JP5237007B2 - Blood purification equipment - Google Patents
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Description
本発明は、患者の血液を体外循環させつつ浄化する血液浄化装置に関するものである。 The present invention relates to a blood purification apparatus for purifying a patient's blood while circulating it outside the body.
一般に、血液浄化療法、例えば透析治療においては、患者の血液を体外循環させるべく可撓性チューブから成る血液回路が使用されている。この血液回路は、患者から血液を採取する動脈側穿刺針が先端に取り付けられた動脈側血液回路と、患者に血液を戻す静脈側穿刺針が先端に取り付けられた静脈側血液回路とから主に成り、これら動脈側血液回路と静脈側血液回路との間にダイアライザを介在させ、血液ポンプを駆動させることにより体外循環する血液の浄化を行っている。 In general, in blood purification therapy such as dialysis treatment, a blood circuit composed of a flexible tube is used to circulate a patient's blood extracorporeally. This blood circuit is mainly composed of an arterial blood circuit in which an arterial puncture needle for collecting blood from a patient is attached to the tip, and a venous blood circuit in which a venous puncture needle for returning blood to the patient is attached to the tip. Thus, a dialyzer is interposed between the arterial blood circuit and the venous blood circuit, and the blood circulating outside the body is purified by driving the blood pump.
かかるダイアライザは、内部に複数の中空糸が配設されており、それぞれの中空糸の内部を血液が通過するとともに、その外側(中空糸の外周面と筐体の内周面との間)に透析液を流し得る構成とされている。中空糸は、その壁面に微小な孔(ポア)が形成されて血液浄化膜を成しており、中空糸内部を通過する血液の老廃物等が血液浄化膜を透過して透析液内に排出されるとともに、老廃物が排出されて浄化された血液が患者の体内に戻るようになっている。また、透析装置内には、患者の血液から水分を取り除くための除水ポンプが配設されており、透析治療時に除水が行われるように構成されている。 In such a dialyzer, a plurality of hollow fibers are arranged inside, and blood passes through the inside of each hollow fiber, and on the outside thereof (between the outer peripheral surface of the hollow fiber and the inner peripheral surface of the housing). It is set as the structure which can flow a dialysate. The hollow fiber has a blood purification membrane with micropores (pores) formed in the wall surface, and waste products of blood passing through the hollow fiber permeate the blood purification membrane and are discharged into the dialysate. At the same time, waste blood is discharged and purified blood returns to the patient's body. In the dialysis machine, a water removal pump for removing water from the patient's blood is disposed, and water removal is performed during dialysis treatment.
ところで、上記の如き透析装置で適用される血液ポンプは、通常、血液回路をしごいて一定の血液を患者から採取及び返血する所謂しごき型ポンプで構成されており、当該血液回路を体外循環する血液流量は、血液ポンプの1回転当たりの吐出量と時間当たりの回転数とによって求められる。 By the way, the blood pump applied in the dialysis apparatus as described above is usually constituted by a so-called ironing type pump that squeezes a blood circuit and collects and returns a constant blood from a patient. The blood flow rate to be obtained is determined by the discharge amount per rotation of the blood pump and the number of rotations per time.
しかしながら、血液ポンプの吐出量は、所定条件(例えば、ヘマトクリット値が30%程度の牛血を用いた場合等)での流量と血液ポンプの回転数との関係で設定されているため、実際に体外循環される血液の性質とは必ずしも一致せず、設定流量と実血流量(血液回路を流れる実際の血流量)とにずれが生じてしまうことがあった。また、患者のシャント(外科手術により動脈と静脈とを連結させた部位)部位から脱血する際、穿刺針の穿刺不良や穿刺針近傍の血液回路を構成するチューブの折れ曲がり、或いは血管の狭窄により脱血不良が生じると、血液ポンプ上流側が陰圧となってしまい、その吐出量が規定値より少なくなることがあり、設定流量と実血流量とにずれが生じてしまうことがあった。 However, since the discharge amount of the blood pump is set based on the relationship between the flow rate and the rotation speed of the blood pump under a predetermined condition (for example, when using bovine blood having a hematocrit value of about 30%) The nature of blood circulated extracorporeally does not necessarily match, and there may be a difference between the set flow rate and the actual blood flow rate (actual blood flow rate flowing through the blood circuit). Also, when blood is removed from the patient's shunt (site where arteries and veins are connected by surgery), the puncture needle is poorly punctured, the tube constituting the blood circuit in the vicinity of the puncture needle is bent, or the blood vessel is narrowed. When blood removal failure occurs, the pressure upstream of the blood pump becomes negative pressure, and the discharge amount may be less than the specified value, which may cause a deviation between the set flow rate and the actual blood flow rate.
