JPS6243695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は体外血液透析に関し、更に詳しくは一
本の静脈穿刺またはカニユーレを用いて患者の血
液を透析する装置に関する。

腎臓病は人間の生命に重要な関係を有する。多
種類の腎臓病は腎臓の機能を妨害しその結果腎臓
は血液から老廃物および過剰の水を除き得なくな
る。腎臓がすつかり悪化して大部分の老廃生成物
および水を血液から除き得なくなると、悪化した
腎臓の機能を人工的に代行する方法が提供される
場合を除き患者の生命を維持しえなくなる。体外
において腎臓の機能を代行することに関し多くの
新しい発展が日の目をみてきている。

それにもかかわらず、現存する改良体外腎臓装
置を用いたとしても、非常に早期に腎臓病の処置
に用いられたのと同じ一般的操作が患者の血液透
析に用いられるに過ぎないのである。たとえば、
体外において患者の血液を透析する場合最も普通
に受入れられて行なわれている実施では皮下の動
脈−静脈瘻管を外科的に削る必要がある。その後
に、瘻管を通して動脈から静脈に導かれる血管を
増加させるために皮下の静脈系もさらに拡張させ
る。次いで、大口径の針を用いて静脈穿刺して、
透析する充分量の血流を得ることができるように
する。通常内腔スタイレツトを有する２本の中空
針またはカニユーレを用いて患者の静脈に２個の
静脈穿刺を行ない、２個の血液−連結部位が同時
に患者の血管に存在するようにする。通常は、穿
刺した一方の静脈から血液を取出し、血液透析器
に通過せしめ、その後に他方の静脈に送込む。

上記の実施は患者にも、それから付添う医師お
よび技師にも極めて不利な点があることがわかつ
ている。体外血液透析を必要とする大抵の患者は
一週間に３〜７回の回数で処置を受けなければな
らないので上記問題となる点が特に不利となる。
このことは全ての静脈穿刺が完全にうまくいつた
としても、患者は各週に６〜12回の静脈穿刺また
はカニユーレ挿入をうける必要があるということ
を意味する。

静脈穿刺によつて創られた瘻管の持続時間と良
好な機能は逆に云えば静脈穿刺の数に関係して来
る。静脈穿刺の外傷を繰返し蒙つた組織は血栓性
静脈炎、静脈周囲出血、凝血および感染に非常に
かかりやすくなる。最も影響を受け易い静脈の周
囲の組織は大きな血腫に発展しその血腫が静脈を
不明瞭にし、そして損傷血管における血流が不充
分になるために好結果に静脈穿刺が行なわれるの
を極めて困難にするということが多くの静脈穿刺
を経験した患者に普通に見られることは事実であ
る。

また、上記問題に属する事実として、一旦、一
回目の静脈穿刺がうまく行なわれ、血流が患者の
体から血液透析器に流れたのに、患者の体の血液
量が減少すると２回目の静脈穿刺が非常に困難に
なるということがある。

非常に熟練された外科医または技師でも第１回
目の静脈穿刺をあまり困難なく行なうことができ
るが、同じ患者に第２回目の静脈穿刺を行なえる
前に数多くの試みが必要な場合がしばしばあるこ
ともわかつた。

さらに、患者が蒙むる苦痛や不快な気分につい
ては理解できるとしても、静脈穿刺を数回試みる
と２本目の針を挿入することが必要なことがしば
しばあり、その結果不安をつのらせる。そして、
患者および患者に付添う医者または技師の両方の
人々の不安はさらに、良好に静脈穿刺が行なえる
見込みを少なくするものである。

一本の瘻管による透析の結果は透析系の１スト
ローク（stroke）の容量を増加させることによつ
て顕著に改良されることが判明した。１ストロー
クの容量とは本発明において血流の速度（ml／
分）を血流制御系の１分間当りのサイクルの数で
割つた値と定義する。ストローク容量が増加する
ことは１本の瘻管透析の際に共通な混合というこ
とを少なくさせるので効率が良くなることを意味
する。

