WO2019189036A1

WO2019189036A1 - 血液浄化装置及びその気泡の捕捉方法

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Publication number: WO2019189036A1
Application number: PCT/JP2019/012610
Authority: WO
Inventors: 真吾伊熊
Original assignee: 日機装株式会社
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-10-03
Also published as: CN111918681A; EP3777917A1; JP6571234B1; JP2019166227A; US11964089B2; CN111918681B; US20200405941A1; EP3777917A4

Abstract

本発明は、動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有するとともに、当該動脈側血液回路の先端から静脈側血液回路の先端まで患者の血液を体外循環させる流路が形成された血液回路と、前記動脈側血液回路の基端及び静脈側血液回路の基端に接続され、前記血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化器と、前記血液回路に接続され、当該血液回路の流路を流れる液体中の気泡を捕捉するエアトラップチャンバと、前記動脈側血液回路に配設され、前記血液回路内で液体を送液可能な血液ポンプと、を具備した血液浄化装置において、前記血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、前記血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部と、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させる制御部と、を具備したことを特徴とする血液浄化装置である。

Description

血液浄化装置及びその気泡の捕捉方法

　本発明は、ダイアライザを使用した透析治療など、患者の血液を体外循環させつつ浄化するための血液浄化装置及びその気泡の捕捉方法に関するものである。

　一般に、透析治療時においては、採取した患者の血液を体外循環させて再び体内に戻すための血液回路が用いられており、かかる血液回路は、例えば中空糸膜を具備したダイアライザ（血液浄化器）と接続し得る動脈側血液回路及び静脈側血液回路から主に構成されている。これら動脈側血液回路及び静脈側血液回路の各先端には、動脈側穿刺針及び静脈側穿刺針が取り付けられ、それぞれが患者に穿刺されて透析治療における血液の体外循環が行われることとなる。

　このうち、動脈側血液回路には、被しごきチューブが接続されるとともに、当該被しごきチューブをローラにてしごくことにより送液可能なしごき型の血液ポンプが配設されている。かかる血液ポンプを駆動させることにより、血液回路内において患者の血液を体外循環させることができるので、その体外循環する血液に対してダイアライザによる血液浄化治療が施されることとなる。

　また、動脈側血液回路や静脈側血液回路には、通常、血液回路を流れる液体（血液、プライミング液又は補液等）中の気泡を捕捉するためのエアトラップチャンバが接続されている。かかるエアトラップチャンバは、そのチャンバ内部に液体が流通すると、下部に液溜まり（液層）が形成されるとともに、上部に空気層が形成されるよう構成されており、流通する液体中の気泡がその浮力で液層から空気層に至ることにより捕捉可能とされている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－２０８８号公報

　しかしながら、上記従来の血液浄化装置においては、血液回路を流れる液体中の気泡が小さいと、液層から空気層に至る浮力が足りず、そのまま下流側へ流れてしまう虞がある。このため、浮力の比較的小さい気泡を捕捉するためには、エアトラップチャンバの容量を大きくする必要があるが、その場合、体外循環血液の容量（プライミングボリューム）が増大してしまう。また、比較的小さい気泡も確実に捕捉すべく、血液浄化治療の全般において血液ポンプの駆動速度を低下させ、液体の流量を小さくすることも考えられるが、その場合、治療効率が低下してしまう。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、エアトラップチャンバの容量を低減させつつ比較的小さい気泡も確実に捕捉することができるとともに、治療効率の低下を抑制することができる血液浄化装置及びその気泡の捕捉方法を提供することにある。

　請求項１記載の発明は、動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有するとともに、当該動脈側血液回路の先端から静脈側血液回路の先端まで患者の血液を体外循環させる流路が形成された血液回路と、前記動脈側血液回路の基端及び静脈側血液回路の基端に接続され、前記血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化器と、前記血液回路に接続され、当該血液回路の流路を流れる液体中の気泡を捕捉するエアトラップチャンバと、前記動脈側血液回路に配設され、前記血液回路内で液体を送液可能な血液ポンプとを具備した血液浄化装置において、前記血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、前記血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部と、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させる制御部とを具備したことを特徴とする。

　請求項２記載の発明は、請求項１記載の血液浄化装置において、前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプの駆動速度を低減させることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする。

　請求項３記載の発明は、請求項２記載の血液浄化装置において、前記血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプを具備するとともに、前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を低減させることを特徴とする。