上記の如く設定流量と実血流量とにずれが生じてしまうと、所定の透析効率が得られないことから、所望の透析効率を得るため実血流量を精度よく検出するものが望まれているのが実情である。かかる事情により、従来より、血液ポンプの回転数とは異なるパラメータを用いて血液回路を流れる実際の血流量(実血流量)を求めることが種々提案されるに至っている。例えば、特許文献1で示すように、ダイアライザ入口圧(例えば、動脈側血液回路のドリップチャンバ内における液圧)の振幅に基づいて脱血圧(動脈側血液回路における動脈側穿刺針近傍の液圧)を求めるとともに、予め実験的に求めておいた当該脱血圧と実血流量との関係を示す特性曲線から血液回路を体外循環する血液の流量(実血流量)を求めるものが提案されている。
しかしながら、上記従来の血液浄化装置においては、実血流量を求めるためには、予め実験的に求めておく特性関係(具体的には、ダイアライザ入口圧と脱血圧との関係、及び脱血圧と実血流量との関係)が2重に必要であり、患者個々の個人差に基づく測定誤差を生じ易いという問題があった。また、実血流量を求める毎にドリップチャンバ(動脈側ドリップチャンバ)の液面高さを調整する必要があり、極めて手間がかかってしまい作業性が悪化してしまうという問題もあった。 However, in the above-described conventional blood purification apparatus, in order to obtain the actual blood flow rate, a characteristic relationship that is experimentally obtained in advance (specifically, the relationship between the dialyzer inlet pressure and the blood pressure reduction, and the blood pressure removal and the actual blood pressure). There is a problem that measurement errors based on individual differences among individual patients are likely to occur. Moreover, it is necessary to adjust the liquid level height of the drip chamber (arterial drip chamber) every time the actual blood flow is obtained, which is very troublesome and deteriorates workability.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、血液回路を体外循環する実血流量をより精度よく且つ容易に求めることができる血液浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a blood purification apparatus that can more accurately and easily determine the actual blood flow volume extracorporeally circulating in the blood circuit.
請求項1記載の発明は、患者の血液を体外循環させるための動脈側血液回路及び静脈側血液回路から成る血液回路と、前記動脈側血液回路と静脈側血液回路との間に接続され、当該血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化手段と、該血液回路で体外循環する患者の血液に対して人為的な変化を付与する変化付与手段と、前記血液回路で体外循環する患者の血液における血液指標を経時的に検出するとともに、前記変化付与手段により付与された人為的変化に起因して生じる血液指標の変化を検出し得る検出手段とを具備した血液浄化装置において、前記検出手段は、前記血液回路における前記変化付与手段により人為的変化が付与される部位より下流側に所定寸法離間しつつ設けられた一対のセンサから成るとともに、当該検出手段を構成するセンサのうち上流側のセンサで検出した血液指標値の変化が下流側のセンサで検出されるまでの時間を計測する計測手段と、該計測手段で計測した時間、前記検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の前記血液回路の内径寸法をパラメータとした所定演算式により前記血液回路を流れる血液の流量を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
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、前記変化付与手段は、前記血液浄化手段で浄化される血液を急激且つ短時間で濃縮して血液濃度の変化に特有のピークを付与し得る血液濃縮手段から成るとともに、前記検出手段は、当該血液濃縮手段にて付与された特有のピークを検出するヘマトクリットセンサから成ることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the blood purification apparatus according to the first aspect, the change imparting unit concentrates the blood purified by the blood purification unit rapidly and in a short time, and is a peak peculiar to a change in blood concentration. And the detection means comprises a hematocrit sensor for detecting a specific peak given by the blood concentration means.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の血液浄化装置において、前記検出手段を構成する上流側のセンサと下流側のセンサとが設置されるべき所定位置を示す目印が前記血液回路に形成されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the blood purification apparatus according to the first or second aspect, the mark indicating the predetermined position where the upstream sensor and the downstream sensor constituting the detection means are to be installed is the mark. It is formed in a blood circuit.
請求項4記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の血液浄化装置において、前記検出手段を構成する上流側のセンサと下流側のセンサとを前記血液回路の所定位置に設置可能な設置手段を具備したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the blood purification apparatus according to the first or second aspect, the upstream sensor and the downstream sensor constituting the detection means can be installed at predetermined positions of the blood circuit. Means are provided.
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、前記検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の前記血液回路の内径寸法を入力する入力手段を具備したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the blood purification apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the separation dimension of the pair of sensors constituting the detection means and the inner diameter dimension of the blood circuit within the separation dimension. It is characterized by comprising an input means for inputting.