ある系では圧力監視器または時間−制御された
クランプ（clamp）を使用し患者から透析器まで
の血流次いで再び透析器から患者までの血流を制
御した。かかる系においては、患者からの血流の
速度を、患者に戻すラインの血流の速度と本質的
に等しくなるように維持するよう注意が払われ
た。動脈ライン（患者から取出した血流）および
静脈ライン（患者の方へ戻す血流）の流速を同じ
くした場合は、常に、ストローク容量を最大にす
ることができない。このことは、血流速度の増加
は、また、一分間当りの血流制御系の一分間当り
のサイクルの対応する増加を必要とすることが認
められることで理解されよう。

本発明によれば、ストローク容量について血液
透析の効率を最大にする種々の新規装置が提供さ
れる。

本発明は各種の体外血液透析系に適用しうる
が、目下の所、本発明は一本の静脈穿刺を通して
透析するのに最も意義のある利点がある。一般
に、一旦、静脈穿刺が行なわれると、動脈分枝
（arterial branch）または患者の血管の損傷を防
止しうるだけの低い圧力で血液を静脈穿刺部位か
ら取出し二俣の血液通路の動脈分枝を通して導
く。デツドスペースの生成をできるだけ小さくす
るために針の連結具の次に二俣を位置せしめる。
次いで、静脈分枝（venous branch）を閉鎖しな
がら、血液を加圧下に体外血液透析器に送り込
む。その後に、二俣血流通路の静脈分枝を予め定
めた時間開放して血液を再び静脈穿刺部位に戻
す。静脈分枝で血液を戻す時間を、その戻す血流
速度が動脈分枝の血流速度と相違するように制御
する。静脈穿刺部位で患者の血管に血液を交互に
入れたり、出したりすることによつて一本の静脈
穿刺を使用する方法が可能となる。たとえば、患
者の血管または動脈分枝を損傷しない圧力で血液
を患者から引出して一方向だけに脈うつ血流を透
析器へ流させる。その間に、圧力が透析器におい
て上昇するように静脈分枝を閉鎖する。好ましい
例としては、予め定めた時間、引出した流速より
も実質的に速い流速で血液を患者に戻す。

本発明によれば一本の中空カニユーレを患者の
血管に挿入し、カニユーレは体外で動脈分枝と静
脈分枝とに分岐しており、それらの分枝の間に血
液透析器が位置せしめられており、第一番目の可
変の時間経過（time increment）の間静脈分枝
を閉鎖し且つ同時に静脈分枝中の血液が予め定め
た上昇血圧に達するまで患者の血管から動脈分枝
を通して透析器へと吸引し、動脈分枝を閉鎖し且
つ第一番目の可変の時間経過よりも短い第二番目
の予め定めた時間経過の間静脈分枝を開放し、そ
うすることによつてその上昇血圧をして、同量の
血液を患者から引出す流速よりも早い流速で静脈
ライン中の血液を患者に導かせることを特徴とす
る体外血液透折器で患者の血液を透析する方法が
提供される。

更に、本発明にしたがえば、血液−導管を損傷
しない流速で患者から血液を動脈ラインを通して
吸引し、静脈ラインが予め定めた上昇血圧に達す
るまで血液の吸引を継続しながら静脈ラインを閉
鎖し、その後に静脈ラインを開放し且つ本質的に
同時に、予め定めた時間経過の間、動脈ラインを
閉鎖して加圧下に患者に血液を注入しそして静脈
ライン開放の持続時間が動脈ライン開放の持続時
間よりも短かいことを確保する工程からなること
を特徴とする患者から取出した血液を導く動脈ラ
イン、患者の方に血液を導く静脈ライン、動脈ラ
インと静脈ラインとの間に位置せしめた透析器お
よび一方向だけに血液を移動させる血流ポンプか
らなる体外の血液透析系を制御する方法が提供さ
れる。

