限らない。タンクは一つでもよく、また、三以上であってもよい。

　また、上述した本実施形態では、容積が既知の液体を得るために、第１及び第２タンク２６Ａ，２６Ｂに設けられたレベルセンサＬＳ_Ｌ１、ＬＳ_Ｍ１、ＬＳ_Ｈ１、ＬＳ_Ｌ２、ＬＳ_Ｍ２、ＬＳ_Ｈ２の測定値を用いていたが、この形態に限らない。例えば、第１及び第２タンクの容積が既知である場合に、第１及び第２タンクに液体をオーバーフローさせることで当該タンクの容積上限まで液体を満たし、これにより液体の容積を得るようにしてもよい。また、液体及びこれを収容する容器（タンクやバッグ）の重量を測定する重量センサが設けられている場合は、当該容器に液体を貯留させたときの重量センサの測定値を取得することで、当該液体の容積を得るようにしてもよい。

　さらに、上述した本実施形態では、バイパス経路として図３のような経路を例示したが、この形態に限らない。例えば図９上段に示すように、装置側Ｉｎカプラ３６と装置側Ｏｕｔカプラ３８にバイパスカプラ６０を取り付けることでバイパス経路を形成してもよい。

　また、図９中段に示すように、装置側Ｏｕｔカプラ３８と流出流量計２４との間にバルブＶ８を設け、さらに流入流量計２２とバルブＶ７の間と、流出流量計２４とバルブＶ８との間をバイパスするバイパスチューブ６２が設けられている場合には、このバイパスチューブを用いてバイパス経路を形成してもよい。具体的には、バルブＶ７及びＶ８を閉止させて、バイパスチューブ６２のバルブＶ９を開放させる。

　さらに、図９下段に示すように、対外循環部にバイパスチューブ６４が設けられている場合に、これを利用してバイパス経路を形成してもよい。バイパスチューブ６４は、浄化器側Ｉｎカプラ４４と送液ポンプ１８の間と、浄化器側Ｏｕｔカプラ４６と排液ポンプ２０の間を結ぶようにして形成される。バイパス経路形成時には、バイパスチューブ６４のバルブＶ１０を開放させるとともに、バイパスチューブ６４と送液ポンプ１８との間と、バイパスチューブ６４と排液ポンプ２０の間を、クランプ４８等によって閉止させる。

＜他の実施形態＞
　上述の実施形態では、流入流量計２２及び流出流量計２４の校正について説明したが、これに加えて、いわゆる自己診断のプロセスを追加させてもよい。自己診断とは、校正後の流入流量計２２及び流出流量計２４の両者に規定量の液体を流し、その計測値（積算値）の差を比較するものである。校正プロセスを経ているにも関わらず計測値の差が開いていれば、流入流量計２２及び流出流量計２４の少なくとも一方がなんらかの動作異常を起こしているものと考えられる。このような自己診断を、例えば除水や透析プロセスの合間に実行することで、流入流量計２２及び流出流量計２４が正常に作動していることの簡易的な確認を行うことが可能となる。自己診断において流入流量計２２及び流出流量計２４の計測値の差が所定の閾値を超過している場合には、警報を出力させたり、除水や透析治療を停止させたりするなどの安全動作を実行させ、治療中の患者の安全を図る。

　本実施形態では、自己診断プロセスにおける流入流量計２２及び流出流量計２４への液体の流量を、校正プロセスと比較して少なくする。積算型の流量計では、積算の過程で誤差が積算されていくため、液体の流量が多いほど誤差修正の精度が高くなる。校正プロセスでは高精度の誤差修正を図るため、例えば１Ｌから２Ｌ程度の液体を供給している。

　これに対して自己診断では、校正プロセス後の簡易判定であるとの位置付けと、治療の中断期間をできるだけ短くさせるとの観点から、流入流量計２２及び流出流量計２４に流す液体の流量を相対的に少なくする。例えば自己診断プロセスでは、７５ｍＬ程度の液体を流入流量計２２及び流出流量計２４に流し、両者の積算値を比較する。

　図１０～図１３には、透析治療プロセスの合間に自己診断プロセスの実行が可能な、血液透析システム１０が例示されている。この例では、図１の血液透析システム１０に、バイパスバルブＶ１１を設けた点に特徴がある。バイパスバルブＶ１１は、バルブＶ７と装置側Ｉｎカプラ３６との間から分岐して、装置側Ｏｕｔカプラ３８と流出流量計２４との間に接続されるバイパス流路に設けられる。