請求項1の発明によれば、検出手段を構成する上流側のセンサで検出した血液指標値の変化が下流側のセンサで検出されるまでの時間、当該検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の血液回路の内径寸法をパラメータとした所定演算式により血液回路を流れる血液の流量を演算するので、血液回路を体外循環する実血流量をより精度よく且つ容易に求めることができる。 According to the first aspect of the present invention, the time until the change of the blood index value detected by the upstream sensor constituting the detection means is detected by the downstream sensor, and the separation of the pair of sensors constituting the detection means. Since the flow rate of the blood flowing through the blood circuit is calculated by a predetermined calculation formula using the dimensions and the inner diameter of the blood circuit within the distance as a parameter, the actual blood flow circulating outside the blood circuit can be obtained more accurately and easily. Can do.
請求項2の発明によれば、変化付与手段は、血液浄化手段で浄化される血液を急激且つ短時間で濃縮して血液濃度の変化に特有のピークを付与し得る血液濃縮手段から成るとともに、検出手段は、当該血液濃縮手段にて付与された特有のピークを検出するヘマトクリットセンサから成るので、生理食塩水やインディケータとなる物質等を血液回路内に注入する必要がなく、より簡易に血液回路を体外循環する実血流量を求めることができる。
According to the invention of
請求項3、4の発明によれば、検出手段を構成する上流側のセンサと下流側のセンサとが設置されるべき所定位置を示す目印が血液回路に形成され、或いは検出手段を構成する上流側のセンサと下流側のセンサとを血液回路の所定位置に設置可能な設置手段を具備したので、実血流量の演算の際、検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法がずれてしまい誤差が生じてしまうのを防止することができる。 According to the third and fourth aspects of the present invention, a mark indicating a predetermined position where the upstream sensor and the downstream sensor constituting the detection means are to be installed is formed in the blood circuit, or the upstream constituting the detection means. Since the installation means that can install the sensor on the side and the sensor on the downstream side at a predetermined position of the blood circuit is provided, the distance between the pair of sensors constituting the detection means is shifted when the actual blood flow is calculated. Can be prevented from occurring.
請求項5の発明によれば、前記検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の前記血液回路の内径寸法を入力する入力手段を具備したので、一対のセンサの離間寸法及びその内径寸法に変更が生じた際も容易に対応して実血流量を求めることができる。 According to the invention of claim 5, since the input means for inputting the separation dimension of the pair of sensors constituting the detection means and the inner diameter dimension of the blood circuit within the separation dimension is provided, the separation dimension of the pair of sensors and The actual blood flow rate can be obtained easily in response to a change in the inner diameter.
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。
本実施形態に係る血液浄化装置は、患者の血液を体外循環させつつ浄化するためのもので、血液透析治療で使用される血液透析装置に適用されたものである。かかる血液透析装置は、図1に示すように、血液浄化手段としてのダイアライザ2が接続された血液回路1と、ダイアライザ2に透析液を供給しつつ除水する透析装置本体6とから主に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The blood purification apparatus according to the present embodiment is for purifying a patient's blood while circulating it extracorporeally, and is applied to a hemodialysis apparatus used in hemodialysis treatment. As shown in FIG. 1, the hemodialysis apparatus mainly includes a
血液回路1は、同図に示すように、可撓性チューブから成る動脈側血液回路1a及び静脈側血液回路1bから主に構成されており、これら動脈側血液回路1aと静脈側血液回路1bの間にダイアライザ2が接続されている。動脈側血液回路1aには、その先端に動脈側穿刺針aが接続されているとともに、途中にしごき型の血液ポンプ3、除泡用のドリップチャンバ4aが配設されている。一方、静脈側血液回路1bには、その先端に静脈側穿刺針bが接続されているとともに、途中に一対の検出手段(第1センサ5a及び第2センサ5b)及び除泡用のドリップチャンバ4bが接続されている。