患者から取出した血液を導く動脈ライン、患者
の方に血液を導く静脈ライン、動脈ラインと静脈
ラインとの間に位置せしめた透析器から成る本発
明にしたがう血液透析制御装置は、血液−導管を
損傷しない圧力で開放動脈ラインを通して患者か
ら血液を一方向だけにポンプで取出す手段、静脈
ラインが予め定めた上昇血圧に達するまで血液を
ポンプで取出しながら静脈ラインを閉鎖する手
段、時間とは無関係に静脈ラインの閉鎖を維持す
るように調整できる血圧−応答制御手段および静
脈ラインを開放し且つ本質的に同時に、動脈ライ
ンを閉鎖する手段よりなる閉鎖手段、予め定めた
時間経過の間静脈ラインの圧力とは無関係に静脈
ラインを開放に維持せしめて加圧下に患者に血液
を注入するように調整できる時間−応答制御手段
を有する開放手段からなり、動脈ラインの閉鎖の
持続時間が静脈ラインの閉鎖の持続時間よりも短
いことを特徴とする改良を含んでいる。

上記のごとき本発明による別の意味あいでの装
置は、血液−導管を損傷しない圧力で開放動脈ラ
インを通して患者から血液を一方向だけにポンプ
で取出す手段、血液をポンプで送りながら静脈ラ
インを閉鎖する手段であつてその静脈ラインが予
め定めた血圧に達するまで静脈ラインの閉鎖を維
持する第一番目の独立に変えうる制御手段を有す
る閉鎖手段、静脈ラインを開放し且つ本質的に同
時に動脈ラインを閉鎖し蓄積された血圧が予め定
めた時間経過の間患者に血液を注入する第二番目
の独立に変えうる制御手段を有する開放手段から
なり、動脈ラインの閉鎖の持続時間が静脈ライン
を閉鎖する持続時間よりも長いことを特徴とする
改良を含んでいる。

本発明の実施態様を例にとつて添付する図面に
ついて説明する。中空のカニユーレ２４は患者の
血管内に存在せしめられるように適合させる。好
ましくは、静脈穿刺のごとき任意の適当な技術に
したがつてカニユーレを挿入する。カニユーレ２
４は任意の適当な型を有していてもよく、一つの
適当なカニユーレは2.5〜５cm間の長さを有する
内径２mmのカテテールである。静脈内に有効に挿
入することができる中空の針または他の任意の適
当な中空の器具を使用するのが、やはり、また好
ましい。本明細書において、カニユーレとは患者
の血管中に挿入することができる任意の中空管を
意味する。

図面で説明する一実施態様においては、カニユ
ーレ２４は連結具２８で二俣に分岐している。連
結具２８は動脈分枝および静脈分枝を有し、その
動脈分枝はゴム管またはプラスチツク管３４に常
法にしたがつて取付けられている。この管を、以
下、動脈ライン３４と称する。

動脈ライン３４はその全体を３８として示す血
液ポンプ表面の上に位置せしめられている。血液
ポンプ３８は慣用されているものであり、通常、
横棒４２に据付けられている回転可能な軸４０を
含んでいる。横棒４２はその各々の末端におい
て、回転可能な円筒４８および５０を有する。円
筒４８および５０が横切つている円形通路のほぼ
半分は半円形通路５２で縁どられている。動脈ラ
イン３４は半円形通路５２の内表面に沿つてい
る。したがつて、円筒４８および５０が軸４０の
心棒のまわりの円形通路を旋回するので、動脈ラ
イン３４は各々の円筒と半円形通路５２の間で圧
縮される。通常は、横棒４２は軸４０のまわりに
時計の回転方向に回転して、動脈ライン３４の圧
縮された部分が半円形通路の前部末端において円
筒と半円形通路５２との間で発生し、そして半円
形通路の全内表面に〓りその後部末端の方へと進
んでゆく。動脈ライン３４の圧縮された部分は半
円形通路５２の内表面上を進んで行くので、動脈
ライン３４中の血液はその全体を６０として示す
透析器に押込まれる。円筒４８が半円形通路５２
の後部末端に達したとき、円筒５０は前部末端に
おいて動脈ライン３４とかみ合いポンプが働いて
いる限り、血液を前進させる一定の圧力が血液に
動らき、血液が透析器６０まで移動するようにな
ることがわかる。

任意の適当な慣用透析器が本発明の系で使用す
ることができる。血液は透析器６０から出て、常
法で連結具２８の一本の分岐に取付けられている
静脈ライン６２中に入る。気泡補捉器６４を静脈
ライン６２中の間に置いて気泡がカニユーレ２４
を通過して血管中に入るのを防止するのが好まし
い。気泡補捉器６４としては血液注入装置と共に
使用されるもののごときものならば任意の適当な
慣用の気泡補捉器であつてよい。