　請求項４記載の発明は、請求項１記載の血液浄化装置において、前記血液回路における前記エアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部を具備するとともに、前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部を作動させて流路を狭めることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする。

　請求項５記載の発明は、請求項１～４の何れか１つに記載の血液浄化装置において、前記制御部は、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させることを特徴とする。

　請求項６記載の発明は、動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有するとともに、当該動脈側血液回路の先端から静脈側血液回路の先端まで患者の血液を体外循環させる流路が形成された血液回路と、前記動脈側血液回路の基端及び静脈側血液回路の基端に接続され、前記血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化器と、前記血液回路に接続され、当該血液回路の流路を流れる液体中の気泡を捕捉するエアトラップチャンバと、前記動脈側血液回路に配設され、前記血液回路内で液体を送液可能な血液ポンプとを具備した血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、前記血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、前記血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部を具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする。

　請求項７記載の発明は、請求項６記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプの駆動速度を低減させることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする。

　請求項８記載の発明は、請求項７記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、前記血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプを具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を低減させることを特徴とする。

　請求項９記載の発明は、請求項６記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、前記血液回路における前記エアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部を具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部を作動させて流路を狭めることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする。

　請求項１０記載の発明は、請求項６～９の何れか１つに記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させることを特徴とする。

　請求項１、６の発明によれば、血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部を具備するとともに、上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させるので、エアトラップチャンバの容量を低減させつつ比較的小さい気泡も確実に捕捉することができるとともに、治療効率の低下を抑制することができる。

　請求項２、７の発明によれば、上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、血液ポンプの駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させるので、血液ポンプの駆動速度を制御することによって気泡を確実に捕捉させることができ、別個新たな部品を不要とすることができる。

　請求項３、８の発明によれば、血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプを具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を低減させるので、血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を制御することによって気泡を確実に捕捉させることができ、別個新たな部品を不要とすることができる。

　請求項４、９の発明によれば、血液回路におけるエアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部を具備するとともに、上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部を作動させて流路を狭めることによりエアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させるので、血液ポンプの駆動速度を変更することなく狭窄部を作動させることによって気泡を確実に捕捉させることができる。

　請求項５、１０の発明によれば、エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させるので、気泡をエアトラップチャンバにて捕捉させた後、血液回路を流れる液体の流量を自動的に復帰させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る透析装置（血液浄化装置）を示す模式図同透析装置の制御部による制御内容を示すフローチャート同透析装置のエアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の寸法を示す表本発明の第２の実施形態に係る透析装置（血液浄化装置）を示す模式図同透析装置の制御部による制御内容を示すフローチャート本発明の他の実施形態に係る透析装置（前補液の血液浄化装置）のプライミング動作を示す模式図同透析装置（前補液の血液浄化装置）のプライミング動作を示す模式図本発明の他の実施形態に係る透析装置（後補液の血液浄化装置）のプライミング動作を示す模式図同透析装置（前補液の血液浄化装置）のプライミング動作を示す模式図本発明のさらに他の実施形態に係る透析装置（血液浄化装置）を示す模式図

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
　第１の実施形態に係る血液浄化装置は、透析治療を行うための透析装置から成り、図１に示すように、動脈側血液回路１及び静脈側血液回路２を有する血液回路と、動脈側血液回路１の基端及び静脈側血液回路２の基端に接続され、血液回路を流れる血液を浄化するダイアライザ３（血液浄化器）と、血液ポンプ４と、動脈側血液回路１に接続されたエアトラップチャンバ５と、静脈側血液回路２に接続されたエアトラップチャンバ６と、気泡検出部７と、血液判別器８と、上流側気泡検知部９と、制御部Ｅとから主に構成されている。

　動脈側血液回路１には、その先端にコネクタｃを介して動脈側穿刺針ａが接続されるとともに、途中にしごき型の血液ポンプ４及びエアトラップチャンバ５がそれぞれ配設されている。静脈側血液回路２には、その先端にコネクタｄを介して静脈側穿刺針ｂが接続されるとともに、途中に上流側気泡検知部９及びエアトラップチャンバ６がそれぞれ配設されている。さらに、動脈側血液回路１の先端側（コネクタｃ近傍）及び静脈側血液回路２の先端側（コネクタｄ近傍）には、それら流路をそれぞれ閉塞又は開放し得るチューブクランプＶ１及びＶ２が接続されている。なお、チューブクランプＶ１、Ｖ２に代えて他の流路閉塞機構（電磁弁やピンチバルブ等）としてもよい。