As shown in the figure, the
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3を駆動させると、患者の血液は、ドリップチャンバ4aで除泡がなされつつ動脈側血液回路1aを通ってダイアライザ2に至り、該ダイアライザ2によって血液浄化が施され、ドリップチャンバ4bで除泡がなされつつ静脈側血液回路1bを通って患者の体内に戻る。即ち、患者の血液を血液回路1にて体外循環させつつダイアライザ2にて浄化するのである。
When the blood pump 3 is driven with the patient punctured with the artery side puncture needle a and the vein side puncture needle b, the patient's blood passes through the artery side blood circuit 1a while being defoamed in the
ダイアライザ2は、その筐体部に、血液導入ポート2a、血液導出ポート2b、透析液導入ポート2c及び透析液導出ポート2dが形成されており、このうち血液導入ポート2aには動脈側血液回路1aの基端が、血液導出ポート2bには静脈側血液回路1bの基端がそれぞれ接続されている。また、透析液導入ポート2c及び透析液導出ポート2dは、透析装置本体6から延設された透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8とそれぞれ接続されている。
The
ダイアライザ2内には、複数の中空糸が収容されており、該中空糸内部が血液の流路とされるとともに、中空糸外周面と筐体部の内周面との間が透析液の流路とされている。中空糸には、その外周面と内周面とを貫通した微少な孔(ポア)が多数形成されて中空糸膜を形成しており、該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。
A plurality of hollow fibers are accommodated in the
一方、透析装置本体6は、複式ポンプP(透析液導入排出手段)と、透析液排出ライン8において複式ポンプPを迂回して接続されたバイパスライン9と、該バイパスライン9に接続された除水ポンプ10と、ダイアライザ2から複式ポンプPの排液側Pbへ透析液を流動させる加圧ポンプ11と、気泡分離チャンバ12と、大気開放ライン13と、電磁弁14とから主に構成されている。
On the other hand, the dialysis machine body 6 includes a duplex pump P (dialysate introduction and discharge means), a bypass line 9 that bypasses the duplex pump P in the dialysate discharge line 8, and a removal that is connected to the bypass line 9. It is mainly composed of a water pump 10, a pressurizing
複式ポンプPは、透析液導入ライン7及び透析液排出ライン8に跨って配設され、当該透析液導入ライン7からダイアライザ2(血液浄化手段)に対して透析液を導入させるとともに、当該ダイアライザ2に導入された透析液を透析液排出ライン8から排出させるためのものである。即ち、複式ポンプPは、供給側Paと排液側Pbとが略等量とされた定量型のポンプから成るものであり、当該供給側Paから排液側Pbまでの透析液の流路は、電磁弁14が閉じた状態で、密閉系(密閉が保たれた状態)とされている。
The compound pump P is disposed across the dialysate introduction line 7 and the dialysate discharge line 8 and introduces dialysate from the dialysate introduction line 7 to the dialyzer 2 (blood purification means). The dialysis fluid introduced into the dialysis fluid is discharged from the dialysis fluid discharge line 8. That is, the duplex pump P is composed of a fixed type pump in which the supply side Pa and the drainage side Pb are substantially equal, and the flow path of the dialysate from the supply side Pa to the drainage side Pb is as follows. In a state where the
加圧ポンプ11は、透析液排出ライン8におけるダイアライザ2と複式ポンプPとの間に接続され、当該ダイアライザ2から複式ポンプPへ透析液を流動させるためのものであり、遠心型のように非容積型ポンプ(圧力制御型)から成るものである。尚、後述する除水ポンプ10は、定量型ポンプから成るものとされている。
The pressurizing
そして、透析液導入ライン7の一端がダイアライザ2(透析液導入ポート2c)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8の一端は、ダイアライザ2(透析液導出ポート2d)に接続されるとともに、他端が図示しない排液手段と接続されており、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7を通ってダイアライザ2に至った後、透析液排出ライン8及びバイパスライン9を通って排液手段に送られるようになっている。
One end of the dialysate introduction line 7 is connected to the dialyzer 2 (dialyte introduction port 2c), and the other end is connected to a dialysate supply device (not shown) for preparing a dialysate having a predetermined concentration. One end of the dialysate discharge line 8 is connected to the dialyzer 2 (
除水ポンプ10は、ダイアライザ2中を流れる患者の血液から水分を除去するためのものである。即ち、かかる除水ポンプ10を駆動させると、複式ポンプPが定量型であるため、透析液導入ライン7から導入される透析液量よりも透析液排出ライン8から排出される液体の容量が多くなり、その多い容量分だけ血液中から水分が除去されるのである。尚、かかる除水ポンプ10以外の手段(例えば所謂バランシングチャンバ等を利用するもの)にて患者の血液から水分を除去するようにしてもよい。
