JP2769514B2 - 血液透析装置の除水量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は腎不全患者の治療に用いられる血液透析装
置に関し、特に除水量を制御する除水量制御装置に係わ
る。

「従来の技術」 現在行われている除水量制御のうち代表的なものとし
てECUM方式がある。ECUM方式は第６図に示すようにして
行われる。すなわち患者11からの血液は血液ポンプ12に
より透析器13へ供給され、透析器13で水分や老廃物が除
去された血液はドリップチャンバ14を介して患者11に戻
される。一方透析液は液供給流路15より第１開閉弁16を
介して透析器13へ供給され、透析器13よりの透析液は排
液流路17より第２開閉弁18を介し、更に陰圧ポンプ19に
より引かれて排液される。第１開閉弁16の入口と第２開
閉弁18の出口との間に分岐路21が連結され、分岐路21に
第３開閉弁22が挿入される。

測定モードにおいて第１開閉弁16、第２開閉弁18が閉
とされ、第３開閉弁22が開とされ、透析器13及び第２開
閉弁18間に設けられた除水量測定用ポンプ23が引かれ、
所定の除水量とした時の透析器13の透析液側圧力Ｑが圧
力測定器24で測定される。この透析液側圧力Ｑと、血液
側圧力Ｐとの差Ｐ−Ｑ（TMP:透過膜圧力）と除水量との
関係が求まる。

透析モードでは第１開閉弁16、第２開閉弁18を開と
し、第３開閉弁22を閉として、透析器13に透析液を流
し、この時のTMPが前記測定したTMPとなるように制御す
る。

また往復式定量ポンプを二つ設けて、透析器に対する
流入、流出透析液量を等しくし、第３の除水ポンプによ
り除水量に相当する液量を強制的に除水する方式があ
る。この方式の代表的なものを第７図に示す。すなわち
往復式定量ポンプ25,26を設け、これらを連動とし、往
復式定量ポンプ25の計量室25bから透析液を透析器13へ
供給している時に、透析器13から透析液を定量ポンプ25
の計量室25aに取込み、一方定量ポンプ26の計量室26aに
供給すべき透析液を取込み、計量室26bに取込んだ透析
液を排液する。逆に定量ポンプ26の計量室26aの透析液
を透析器13へ供給する時、透析器13からの透析液を計量
室26bに取込み、定量ポンプ25は計量室25bに供給すべき
透析液を取込み、計量室25aの透析液を排液する。

透析器13から排出される透析液は除水用ポンプ27によ
っても引かれ、この除水用ポンプ27により引く透析液の
量は、定量ポンプ25又は26により透析器13へ供給する量
と透析器13より引く量との差の量とする。

このようにして４つの計量室を用いることにより、定
量ポンプの往復動による透析液の流れが不連続となる問
題を解決している。

「発明が解決しようとする課題」 第６図に示す従来方式においては測定モード時以外は
除水量の測定が行われず、また透析液が流れている場合
と、停止している場合とで透析器13の内部の圧力が異な
り、誤差の原因となる。最近の透析器ではTMP当りの除
水量が従来のものの５倍程度もあるものが出現し、従来
問題とならなかった小さなTMPの誤差が、大きな除水誤
差の原因となり、臨床上の問題となっている。

他方第７図に示す従来方式には、計量室間の誤差が累
積させることと、計量室の切替えを頻繁に行う必要があ
り、この切替えタイミングにより誤差が生じるという欠
点がある。更に透析液中には炭酸カルシウムが、透析器
の下流液には低分子量の蛋白質などがそれぞれ含まれる
ため、これらによる弁の動作不良、ポンプの容積変化も
無視できない。

「課題を解決するための手段」 この発明によれば第１回転式定量ポンプにより透析液
が透析器へ供給され、その透析器よりの透析液が第２回
転式定量ポンプで引かれる。校正モードにおいて第１回
転式定量ポンプ及び第２回転式定量ポンプを含んで密閉
路が構成される。つまり第１回転式定量ポンプ及び第２
回転式定量ポンプ間の流路はその透析液に対し他の液体
が流入することがなく、また透析液が流出することがな
いようにされる。その密閉路が構成された状態で第１回
転式定量ポンプと第２回転式定量ポンプとの流量差が検
出され、その流量差検出出力に応じて第１回転式定量ポ
ンプと第２回転式定量ポンプとの流量差がゼロに校正さ
れる。透析モードにおいては透析器に流入する透析液量
と、透析器から流出する透析液量との差の分、つまり設
定除水量が第３回転式定量ポンプにより引かれる。ある
いは第３回転式定量ポンプを省略し、第２回転式定量ポ
ンプを設定除水量に対応した分第１回転式定量ポンプよ
りも多く回転させる。