　そして、動脈側穿刺針ａ及び静脈側穿刺針ｂを患者に穿刺した状態で、血液ポンプ４を駆動させると、患者の血液は、動脈側血液回路１を通ってダイアライザ３に至った後、該ダイアライザ３によって血液浄化が施され、静脈側血液回路２を通って患者の体内に戻る。すなわち、患者の血液を血液回路の動脈側血液回路１の先端から静脈側血液回路２の先端まで体外循環させつつダイアライザ３にて浄化することにより血液浄化治療が行われるのである。なお、本明細書においては、血液を脱血（採血）する穿刺針の側を「動脈側」と称し、血液を返血する穿刺針の側を「静脈側」と称しており、「動脈側」及び「静脈側」とは、穿刺の対象となる血管が動脈及び静脈の何れかによって定義されるものではない。

　気泡検出部７は、静脈側血液回路２の先端部（チューブクランプＶ２よりダイアライザ３側）に取り付けられて、その位置で流通する液体中の気泡を検出可能なセンサから成る。そして、血液浄化治療中、患者の血液が血液回路を体外循環する過程において、気泡検出部７が気泡を検出すると、チューブクランプＶ２にて流路を閉塞することにより、気泡が患者の体内に至らないようになっている。

　血液判別器８は、静脈側血液回路２の先端部（チューブクランプＶ２よりコネクタｄ側）に取り付けられて、その位置で流通する液体が血液であるか否かを判別可能なセンサから成る。そして、血液浄化治療の開始時、血液判別器８にてプライミング液から血液に置換されたことを判別することができるとともに、血液浄化治療が終了して血液回路内の血液を患者に戻す返血時、血液判別器８にて血液から置換液に置換されたことを判別することができる。

　血液ポンプ４は、動脈側血液回路１に配設され、動脈側血液回路１に接続された被しごきチューブを長手方向に扱いて、血液回路内で血液やプライミング液等の液体を送液可能なものである。すなわち、血液ポンプ４は、しごき部（ローラ）によって被しごきチューブを径方向に圧縮しつつ長手方向に扱くことにより内部の液体をしごき部（ローラ）の回転方向に流動させ得るよう構成されているのである。

　エアトラップチャンバ５は、動脈側血液回路１における血液ポンプ４とダイアライザ３との間に接続され、動脈側血液回路１内を液体が流れると、下部に液層が形成されるとともに上部に空気層が形成され、液体中の気泡を空気層にて捕捉して除泡可能なものである。エアトラップチャンバ６は、静脈側血液回路２における上流側気泡検知部９と気泡検出部７との間に接続され、静脈側血液回路２内を液体が流れると、下部に液層が形成されるとともに上部に空気層が形成され、液体中の気泡を空気層にて捕捉して除泡可能なものである。

　また、本実施形態に係るエアトラップチャンバ６は、その上部から延びて先端が大気解放とされたオーバーフローラインＬｃが延設されており、当該エアトラップチャンバ６をオーバーフローした液体（プライミング液）を外部に排出させ得るよう構成されている。このオーバーフローラインＬｃには、電磁弁Ｖ３が配設されており、当該オーバーフローラインＬｃの流路を任意タイミングで閉塞又は開放可能とされている。

　ダイアライザ３は、その筐体部に、血液導入口３ａ（血液導入ポート）、血液導出口３ｂ（血液導出ポート）、透析液導入口３ｃ（透析液流路入口：透析液導入ポート）及び透析液導出口３ｄ（透析液流路出口：透析液導出ポート）が形成されており、このうち血液導入口３ａには動脈側血液回路１の基端が、血液導出口３ｂには静脈側血液回路２の基端がそれぞれ接続されている。また、透析液導入口３ｃ及び透析液導出口３ｄは、透析装置本体から延設された透析液導入ラインＬａ及び透析液排出ラインＬｂにそれぞれ接続されている。

　ダイアライザ３内には、複数の中空糸（不図示）が収容されており、この中空糸が血液を浄化するための血液浄化膜を構成している。また、ダイアライザ３内には、血液浄化膜を介して患者の血液が流れる血液流路（血液導入口３ａと血液導出口３ｂとの間の流路）及び透析液が流れる透析液流路（透析液導入口３ｃと透析液導出口３ｄとの間の流路）が形成されている。そして、血液浄化膜を構成する中空糸には、その外周面と内周面とを貫通した微小な孔（ポア）が多数形成されて中空糸膜を形成しており、当該中空糸膜を介して血液中の不純物等が透析液内に透過し得るよう構成されている。