The dewatering pump 10 is for removing water from the blood of the patient flowing through the
気泡分離チャンバ12は、所謂脱ガスチャンバと呼ばれるもので、透析液排出ライン8における加圧ポンプ11と複式ポンプPとの間に接続された所定容量のものから成り、透析液中の気泡を捕捉し得るよう構成されたものである。この気泡分離チャンバ12からは、既述したバイパスライン9が延設されているとともに、大気開放ライン13が延設されている。この大気開放ライン13は、先端が大気開放とされており、その途中には電磁弁14が接続されている。
The
電磁弁14は、大気開放ライン13を開放又は閉止すべく開閉可能とされたもので、開放状態で気泡分離チャンバ12が外気と連通し、閉止状態で当該気泡分離チャンバ12が外気と遮断するようになっている。而して、透析治療前又は透析治療後において、電磁弁14を操作して大気開放ライン13を開放させれば、気泡分離チャンバ12内に捕捉された気泡を大気に放出させることができる。
The
尚、本実施形態における大気開放ライン13と電磁弁14とは、本発明の血液濃縮手段(変化付与手段)を構成しており、当該電磁弁14を操作して大気開放ライン13を開放させることにより、ダイアライザ2を流れる血液に対し急激で且つ短時間の濃縮を行って当該血液の指標(血液指標)に対して特有のピークを付与し得るようになっている。即ち、透析治療中において、電磁弁14を操作して閉止状態の大気開放ライン13を開放すると、加圧ポンプ11の出口圧が大気圧と略等しくなることから、加圧ポンプ11の上流側では瞬間的に高い陰圧が発生し、ダイアライザ2(血液の流路)を流れる血液に対して、急激で且つ短時間の除水(血液濃縮)が行われるのである。
In addition, the
これにより、除水ポンプ10の駆動により発生する限外濾過圧よりも遙かに大きく、且つ短時間で血液に対して大量の除水を行うことができ、血液指標としての血液濃度(ヘマトクリット値)の変化に特有のピークを付与し得るようになっている。尚、電磁弁14による大気開放ライン13の開放は、短時間(本実施形態においては、大気開放ライン13の開放は、10秒以下の任意の時間を設定することができ、0.5秒或いはそれ以下でも十分な測定精度を有する)で行われ、すぐに電磁弁14を操作することにより大気開放ライン13が閉止されることとなる。
As a result, it is much larger than the ultrafiltration pressure generated by driving the water removal pump 10, and a large amount of water can be removed from the blood in a short time, and the blood concentration (hematocrit value) as a blood index can be obtained. ) To give a peculiar peak. It should be noted that the opening of the
ここで、本発明における「急激且つ短時間」とは、回路を経た後において付与したパルスが確認できる程度の大きさ及び時間のことをいい、「特有」とは、ポンプの変動や患者の体動による他の要因による変動パターンと区別できるものをいう。尚、本実施形態による除水速度は、通常の除水の10倍以上となっている。 Here, the term “abrupt and short time” in the present invention means a size and time enough to confirm the pulse applied after passing through the circuit, and “specific” means fluctuations in the pump and the body of the patient. It can be distinguished from fluctuation patterns due to other factors caused by movement. In addition, the water removal speed by this embodiment is 10 times or more of normal water removal.
患者の血液濃度情報は、患者の血液濃度(ヘマトクリット値やヘモグロビン濃度等)そのものであってもよく、或いは静脈側血液回路1bを流れる血液の圧力である静脈圧(例えば、ドリップチャンバ4bの空気層の圧力から求められる静脈圧)又はダイアライザ2から導出した透析液の圧力である透析液圧(透析液排出ライン8におけるダイアライザ2直後の透析液の圧力)から導かれるものであってもよい。また、患者の血液濃度情報は、静脈側血液回路1bに配設されたヘマトクリットセンサと静脈側血液回路1bに流れる血液の圧力である静脈圧(例えば、ドリップチャンバ4bの空気層の圧力から求められる静脈圧)から導かれるものであってもよい。
The patient's blood concentration information may be the patient's blood concentration (hematocrit value, hemoglobin concentration, etc.) itself, or venous pressure (for example, the air layer of the drip chamber 4b) that is the pressure of blood flowing through the venous blood circuit 1b. Or the dialysate pressure (the dialysate pressure immediately after the
然るに、電磁弁14による大気開放ライン13の開放時、加圧ポンプ11の回転数を任意変更可能とするのが好ましい。これにより、付与される陰圧の大きさを制御することができる。また、透析液圧警報、静脈圧警報又はダイアライザ入口圧警報などの警報装置を具備したものの場合、電磁弁14による大気開放ライン13の開放時点から一定時間だけ当該警報装置による警報幅(警報すべき範囲)を広げて誤警報を抑制するよう構成してもよい。尚、誤警報をより抑制すべく、電磁弁14による大気開放ライン13の開放時点から一定時間だけ当該警報装置による警報監視を緩和させるよう構成してもよい。
However, it is preferable that the rotation speed of the pressurizing
本発明の検出手段を構成する第1センサ5a及び第2センサ5bは、血液回路1で体外循環する患者の血液における血液指標(ヘマトクリット値)を経時的に検出するとともに、大気開放ライン13及び電磁弁14(本発明の血液濃縮手段(変化付与手段))により付与された人為的変化(急激且つ短時間な血液濃縮の変化)に起因して生じる血液指標の変化を検出し得るものである。
The