圧力伝導管６６は静脈ラインに、好ましくは血
液の表面レベル６８より上でドリツプチヤンバ
ー、例えば気泡補捉器６４に連結されている。し
たがつて、気泡補捉器６４および静脈ライン６２
内の圧力は圧力伝導管６６を通して全体を７０と
して示す制御器中に伝達することができる。その
制御器７０は(a)任意の適当な型を有していてもよ
い圧力監視器と(b)これまた任意の適当な型を有し
ていてもよい時間的回路とを含んでいる。

制御器７０はその上に、たとえばmmHg単位で
表わされる表示を有する目盛をつけたガラス縁８
２を有している。表示器８４は圧力伝導管６６に
おける静脈ラインの圧力によつて制御され、圧力
伝導管６６における静脈ラインの圧力が上昇する
と、表示器８４は上昇し（mmHg）単位の圧力を
示すようになる。同様に圧力伝導管６６における
圧力が落ちると、表示器８４の表示は落ちて圧力
の減少をmmHgで示す。手で調節できる設定点は
目印し８８の位置で決められる。たとえば、目印
し８８を静脈ライン６２における圧力の上限に設
定する場合についてさらに詳細に説明する。

設定点８８が静脈ライン６２において最大圧力
に一致すると、以下に詳細に説明するように留金
１５０を動かして静脈ライン６２を開放しそして
動脈ライン３４を閉鎖する。静脈ライン６２は予
め定めた時間経過（predetermined time
increment）の後に再び閉鎖される。時間経過は
制御器７０上にある調節ダイヤル８６によつて決
定される。任意の適当な時間範囲が含まれるが、
0.5秒と1.5秒の間の経過が大抵の一本の瘻管系に
適当であることがわかつた。

図面で説明する一実施態様においては二重のク
ランプ（clamp）１５０を備えている。クランプ
１５０は相互に交叉する溝１５２および１５４を
有し、その溝を通つて、静脈および動脈ライン６
２および３４が、それぞれ通過している。クラン
プ１５０は溝１５２および１５４の間に位置せし
めた止め金１５６を有している。止め金１５６は
交互に溝１５２または１５４中へ選択的に作動し
て動脈ラインおよび静脈ラインを閉鎖したり開放
したりする。止め金の制御はクランプ１５０を制
御器７０に連結する電線（electric conductor）
１６０および１６２を通して行なわれる。

先ず、制御器７０上にある設定点は、目印８８
を動かして所望の静脈圧を表示するようにするこ
とによつて調節される。動脈ラインおよび静脈ラ
インには、あらかじめ等張食塩水を満して用意さ
れる。１本の静脈穿刺またはカニユーレの挿入を
行なつた場合、動脈ライン３４および静脈ライン
６２中の食塩水は血液で置き換る。

ポンプ３８は連続的に働き血液を透析器６０の
方に送る。血液ポンプの速度は動脈ライン３４ま
たは患者の血管を損傷しない最大の速さであるよ
うに選択される。

静脈ライン６２がクランプ１５０によつて閉鎖
されると、血液は患者の血管から引出され、カニ
ユーレ２４および動脈ライン３４を通つて透析器
６０へと送り込まれる。ポンプ３８を稼動し続け
ると、溝１５２における静脈ラインが閉鎖されて
いるために静脈ライン６２における圧力が増大す
る。圧力が上昇するにつれて、表示器８４が目印
８８によつて定めた設定点までに上昇する。設定
点に達すると、クランプ１５０が動いて静脈ライ
ン６２を開放しそして、本質的に同時に、動脈ラ
イン３４を閉鎖する。