　複式ポンプ１０は、透析装置本体内で透析液導入ラインＬａ及び透析液排出ラインＬｂに跨って配設されているとともに、透析液排出ラインＬｂにおける複式ポンプ１０をバイパスするバイパスラインには、ダイアライザ３中を流れる患者の血液から水分を除去するための除水ポンプ１１が配設されている。なお、透析液導入ラインＬａの一端は、ダイアライザ３（透析液導入口３ｃ）に接続されるとともに、他端が所定濃度の透析液を調製する透析液供給装置（不図示）に接続されている。また、透析液排出ラインＬｂの一端は、ダイアライザ３（透析液導出口３ｄ）に接続されるとともに、他端が図示しない排液部と接続されており、透析液供給装置から供給された透析液が透析液導入ラインＬａを通ってダイアライザ３に至った後、透析液排出ラインＬｂを通って排液部に送られるようになっている。

　ここで、本実施形態においては、血液回路（静脈側血液回路２）におけるエアトラップチャンバ６より上流側に取り付けられ、静脈側血液回路２を流れる血液等の液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部９と、上流側気泡検知部９により気泡を検知したことを条件として、血液ポンプ４の駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバ６に流れる液体の流量を低下させる制御部Ｅとを具備している。

　上流側気泡検知部９は、気泡検出部７と同様、液体中の気泡を検出可能なセンサから成り、例えば圧電素子から成る一対の超音波振動素子（発振手段及び受振手段）を有して構成されている。具体的には、上流側気泡検知部９（気泡検出部７も同様）は、血液回路（静脈側血液回路２）を構成する可撓性チューブに向けて発振手段としての超音波振動素子から超音波を照射させ得るとともに、その振動を受振手段としての超音波受信素子にて受け得るようになっている。この振動を受信した超音波受信素子は、その振動に応じて電圧が変化するよう構成されており、検出される電圧が所定の閾値を超えたことにより液体中の気泡が流動したことを検出し得るよう構成されている。

　特に、上流側気泡検知部９は、エアトラップチャンバ６より上流側の位置（体外循環する血液の上流側であって、エアトラップチャンバ６とダイアライザ３との間の位置）に取り付けられており、気泡を検出すると、その気泡がエアトラップチャンバ６に達する前に、制御部Ｅに対して所定の検出信号を送信し得るようになっている。かかる制御部Ｅは、マイコン等にて構成されるとともに、上流側気泡検知部９及び血液ポンプ４と電気的に接続されて、所定の信号を送受信可能とされている。

　本実施形態に係る制御部Ｅは、上流側気泡検知部９から所定の検出信号を受信することにより気泡が検出されたことを判別すると、血液ポンプ４に対して所定の制御信号を送信して予め設定した駆動速度まで低減させ得るよう構成されている。これにより、血液回路を流通する血液の流量を低下させることができ、上流側気泡検知部９で検出されてエアトラップチャンバ６に向かって流れる気泡の流速を低下させることができるので、エアトラップチャンバ６にて気泡を確実に捕捉させることができる。

　さらに、本実施形態に係る制御部Ｅは、エアトラップチャンバ６に流れる血液（液体）の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、血液ポンプ４の駆動速度を初期の駆動速度に戻して当該血液（液体）の流量を設定流量（血液浄化治療前又は血液浄化治療中に設定された通常時の流量）に復帰させるよう構成されている。これにより、所定時間経過してエアトラップチャンバ６に気泡が捕捉された後、自動的に設定流量に復帰させることができる。

　しかるに、本実施形態においては、静脈側血液回路２に接続されたエアトラップチャンバ６より上流側に上流側気泡検知部９が配設されているが、例えば図１０に示すように、動脈側血液回路１に接続されたエアトラップチャンバ５より上流側（血液ポンプ４とエアトラップチャンバ５との間の位置）に上流側気泡検知部９’（上流側気泡検知部９と同様の構成及び機能）を配設し、当該上流側気泡検知部９’にて気泡を検出したことを条件として、血液ポンプ４の駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバ５に流れる液体の流量を低下させるようにしてもよい。