より具体的には、本発明の検出手段を構成する第1センサ5a及び第2センサ5bは、静脈側血液回路1bの静脈側ドリップチャンバ4bと静脈側穿刺針bとの間において配設された一対のセンサから成るものである。而して、かかる一対の第1センサ5a及び第2センサ5bは、血液回路1における変化付与手段により人為的変化が付与される部位(本実施形態においてはダイアライザ2)より下流側(本実施形態においては静脈側血液回路1b)に所定寸法Lだけ離間しつつ設けられている。
More specifically, the
これら第1センサ5a及び第2センサ5bは、血液濃度を検出し得るヘマトクリットセンサから成るもので、当該ヘマトクリットセンサは、例えばLED等の発光素子及びフォトダイオード等の受光素子を備え、発光素子から血液に光を照射するとともに、その透過した光或いは反射した光を受光素子にて受光することにより、患者の血液濃度を示すヘマトクリット値を検出するものである。
The
具体的には、受光素子から出力された電気信号に基づき、血液の濃度を示すヘマトクリット値を求める。即ち、血液を構成する赤血球や血漿などの各成分は、それぞれ固有の吸光特性を持っており、この性質を利用してヘマトクリット値を測定するのに必要な赤血球を光学的に定量化することにより当該ヘマトクリット値を求めることができるのである。より具体的には、発光素子から照射された近赤外線は、血液に入射して吸収と散乱の影響を受け、受光素子にて受光される。その受光した光の強弱から光の吸収散乱率を解析し、ヘマトクリット値を算出するのである。 Specifically, a hematocrit value indicating the blood concentration is obtained based on the electrical signal output from the light receiving element. That is, each component such as red blood cell and plasma that constitutes blood has a specific light absorption characteristic, and by using this property, red blood cells necessary for measuring a hematocrit value are optically quantified. The hematocrit value can be obtained. More specifically, near infrared rays irradiated from the light emitting element are incident on blood, are affected by absorption and scattering, and are received by the light receiving element. The light absorption / scattering rate is analyzed from the intensity of the received light, and the hematocrit value is calculated.
ここで、本実施形態においては、透析装置本体6内に計測手段15及び演算手段16が配設されている。計測手段15は、一対の第1センサ5a及び第2センサ5bとそれぞれ電気的に接続されており、当該センサのうち上流側の第1センサ5aで検出した血液指標値の変化(ヘマトクリット値の変化)が下流側の第2センサ5bで検出されるまでの時間(移動時間t)を計測するためのものである。
Here, in the present embodiment, the measuring means 15 and the calculating means 16 are disposed in the dialysis apparatus body 6. The measuring means 15 is electrically connected to each of the pair of
例えば、大気開放ライン13及び電磁弁14(本発明の血液濃縮手段(変化付与手段))により付与された人為的変化(急激且つ短時間な血液濃縮の変化)に起因して生じるヘマトクリット値の変化(特有のピーク)は、まず上流側の第1センサ5aで検出され、その後、下流側の第2センサ5bで検出されることとなる。然るに、第1センサ5aにおいて特有のピークの最大値Aが検出された時点から第2センサ5bにおいて特有のピークの最大値A’が検出された時点までの時間が移動時間tとされる。
For example, a change in hematocrit value caused by an artificial change (a rapid and short-time change in blood concentration) imparted by the
尚、移動時間tの計測方法として、上記の方法の他、例えば第1センサ5aにおける特有のピークの一定以上の変化率が検出された時点から第2センサ5bにおける特有のピークの一定以上の変化率が検出された時点までの時間とする方法、或いは第1センサ5aにおいて検出された特有のピークの面積Sが検出された時点から第2センサ5bにおいて検出された特有のピークの面積S’(第1センサ5aにおける面積Sと同一)が検出された時点までの時間とする方法等が挙げられる。
As a method for measuring the movement time t, in addition to the above-described method, for example, a change of a specific peak in the
演算手段16は、計測手段15で計測した時間(t)、検出手段を構成する一対のセンサ(第1センサ5a及び第2センサ5b)の離間寸法(L)及びその離間寸法内の血液回路(静脈側血液回路1b)の内径寸法(D)をパラメータとした所定演算式により血液回路1を流れる血液の流量(実血流量)を演算するものである。尚、離間寸法(L)とその内径寸法(D)は、予め設定された値であって時間(t)と共に既知のパラメータである。
The calculating means 16 includes the time (t) measured by the measuring means 15, the separation dimension (L) of the pair of sensors (the
かかる演算手段16によりなされる演算の演算式は、以下の通りである。但し、回路内容量(B)は、(D/2)2×π×Lなる式で求められ、単位が(mL)とされるとともに、時間(t)は、単位が(s)とされる。
実血流量(mL/min)=回路内容量(B)×60/時間(t)…(演算式)
The calculation formula of the calculation performed by the calculation means 16 is as follows. However, the in-circuit capacitance (B) is obtained by the equation (D / 2) 2 × π × L, the unit is (mL), and the time (t) is the unit (s). .