このように校正モードを設けることにより第１回転式
定量ポンプと第２回転式定量ポンプとの各流量を正確に
等しくすることができ、しかも連続的に透析液を供給す
ることができ、かつ弁の開閉を頻繁に行う必要はない。

「実施例」 第１図はこの発明の実施例を示し、第６図と対応する
部分には同一符号を付けてある。この発明においては液
供給流路15に第１回転式定量ポンプ31が設けられ、排液
流路17に第２回転式定量ポンプ32が設けられる。第１回
転式定量ポンプ31及び第２回転式定量ポンプ32を含む密
閉路を構成する手段としてバイパスカプラ33が設けら
れ、透析器13から外した液供給流路15と排液流路17とを
バイパスカプラ33を通じて連結することができるように
される。このバイパスカプラ33に連結した状態では第１
回転式定量ポンプ31と第２回転式定量ポンプ32との間の
流路はポンプ以外からは液体が流出しない密閉路とな
る。

第１回転式定量ポンプ31と第２回転式定量ポンプ32と
の流量差を検出する手段として、前記密閉路、この例で
は第２回転式定量ポンプ32の上流側の排液流路17にその
液圧を測定する圧力測定器34が設けられる。第２回転式
定量ポンプ32の上流側の排液流路17に第３回転式定量ポ
ンプ35が分岐接続される。

この装置は二つのモードを有する。第１は校正モード
で、第２は透析モードである。校正モードにおいては液
供給流路15及び排液流路17は透析器13から外されてバイ
パスカプラ33に接続される。つまり前記密閉路を構成す
る。この状態で第１回転式定量ポンプ31及び第２回転式
定量ポンプ32を例えば500ml/minの速度で運転する。こ
の時の圧力測定器34の出力を監視する。この圧力が上昇
傾向を示すならば第１回転式定量ポンプ31の流量が第２
回転式定量ポンプ32の流量よりも多いことを示してお
り、圧力が下降するならば第１回転式定量ポンプ31の流
量が第２回転式定量ポンプ32の流量より少ないことを示
す。従って圧力測定器34は第１回転式定量ポンプ31と第
２回転式定量ポンプ32との流量差を検出していることに
なる。この流量差、つまり圧力測定器34の測定圧力の変
化が無くなるように第１回転式定量ポンプ31あるいは第
２回転式定量ポンプ32のポンプの回転数を制御する。こ
れにより第１回転式定量ポンプ31、第２回転式定量ポン
プ32の透析モードにおける回転数を決定する。

次に透析モードにおいては液供給流路15及び排液流路
17をバイパスカプラ33から外して透析器13に接続して透
析器13への送液を開始する。この時、第１回転式定量ポ
ンプ31及び第２回転式定量ポンプ32は校正モードで決定
された回転数を維持する。第３回転式定量ポンプ35は除
水率設定器で設定された量に相当する回転数で運転す
る。このようにして第１回転式定量ポンプ31及び第２回
転式定量ポンプ32により等しい流量の液体を透析器13に
流入、流出させ、除水量に相当する量が第３回転式定量
ポンプ35で抜きとられる。回転式定量ポンプは定量性に
経時的変化が伴うが、これを校正モードにより校正し、
この欠点を補うことにより往復式ポンプより高精度の除
水量制御を実現することができる。

校正モードにおいて密閉路を校正する手段としては、
血液流路の血液の流れを停止し、血液から水分などが透
析液側へ流入しないようにすることもできる。例えば第
２図に示すように、校正モード時には透析器13になるべ
く接近した個所で血液チューブを鉗子36,37で閉塞し、
かつ血液ポンプ12を止める。鉗子36,37による血液チュ
ーブのクランプはソレノイドなどにより電機的に行うよ
うにすることができる。

またこの第２図の例では第３回転式定量ポンプ35を省
略して、透析モードにおいては第２回転式定量ポンプ32
の回転数を、校正モードで得られた回転数に設定除水量
分を加えて制御するものである。

第１回転式定量ポンプ31と第２回転式定量ポンプ32と
の流量差を検出する手段としては、第３図に示すように
校正モードにおいて密閉路、例えば第１回転式定量ポン
プ31の下流側の液供給路15と連通して可変容量の測定室
38が設けられ、その測定室38の可変部の変化量を読み取
る手段39で読み取るようにしてもよい。可変容量の測定
室38としては摩擦係数の小さいピストン、ベローズ式の
シリンダーなどを使用することができる。変化量を読み
取る手段39としては直線運動型の可変抵抗器を使用する
ことができる。校正モードが終わり、透析モードは可変
容量の測定室38への配管を閉塞する。