　ところで、上流側気泡検知部（９、９’）とエアトラップチャンバ（５、６）との間の離間寸法は、以下のように求めることができる。すなわち、血液回路を流れる液体中の気泡の移動距離は、２００×（血液ポンプ４の設定血流量（初期の血流量）×上流側気泡検知部（９、９’）により気泡が検知されてから血液ポンプ４が低速で駆動するまでの時間＋血液ポンプ４の駆動速度を低減した後の血流量×血液ポンプ４が低速で駆動している時間）／３π（血液回路を構成するチューブの内径）^２なる演算式で求めることができる。

　そして、上流側気泡検知部（９、９’）により気泡が検知されてから血液ポンプ４が低速で駆動するまでの時間を０．２（ｓｅｃ）、低速時の血流量を３０（ｍＬ／ｍｉｎ）、血液ポンプ４が低速で駆動している時間を１（ｓｅｃ）とすれば、上記演算式を使って図３の表を得ることができる。かかる表によれば、例えば、チューブ内径が４．０（ｍｍ）の血液回路を使用し、血流量（初期の血流量）が５００（ｍＬ／ｍｉｎ）に設定されている場合、気泡は１７２（ｍｍ）流動するので、上流側気泡検知部（９、９’）とエアトラップチャンバ（５、６）は、１７２（ｍｍ）以上離間した部位に配設する必要がある。

　次に、本実施形態の制御内容について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
　先ず、動脈側穿刺針ａ及び静脈側穿刺針ｂを患者に穿刺して血液ポンプ４を駆動させることにより血液回路にて患者の血液を体外循環させて血液浄化治療を行う（Ｓ１）。そして、Ｓ２にて上流側気泡検知部９にて気泡が検出されたか否か判定し、気泡を検出したと判定されると、Ｓ３に進んで血液ポンプ４を低速駆動（初期の駆動速度より低下）させ、エアトラップチャンバ６に流れる血液の流量を低下させる。

　その後、所定時間経過したか否か判定し（Ｓ４）、所定時間経過したと判定されると、Ｓ５に進んで血液ポンプ４を通常駆動（初期の駆動速度）に復帰させる。そして、Ｓ６にて血液浄化治療が終了したか否か判定され、終了していないと判定された場合は、Ｓ２に戻って再び気泡が検出されたか否か判定され、以下同様の制御が行われる一方、Ｓ６にて血液浄化治療が終了したと判定された場合は、一連の制御を終了する。

　本実施形態によれば、血液回路におけるエアトラップチャンバ（５、６）より上流側に取り付けられ、血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部（９、９’）を具備するとともに、上流側気泡検知部（９、９’）により気泡を検知したことを条件として、エアトラップチャンバ（５、６）に流れる液体の流量を低下させるので、エアトラップチャンバ（５、６）の容量を低減させつつ比較的小さい気泡も確実に捕捉することができるとともに、常時液体の流量を低下させるものに比べて、治療効率の低下を抑制することができる。

　また、本実施形態によれば、上流側気泡検知部（９、９’）により気泡を検知したことを条件として、血液ポンプ４の駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバ（５、６）に流れる液体の流量を低下させるので、血液ポンプ４の駆動速度を制御することによって気泡を確実に捕捉させることができ、別個新たな部品を不要とすることができる。さらに、エアトラップチャンバ（５、６）に流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させるので、気泡をエアトラップチャンバにて捕捉させた後、血液回路を流れる液体の流量を自動的に復帰させることができる。

　次に、本発明の第２の実施形態に係る血液浄化装置について説明する。
　本実施形態に係る血液浄化装置は、第１の実施形態と同様、透析治療を行うための透析装置から成り、図４に示すように、動脈側血液回路１及び静脈側血液回路２を有する血液回路と、動脈側血液回路１の基端及び静脈側血液回路２の基端に接続され、血液回路を流れる血液を浄化するダイアライザ３（血液浄化器）と、血液ポンプ４と、動脈側血液回路１に接続されたエアトラップチャンバ５と、静脈側血液回路２に接続されたエアトラップチャンバ６と、気泡検出部７と、血液判別器８と、上流側気泡検知部９と、狭窄部１２と、制御部Ｅとから主に構成されている。なお、第１の実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