Actual blood flow (mL / min) = capacitance in circuit (B) × 60 / hour (t) (calculation formula)
よって、本実施形態によれば、計測手段15で計測した時間(t)、検出手段を構成する一対のセンサ(第1センサ5a及び第2センサ5b)の離間寸法(L)及びその離間寸法内の血液回路(静脈側血液回路1b)の内径寸法(D)をパラメータとした上記の如き所定演算式により血液回路1を体外循環する血液の実血流量を求めることができるので、血液ポンプ3の吐出量と回転数との関係により実血流量を求めるもの、或いは2重の実験的関係等から実血流量を導き出すもの等に比べ、当該実血流量をより精度よく且つ容易に求めることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the time (t) measured by the measuring unit 15, the separation dimension (L) of the pair of sensors (
また、本実施形態に係る変化付与手段は、血液浄化手段で浄化される血液を急激且つ短時間で濃縮して血液濃度の変化に特有のピークを付与し得る血液濃縮手段(大気開放ライン13及び電磁弁14)から成るとともに、検出手段(第1センサ5a及び第2センサ5b)は、当該血液濃縮手段にて付与された特有のピークを検出するヘマトクリットセンサから成るので、生理食塩水やインディケータとなる物質等を血液回路1内に注入する必要がなく、より簡易に血液回路を体外循環する実血流量を求めることができる。
In addition, the change applying means according to the present embodiment is a blood concentrating means (
尚、検出手段を構成する上流側のセンサ(第1センサ5a)と下流側のセンサ(5b)とが設置されるべき所定位置(離間寸法が正確にLとされる位置)を示す目印(例えば印刷や刻印等、視認可能な目印)が血液回路1に形成され、或いは検出手段を構成する上流側のセンサ(第1センサ5a)と下流側のセンサ(第2センサ5b)とを血液回路1の所定位置(離間寸法が正確にLとされる位置)に設置可能な設置手段(例えば第1センサ5a及び第2センサ5bを所定位置に装着可能なカセット式のもの等)を具備させてもよい。この場合、実血流量の演算の際、検出手段を構成する一対のセンサ(第1センサ5a及び第2センサ5b)の離間寸法がずれてしまい誤差が生じてしまうのを防止することができる。
It should be noted that a mark (for example, a position indicating a position at which the separation dimension is accurately set to L) where the upstream sensor (
以上、本発明に係る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、例えば生理食塩水やインディケータとなる物質等を血液回路1内に注入することにより血液回路1で体外循環する患者の血液に対して人為的な変化を付与する変化付与手段とし、且つ、検出手段(第1センサ5a及び第2センサ5b)は、血液回路1で体外循環する患者の血液における血液指標を経時的に検出するとともに、当該変化付与手段により付与された人為的変化に起因して生じる血液指標の変化を検出し得るものとしてもよい。この場合であっても、人為的変化に起因して生じる血液指標の変化が第1センサ5aから第2センサ5bに至る時間を計測手段15にて計測して移動時間(t)とすることができる。
Although the present embodiment according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, the
尚、本実施形態における除水ポンプ10においても、短時間で急激に駆動させることにより、ダイアライザ2に流れる血液に対し急激で且つ短時間の濃縮を行って特有のピークを付与し得るようになっている。即ち、ダイアライザ2の血液流路を流れる血液は、その水分が血液浄化膜を介して透析液流路側へ短時間で急激に濾過させることにより濃縮され、それが特有のピークとなって現れるのである。
In the dewatering pump 10 according to this embodiment as well, by driving it rapidly in a short time, the blood flowing in the
更に、上記実施形態においては、第1センサ5a及び第2センサ5bの離間寸法L及びその離間寸法L内の血液回路1の内径寸法Dは、固定(不変)且つ既知のパラメータとされているが、例えば検出手段を構成する一対のセンサ(第1センサ5a及び第2センサ5b)の離間寸法(L)及びその離間寸法(L)内の血液回路1の内径寸法(D)を入力する入力手段を具備するようにしてもよい。この場合、一対のセンサ(第1センサ5a及び第2センサ5b)の離間寸法(L)及びその内径寸法(D)に変更が生じた際も容易に対応(具体的には入力手段への入力により変更)して実血流量を求めることができる。
Furthermore, in the above embodiment, the separation dimension L of the
尚、本実施形態においては、透析装置本体6が透析液供給機構を内蔵しない透析監視装置から成るものであるが、透析液供給機構が内蔵された個人用透析装置に適用するようにしてもよい。更に、体外循環させつつ血液浄化を行う他の治療(血液濾過療法や血液濾過透析療法など)で使用されるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。 In this embodiment, the dialysis device body 6 is composed of a dialysis monitoring device that does not incorporate a dialysate supply mechanism, but may be applied to a personal dialysis device that incorporates a dialysate supply mechanism. . Furthermore, it can be applied to those used in other treatments (blood filtration therapy, hemofiltration dialysis therapy, etc.) for purifying blood while circulating extracorporeally, or those to which other functions are added.