　図１１には、本実施形態に係る血液透析システムにおける、透析治療プロセスのフローチャートが例示されている。このフローチャートでは、図２に示したフローチャートに対して、透析治療の合間に自己診断プロセスを挿入させた点に特徴がある。

　すなわち、図１２に示すように、透析治療時にはバイパスバルブＶ１１は閉止状態となる。このとき、図１２のクロスハッチングで示すように、透析液が血液浄化器１４に送られる。なお、図１２に示す例では、バルブＶ３を閉じて、ポンプ２８Ａを用いて透析液を供給する例が示されている。また図１２の斜線ハッチングで示すように、血液も血液浄化器１４に送られる。透析液と血液とは、透析膜である中空糸膜１６を介して物質交換が行われる。

　図１３には、自己診断プロセスの様子が例示されている。自己診断プロセスは、透析治療の合間に実行される。例えば前回の自己診断から所定時間（例えば１時間）経過したときに、透析治療を一旦中止させて、自己診断を行う。

　自己診断プロセスでは、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を停止させるとともに、バイパスバルブＶ１１を開放させる。送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０がチューブポンプである場合には、その駆動を停止させることでチューブが閉塞されるから、血液浄化器１４への透析液の供給が遮断される。

　このような状態で、第１タンク２６Ａまたは第２タンク２６Ｂから透析液を供給させる。第１タンク２６Ａから透析液を供給する場合、図１３のクロスハッチングで示されるように、透析液は第１タンク２６Ａ→ポンプ２８Ａ→バルブＶ５→ヒーター３０→温度センサ３２→気液分離器３４→流入流量計２２→バルブＶ７→バイパスバルブＶ１１→流出流量計２４→ドレインの経路を流れる。

　このとき制御部４０は流入流量計２２及び流出流量計２４のパルス数を監視する。例えば流入流量計２２のパルス数が３００パルスに到達したときの、流出流量計２４のパルス数を参照する。例えば１パルスに相当する流量が０．２５ｍＬである場合、３００パルス分透析液を流しても、その流量は７５ｍＬで済む。

　制御部４０は、流入流量計２２及び流出流量計２４のパルス数を比較してその差を求める。例えば流出流量計２４のパルス数が３００±２以内であれば、流出流量計２４は正常であると判定する。その後制御部４０は、バイパスバルブＶ１１を閉止させ、送液ポンプ１８及び排液ポンプ２０を作動させ、透析治療が再開される。

　流出流量計２４のパルス数が３００＋２を上回るまたは３００－２を下回る場合には、制御部４０は流出流量計２４に対して異常と判定する。異常判定に伴い、制御部４０は透析治療を中止させて警報等を出力し、患者の安全を図る。

　例えば透析治療時には、透析液中の炭酸カルシウム、マグネシウム等が流出流量計２４に析出して計測値に狂いが生じるおそれがあるが、上述のように透析治療の合間に自己診断を実行することで、透析治療時における流出流量計２４の計測精度が担保される。

　なお、自己診断時に異常判定がなされた場合に、流出流量計２４ではなく流入流量計２２に異常が生じているおそれもある。そこで制御部４０は、異常判定の内容として、流入流量計２２及び流出流量計２４の少なくとも一方に異常が生じた旨のメッセージを出力するようにしてもよい。

　また、自己診断プロセスの実行期間は、血液凝固を防止するために、体外循環系は停止させないことが好適である。例えば自己診断プロセスの実行期間は、血液ポンプ５６を駆動状態とする。なお、自己診断プロセスが短時間で終了する場合は、血液ポンプ５６を停止させて一時的に体外循環系を停止させておいてもよい。

　さらに、透析治療の合間に自己診断を実行するのに代えて、またはこれに加えて、校正プロセスを実行させてもよい。上述したように校正プロセスでは自己診断と比較して透析液の流量が増えるが、流入流量計２２及び流出流量計２４との計測値の差を精度よく求める必要が生じた場合（例えば前回の自己診断時に流出流量計２４のパルス数が３０２パルスであった場合など）には透析治療の合間に校正を行ってもよい。

　また、図１１にて示す一連の血液透析フローが完了し、間を置かずに次の血液透析フローが実行されるような場合など、前回の校正結果をそのまま引き継げるような場合には、図１１にて示す校正（１）～（３）を校正から自己診断に置き換えてもよい。このようにすることで、透析液の消費量を低減させ、また血液透析フローに係る時間を短縮できる。