　狭窄部１２は、血液回路（本実施形態においては静脈側血液回路２）におけるエアトラップチャンバ６と上流側気泡検知部９との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を挟持して狭めることにより液体の流量を低下させ得るもので、例えばソレノイドクランプ等により構成されている。そして、制御部Ｅは、上流側気泡検知部９により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部１２を作動させて流路を狭めることによりエアトラップチャンバ６に流れる液体の流量を低下させるようになっている。

　すなわち、本実施形態に係る制御部Ｅは、上流側気泡検知部９から所定の検出信号を受信することにより気泡が検出されたことを判別すると、狭窄部１２に対して所定の制御信号を送信して流路を狭め得るよう構成されている。これにより、血液回路を流通する血液の流量を低下させることができ、上流側気泡検知部９で検出されてエアトラップチャンバ６に向かって流れる気泡の流速を低下させることができるので、エアトラップチャンバ６にて気泡を確実に捕捉させることができる。

　さらに、本実施形態に係る制御部Ｅは、エアトラップチャンバ６に流れる血液（液体）の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該血液（液体）の流量を設定流量（血液浄化治療前又は血液浄化治療中に設定された通常時の流量）に復帰させるよう構成されている。これにより、所定時間経過してエアトラップチャンバ６に気泡が捕捉された後、自動的に設定流量に復帰させることができる。

　次に、本実施形態の制御内容について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
　先ず、動脈側穿刺針ａ及び静脈側穿刺針ｂを患者に穿刺して血液ポンプ４を駆動させることにより血液回路にて患者の血液を体外循環させて血液浄化治療を行う（Ｓ１）。そして、Ｓ２にて上流側気泡検知部９にて気泡が検出されたか否か判定し、気泡を検出したと判定されると、Ｓ３に進んで狭窄部１２を作動させ、エアトラップチャンバ６に流れる血液の流量を低下させる。

　その後、所定時間経過したか否か判定し（Ｓ４）、所定時間経過したと判定されると、Ｓ５に進んで狭窄部１２による流路の狭窄を解除して、血流量を通常通り（初期の血流量）に復帰させる。そして、Ｓ６にて血液浄化治療が終了したか否か判定され、終了していないと判定された場合は、Ｓ２に戻って再び気泡が検出されたか否か判定され、以下同様の制御が行われる一方、Ｓ６にて血液浄化治療が終了したと判定された場合は、一連の制御を終了する。

　本実施形態によれば、血液回路におけるエアトラップチャンバ６より上流側に取り付けられ、血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部９を具備するとともに、上流側気泡検知部９により気泡を検知したことを条件として、エアトラップチャンバ６に流れる液体の流量を低下させるので、エアトラップチャンバ６の容量を低減させつつ比較的小さい気泡も確実に捕捉することができるとともに、常時液体の流量を低下させるものに比べて、治療効率の低下を抑制することができる。

　また、本実施形態によれば、血液回路におけるエアトラップチャンバ６と上流側気泡検知部９との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部１２を具備するとともに、上流側気泡検知部９により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部１２を作動させて流路を狭めることによりエアトラップチャンバ６に流れる液体の流量を低下させるので、血液ポンプ４の駆動速度を変更させることなく狭窄部１２を作動させることによって気泡を確実に捕捉させることができる。

　さらに、エアトラップチャンバ６に流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、狭窄部１２による狭窄を解除して当該液体の流量を設定流量に復帰させるので、気泡をエアトラップチャンバ６にて捕捉させた後、血液回路を流れる液体の流量を自動的に復帰させることができる。なお、本実施形態においては、静脈側血液回路２に接続されたエアトラップチャンバ６の上流側に上流側気泡検知部９及び狭窄部１２が配設されているが、これに代えて又はこれに加えて、動脈側血液回路１に接続されたエアトラップチャンバ５の上流側に上流側気泡検知部９及び狭窄部１２を配設するようにしてもよい。

　上記第１の実施形態及び第２の実施形態においては、血液浄化治療中における気泡の捕捉に関するものであるが、例えば治療前のプライミング時に気泡を捕捉するものに適用できる。先ず、前補液（ダイアライザ３にて浄化される前の血液に対する補液）が可能な血液浄化装置に適用した場合について説明する。
　本血液浄化装置は、図６、７に示すように、透析液導入ラインＬａと動脈側血液回路１に接続されたエアトラップチャンバ５との間を補液ラインＬｄで連結し、透析液導入ラインＬａの透析液を血液回路に導入して補液及びプライミング液として使用することができるものである。