血液回路における前記変化付与手段により人為的変化が付与される部位より下流側に所定寸法離間しつつ設けられた一対のセンサから成る検出手段を具備するとともに、当該検出手段を構成するセンサのうち上流側のセンサで検出した血液指標値の変化が下流側のセンサで検出されるまでの時間を計測する計測手段と、該計測手段で計測した時間、検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の血液回路の内径寸法をパラメータとした所定演算式により血液回路を流れる血液の流量を演算する演算手段とを備えた血液浄化装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。 A detecting means comprising a pair of sensors provided at a predetermined distance downstream from a site to which an artificial change is applied by the change applying means in the blood circuit, and an upstream of the sensors constituting the detecting means; Measuring means for measuring the time until the change in blood index value detected by the sensor on the side is detected by the downstream sensor, the time measured by the measuring means, the separation dimension of the pair of sensors constituting the detecting means, and A blood purification device provided with a calculation means for calculating the flow rate of blood flowing through the blood circuit by a predetermined calculation formula using the inner diameter dimension of the blood circuit within the separation dimension as a parameter, and having a different external shape or other functions It can also be applied to those to which is added.
1…血液回路
1a…動脈側血液回路
1b…静脈側血液回路
2…ダイアライザ(血液浄化手段)
3…血液ポンプ
4a、4b…ドリップチャンバ
5a…第1センサ(検出手段)
5b…第2センサ(検出手段)
6…透析装置本体
7…透析液導入ライン
8…透析系排出ライン
9…バイパスライン
10…除水ポンプ
11…加圧ポンプ
12…気泡分離チャンバ
13…大気開放ライン
14 電磁弁
15 計測手段
16 演算手段
P 複式ポンプ
DESCRIPTION OF
3 ...
5b ... 2nd sensor (detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Dialyzer main body 7 ... Dialysate introduction line 8 ... Dialysis system discharge line 9 ... Bypass line 10 ... Dewatering
Claims (5)
前記動脈側血液回路と静脈側血液回路との間に接続され、当該血液回路を流れる血液を浄化する血液浄化手段と、
該血液回路で体外循環する患者の血液に対して人為的な変化を付与する変化付与手段と、
前記血液回路で体外循環する患者の血液における血液指標を経時的に検出するとともに、前記変化付与手段により付与された人為的変化に起因して生じる血液指標の変化を検出し得る検出手段と、
を具備した血液浄化装置において、
前記検出手段は、前記血液回路における前記変化付与手段により人為的変化が付与される部位より下流側に所定寸法離間しつつ設けられた一対のセンサから成るとともに、
当該検出手段を構成するセンサのうち上流側のセンサで検出した血液指標値の変化が下流側のセンサで検出されるまでの時間を計測する計測手段と、
該計測手段で計測した時間、前記検出手段を構成する一対のセンサの離間寸法及びその離間寸法内の前記血液回路の内径寸法をパラメータとした所定演算式により前記血液回路を流れる血液の流量を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする血液浄化装置。 A blood circuit comprising an arterial blood circuit and a venous blood circuit for extracorporeal circulation of the patient's blood;
Blood purification means connected between the arterial blood circuit and the venous blood circuit and purifying blood flowing through the blood circuit;
A change imparting means for imparting an artificial change to the blood of the patient circulating extracorporeally in the blood circuit;
Detecting means capable of detecting a blood index in the blood of a patient circulating extracorporeally in the blood circuit with time, and detecting a change in blood index caused by an artificial change given by the change giving means;
In the blood purification apparatus comprising
The detection means comprises a pair of sensors provided with a predetermined distance away from the site where the artificial change is applied by the change applying means in the blood circuit.
A measuring means for measuring a time until a change in blood index value detected by an upstream sensor among the sensors constituting the detecting means is detected by a downstream sensor;
The flow rate of blood flowing through the blood circuit is calculated according to a predetermined arithmetic expression using the time measured by the measuring means, the separation dimension of the pair of sensors constituting the detection means, and the inner diameter dimension of the blood circuit within the separation dimension as parameters. Computing means for
A blood purification apparatus comprising:
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