更に校正モードにおいて流量差を検出する手段として
は第４図に示すように密閉路、例えば第１回転式定量ポ
ンプ31の下流側の液供給路15と連通してメスピペット等
の開口溶器41を設け、開口容器41内の液レベルの変動を
読み取るようにしてもよい。

校正モードにおいて流量差がゼロになるように第１回
転式定量ポンプ31あるいは第２回転式定量ポンプ32のポ
ンプ回転数を制御するが、この制御を機械的変速器を介
して行うこともできる。例えば第５図に示すように、モ
ータ42で第１回転式定量ポンプ31を直接制御すると共に
モータ42で機械的な変速器43を介して第２回転式定量ポ
ンプ32を制御する。校正モードにおいて、圧力測定器34
の測定圧力の変動に応じて機械的な変速器43を制御して
第１回転式定量ポンプ31と第２回転式定量ポンプ32との
流量差がゼロとなるようにする。機械的な変速器43とし
てはベルトの位置が可変できる自動変速器を使用でき
る。

なお上述において回転式定量ポンプにはモイノポンプ
を使用し、このポンプの駆動源にはパルスモータを用い
ることができる。また第３回転式定量ポンプ35を透析器
13の流入側に設けて、除水量に対応した分だけ透析液を
減少して透析器13へ供給してもよい。第３回転式定量ポ
ンプ35の吐出側にカップによる計量機構を設けて除水量
を計測し、第３回転式定量ポンプ35の回転数を補正する
こともできる。

「発明の効果」 透析器の高除水能化が進み、従来の除水量制御方式で
は制御精度が悪く、実用上この様な透析器には使用でき
なくなっている。この発明はこの問題点を解決でき、高
除水能膜にも十分対応できる除水量制御装置を実現でき
る。

計量室をもつ往復式定量ポンプを使用する場合と比較
して弁の開閉を頻繁に行う必要がなく、かつ校正モード
を適当に挿入することにより誤差が累積されることな
く、常に正しい制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は流量
差検出手段の他の例を示すブロック図、第４図はその更
に他の例を示すブロック図、第５図は流量差をゼロに制
御する手段の他の例を示すブロック図、第６図及び第７
図はそれぞれ従来の除水量制御装置を示すブロック図で
ある。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透析器へ液供給流路を通じて透析液を供給
   し、上記透析器への供給された血液から老廃物を除去し
   て透析液と共に排液流路へ排出する血液透析装置におい
   て、 上記液供給流路に挿入された第１回転式定量ポンプと、 上記排液流路に挿入された第２回転式定量ポンプと、上
   記第１回転式定量ポンプ及び上記第２回転式定量ポンプ
   を含み密閉路を構成する手段と、 その密閉路を構成した状態で上記第１回転式定量ポンプ
   と上記第２回転式定量ポンプとの流量差を検出する流量
   差検出手段と、 その流量差検出手段の検出出力により上記第１回転式定
   量ポンプと上記第２回転式定量ポンプとの流量差をゼロ
   にする手段と、 を具備する血液透析装置の除水量制御装置。
2. 【請求項２】上記密閉路を構成する手段は上記透析器か
   ら上記液供給流路及び上記排液流路を外してバイパスカ
   プラに連結する手段であることを特徴とする請求項１記
   載の血液透析装置の除水量制御装置。
3. 【請求項３】上記密閉路を構成する手段は上記透析器に
   対し流入流出する血液の流れを停止する手段であること
   を特徴とする請求項１記載の血液透析装置の除水量制御
   装置。
4. 【請求項４】上記流量差検出手段は上記第１回転式定量
   ポンプ及び上記第２回転式定量ポンプ間の上記密閉路の
   液体圧を測定する圧力測定器であることを特徴とする請
   求項１記載の血液透析装置の除水量制御装置。
5. 【請求項５】上記流量差検出手段は上記第１回転式定量
   ポンプ及び上記第２回転式定量ポンプ間の上記密閉路に
   連通された可変容量の測定室と、その測定室の可変部に
   より駆動される変化量を読み取る手段とよりなることを
   特徴とする請求項１記載の血液透析装置の除水量制御装
   置。
6. 【請求項６】上記流量差検出手段は上記第１回転式定量
   ポンプ及び上記第２回転式定量ポンプ間の上記密閉回路
   に連通された開口容器と、その開口容器の液レベルを読
   み取る手段とよりなることを特徴とする請求項１記載の
   血液透析装置の除水量制御装置。