　かかる血液浄化装置においてプライミングを行う際、図６に示すように、動脈側血液回路１の先端のコネクタｃと静脈側血液回路２の先端のコネクタｄとを連結して閉回路を構成した状態とし、補液ポンプ１３を駆動させるとともに、血液ポンプ４を逆回転駆動（血液浄化治療時とは反対方向に送液する駆動）させる。これにより、補液ラインＬｄにて血液回路に導入されたプライミング液としての透析液は、一部がダイアライザ３に向かって流れるととともに、残りが動脈側血液回路１の先端と静脈側血液回路２の先端とを連結させた部位に向かって流れ、それらがエアトラップチャンバ６にて合流してオーバーフローラインＬｃから排出される。この工程を経ることによって、エアトラップチャンバ５内に液層及び空気層が形成されるとともに、気泡と余分な透析液がオーバーフローラインＬｃから排出されることとなる。

　その後、図７に示すように、補液ポンプ１３の駆動を保持しつつ血液ポンプ４を正回転駆動（血液浄化治療時と同一方向に送液する駆動）させる。これにより、補液ラインＬｄにて血液回路に導入されたプライミング液としての透析液は、血液回路内で同図中矢印方向に流れて循環することとなる。この工程において、制御部Ｅは、上流側気泡検知部９が気泡を検出したことを条件として、血液ポンプ４及び補液ポンプ１３の駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバ６に流れるプライミング液（透析液）の流量を低下させ、残留した気泡をエアトラップチャンバ６にて確実に捕捉することができるようになっている。

　次に、後補液（ダイアライザ３にて浄化された後の血液に対する補液）が可能な血液浄化装置に適用した場合について説明する。本血液浄化装置は、図８、９に示すように、透析液導入ラインＬａと静脈側血液回路２（ダイアライザ３及び上流側気泡検知部９の間）との間を補液ラインＬｄで連結し、透析液導入ラインＬａの透析液を血液回路に導入して補液及びプライミング液として使用することができるものである。

　かかる血液浄化装置においてプライミングを行う際、図８に示すように、動脈側血液回路１の先端のコネクタｃと静脈側血液回路２の先端のコネクタｄとを連結して閉回路を構成した状態とし、補液ポンプ１３を駆動させるとともに、血液ポンプ４を正回転駆動（血液浄化治療時と同一方向に送液する駆動）させる。これにより、補液ラインＬｄにて血液回路に導入されたプライミング液としての透析液は、血液回路内で同図中矢印方向に流れ、気泡と余分な透析液がオーバーフローラインＬｃから排出されることとなる。

　その後、図９に示すように、補液ポンプ１３の駆動を保持しつつ血液ポンプ４を逆回転駆動（血液浄化治療時と逆の方向に送液する駆動）させる。これにより、補液ラインＬｄにて血液回路に導入されたプライミング液としての透析液は、血液回路内で同図中矢印方向に流れて循環することとなる。この工程において、制御部Ｅは、気泡検出部７（本実施形態においては、かかる気泡検出部７が上流側気泡検知部に相当する）が気泡を検出したことを条件として、血液ポンプ４及び補液ポンプ１３の駆動速度を低減させることによりエアトラップチャンバ６に流れるプライミング液（透析液）の流量を低下させ、残留した気泡をエアトラップチャンバ６にて確実に捕捉することができるようになっている。

　このように、上流側気泡検知部は、血液回路を流れる液体の流動方向によって異なり、図９で示す如く、液体（プライミング液）が静脈側血液回路２の先端側（コネクタｄ側）からエアトラップチャンバ６に向かって流れる場合、本発明を適用しようとすると、当該エアトラップチャンバ６の上流に配設された気泡検出部７が本発明の上流側気泡検知部として機能することとなる。

　しかして、血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプ１３を具備するとともに、上流側気泡検知部９（気泡検出部７）により気泡を検知したことを条件として、血液ポンプ４及び補液ポンプ１３の駆動速度を低減させるので、血液ポンプ４及び補液ポンプ１３の駆動速度を制御することによって気泡を確実に捕捉させることができ、別個新たな部品を不要とすることができる。