動脈ライン３４を予め定めた時間の経過の間、
閉鎖するに際し、その時間経過が、血液を患者に
カニユーレ２４を通して注入することによつて静
脈圧を減少せしめるのに丁度十分である長さにな
るように調節ダイヤル８６で選択することが重要
である。静脈ラインを通じて一定量の血液が患者
に戻るに要する時間は静脈の気泡補捉器６４中の
血液の上に現れる圧力に比例することがわかつ
た。したがつて、目印８８で合わした圧力が高け
れば高い程静脈ラインを開放する時間経過はより
短かくなる。本発明のこの実施態様によれば、静
脈ラインが開放されている時間経過は静脈ライン
が閉鎖されている時間経過よりも短いことが必然
的に好ましい。好ましい実施態様においては、た
とえば静脈ラインの開放時間に対する動脈ライン
の開放時間は２：１の比に維持するのが有利であ
る。静脈ラインを通して患者に送る流速は静脈ラ
インを閉鎖しながら静脈の気泡補捉器６４中で増
える圧力の如何に依存する。

上記に記載の実施態様においては、動脈ライン
３４における流速よりも静脈ライン６２における
流速の、より速くなる値ということを強調しなが
らも、場合によつては透析器６０における圧力を
低く維持することが望ましいことがある。この場
合においては、動脈ライン３４を通して流出する
血液の速度が静脈ライン６２を通して流出する血
液の速度よりも速くなることがより望ましい。こ
のことは、単に、ダイアル８６上の時間経過をよ
り大きく、たとえば数秒間迄選び、血液をよりゆ
つくりと戻すことによつて、低圧の透析器を用い
た場合に容易に達成することができる。低圧透析
器に起因する静脈ライン６２中の小さい圧力勾配
のために血液を戻す流速は血液を引出す流速より
も遅くなることが確実となる。

ポンプ３８の速度は、動脈ライン又は患者の静
脈ラインを損傷するほど早く血液を患者から引き
出さないように制御すべきであることが観察され
る。しかし、血液を戻す流速をより速くすること
は静脈ラインまたは患者の静脈を損傷する危険を
招くことがなく、また、血液を戻す流速をより速
くすることはこの系の効率を最大限にする有利さ
がある。

上記のことから、患者の血液の改良された透析
は一本の静脈穿刺を用いて得ることができ、その
際に、ストローク容量は比較的遅い速度で患者か
ら血液を引出しそして比較的早い速度で血液を患
者に注入することによつて増加させうることが理
解できる。驚くべき有利な改良がこの系、すなわ
ち二俣に分岐した連結具２８において血液の混合
が顕著に減少することが実証されている。

本発明はその精神または必須の特徴から逸脱す
ることなく他の特定の形体に具体化することがで
きる。上記の実施態様は本発明を単に説明するも
のであり制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の血液透析制御装置の一実施態様
を示す概略図である。図面中、２４はカニユー
レ、２８は連結具、３４は動脈ライン、３８は血
液ポンプ、６０は透析器、６２は静脈ライン、６
４は気泡補捉器、６６は圧力伝導管、７０は制御
器、１５０はクランプを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 患者から単一のカニユーレ２４を用いて動脈
   ライン３４を介して血液を取り出し、同一のカニ
   ユーレ２４を用いて静脈ライン６２を介して患者
   に血液を戻す血液透析制御装置であつて、 動脈ライン及び静脈ラインを交互に開閉するク
   ランピング手段１５０と、 動脈ラインから静脈ラインの方向への一方向に
   血液を送るポンプ３８と、 電線１６０，１６２によつて該クランピング手
   段１５０に連結され、該動脈ライン３４及び該静
   脈ライン６２の交互の開閉を制御し、圧力伝導管
   ６６を介して該静脈ライン６２に配置されたドリ
   ツプチヤンバー６４に連結可能な圧力検出器８４
   を具備する制御手段７０と、 該クランピング手段１５０に加えられ、該静脈
   ライン６２を開き、これと実質的に同時に動脈ラ
   イン３４を閉じる第１の信号を生成する所定の圧
   力を設定する圧力設定手段８８と、 予め設定された時間経過後第２の信号を生成す
   る調整可能なタイマー８６とを具備する血液透析
   制御装置において、 該タイマー８６によつて生成される第２の信号
   が、該クランピング手段１５０に導かれ、該動脈
   ライン３４を開き、これと実質的に同時に該静脈
   ライン６２を閉じ、 上記所定の圧力を達成するのにかかる時間が該
   タイマー８６の時間設定よりも長いように、該圧
   力設定手段及び該タイマー８６が設定されている ことを特徴とする血液透析制御装置。