　１０　血液透析システム、１２　血液透析装置、１４　血液浄化器、１６　中空糸膜、１８　送液ポンプ、２０　排液ポンプ、２２　流入流量計、２４　流出流量計、２６Ａ　第１タンク、２６Ｂ　第２タンク、２８Ａ，２８Ｂ　攪拌ポンプ、３０　ヒーター、３２　温度センサ、３４　気液分離器、３６　装置側Ｉｎカプラ、３８　装置側Ｏｕｔカプラ、４０　制御部、４４　浄化器側Ｉｎカプラ、４６　浄化器側Ｏｕｔカプラ、５０　演算部、５２　透析液Ｉｎカプラ、５４　透析液Ｏｕｔカプラ、５６　血液ポンプ。

Claims

　透析膜を備えるとともに、血液及び透析液が供給されることで、前記透析膜を介して透析液と血液との間で物質交換が行われる、血液浄化器と、
　前記血液浄化器に透析液を供給する送液ポンプと、
　前記血液浄化器から透析液を排液させる排液ポンプと、
　前記血液浄化器に供給される透析液の流量を測定する流入流量計と、
　前記血液浄化器から排液される透析液の流量を測定する流出流量計と、
　前記流入流量計と流出流量計との測定値差分に基づいて血液からの除水量を測定する演算部と、
を備える血液透析システムにおける、流量計の校正方法であって、
　前記血液浄化器における血液流路への流出を防止した状態で、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に液体を供給し、
　前記液体供給時の前記流出流量計の測定値を、前記流入流量計の測定値に揃える補正を行うことで、前記流入流量計及び流出流量計の校正を行うことを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項１に記載の、血液透析システムの流量計の校正方法であって、
　前記送液ポンプ及び排液ポンプを回避するバイパス経路形成時に、前記校正を行うことを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　透析膜を備えるとともに、血液及び透析液が供給されることで、前記透析膜を介して透析液と血液との間で物質交換が行われる、血液浄化器と、
　前記血液浄化器に透析液を供給する送液ポンプと、
　前記血液浄化器から透析液を排液させる排液ポンプと、
　前記血液浄化器に供給される透析液の流量を測定する流入流量計と、
　前記血液浄化器から排液される透析液の流量を測定する流出流量計と、
　前記流入流量計と流出流量計との測定値差分に基づいて血液からの除水量を測定する演算部と、
を備える血液透析システムにおける、流量計の校正方法であって、
　前記血液浄化器における血液流路への流出を防止した状態で、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に、容積が既知の液体を全量供給し、
　前記既知の容積に基づいて、前記流入流量計及び流出流量計の測定値が校正されることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項３に記載の、血液透析システムの流量計の校正方法であって、
　容積が既知のタンクの容積上限まで液体を満たすことで、前記容積が既知の液体を得ることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項３に記載の、血液透析システムの流量計の校正方法であって、
　液面レベルセンサが設けられたタンクに液体を貯留させるとともに、前記液面レベルセンサの測定値を取得することで、前記容積が既知の液体を得ることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項３に記載の、血液透析システムの流量計の校正方法であって、
　重量センサが設けられた容器に液体を貯留させるとともに、前記重量センサの測定値を取得することで、前記容積が既知の液体を得ることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項１から６のいずれか一つに記載の、血液透析システムの流量計の校正方法であって、
　前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に洗浄液を供給するとともにこれを洗い流す水洗が行われる洗浄プロセスのうち最後の水洗時に、前記流入流量計及び流出流量計の校正が行われることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項１から７のいずれか一つに記載の、血液浄化システムの流量計の校正方法であって、
　前記流入流量計及び流出流量計の校正後、前記血液浄化器における血液流路への流出を防止した状態で、前記流入流量計及び流出流量計を経由する流路に、前記校正時に前記流入流量計及び流出流量計に供給した流量よりも少ない流量の液体を供給し、
　前記液体供給時の、前記流入流量計の測定値に対する前記流出流量計の測定値の差をもとに、前記流入流量計及び前記流出流量計の動作異常の有無を判定する自己診断を行うことを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。
　請求項８に記載の、血液浄化システムの流量計の校正方法であって、
　前記自己診断は、透析治療の合間に実行されることを特徴とする、血液透析システムの流量計の校正方法。