　以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１、２の実施形態の如く血液浄化治療時において気泡を捕捉させる場合、図６～９で示す如くプライミング時において気泡を捕捉させる場合に限らず、他の工程（例えば、血液浄化治療後に血液回路内の血液を患者に戻す返血工程等）に適用してもよい。また、上流側気泡検知部（９、９’、７）により気泡を検知したことを条件として、エアトラップチャンバ（５、６）に流れる液体の流量を低下させる手段として、血液ポンプ４及び狭窄部１２に限らず、流量を低下させ得る他の手段としてもよい。

　さらに、上流側気泡検知部（９、９’、７）にて検出された気泡の大きさ又は流動速度に応じて血液ポンプ４又は狭窄部１２を制御して血液回路を流れる液体の流量を任意に低下させ得るものとしてもよい。なお、本実施形態においては、透析治療時に用いられる透析装置に適用しているが、患者の血液を体外循環させつつ浄化し得る他の装置（例えば血液濾過透析法、血液濾過法、ＡＦＢＦで使用される血液浄化装置、血漿吸着装置など）に適用してもよい。

　血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部と、上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させる制御部とを具備した血液浄化装置及びその気泡の捕捉方法であれば、他の形態及び用途のものにも適用することができる。

１　動脈側血液回路
２　静脈側血液回路
３　ダイアライザ（血液浄化器）
４　血液ポンプ
５　エアトラップチャンバ
６　エアトラップチャンバ
７　気泡検出部
８　血液判別器
９、９’　上流側気泡検知部
１０　複式ポンプ
１１　除水ポンプ
１２　狭窄部
１３　補液ポンプ
Ｅ　制御部
Ｌａ　透析液導入ライン
Ｌｂ　透析液排出ライン
Ｌｃ　オーバーフローライン
Ｖ１、Ｖ２　チューブクランプ
Ｖ３　電磁弁

Claims

　動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有するとともに、当該動脈側血液回路の先端から静脈側血液回路の先端まで患者の血液を体外循環させる流路が形成された血液回路と、
　前記動脈側血液回路の基端及び静脈側血液回路の基端に接続され、前記血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化器と、
　前記血液回路に接続され、当該血液回路の流路を流れる液体中の気泡を捕捉するエアトラップチャンバと、
　前記動脈側血液回路に配設され、前記血液回路内で液体を送液可能な血液ポンプと、
を具備した血液浄化装置において、
　前記血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、前記血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部と、
　前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させる制御部と、
を具備したことを特徴とする血液浄化装置。
　前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプの駆動速度を低減させることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする請求項１記載の血液浄化装置。
　前記血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプを具備するとともに、前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を低減させることを特徴とする請求項２記載の血液浄化装置。
　前記血液回路における前記エアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部を具備するとともに、前記制御部は、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部を作動させて流路を狭めることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする請求項１記載の血液浄化装置。
　前記制御部は、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させることを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の血液浄化装置。
　動脈側血液回路及び静脈側血液回路を有するとともに、当該動脈側血液回路の先端から静脈側血液回路の先端まで患者の血液を体外循環させる流路が形成された血液回路と、
　前記動脈側血液回路の基端及び静脈側血液回路の基端に接続され、前記血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化器と、
　前記血液回路に接続され、当該血液回路の流路を流れる液体中の気泡を捕捉するエアトラップチャンバと、
　前記動脈側血液回路に配設され、前記血液回路内で液体を送液可能な血液ポンプと、
を具備した血液浄化装置による気泡の捕捉方法において、
　前記血液回路におけるエアトラップチャンバより上流側に取り付けられ、前記血液回路を流れる液体中の気泡を検知する上流側気泡検知部を具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする血液浄化装置による気泡の捕捉方法。
　前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプの駆動速度を低減させることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする請求項６記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法。
　前記血液回路に透析液を導入して補液又はプライミングし得る補液ポンプを具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、前記血液ポンプ及び補液ポンプの駆動速度を低減させることを特徴とする請求項７記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法。
　前記血液回路における前記エアトラップチャンバと上流側気泡検知部との間の位置に配設され、当該血液回路の流路を狭めることにより液体の流量を低下させ得る狭窄部を具備するとともに、前記上流側気泡検知部により気泡を検知したことを条件として、当該狭窄部を作動させて流路を狭めることにより前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させることを特徴とする請求項６記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法。
　前記エアトラップチャンバに流れる液体の流量を低下させた後、所定時間経過したことを条件として、当該液体の流量を設定流量に復帰させることを特徴とする請求項６～９の何れか１つに記載の血液浄化装置による気泡の捕捉方法。