JPH01119263A

JPH01119263A - 血液を透析し、限外濾液を抜き出す装置

Info

Publication number: JPH01119263A
Application number: JP62336777A
Authority: JP
Inventors: Wilfried Schael; ウィルフリード・シェール
Original assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1978-09-02
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-05-11
Also published as: GB2032136B; JPH0236268B2; FR2434624B1; US4770769A; FR2434624A1; JPH01119262A; US4530759A; US4267040A; GB2032136A; JPH0448062B2; JPS5559816A; JPH0448061B2; DE2838414A1; DE2838414C2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ａ、　産業上の利用分野本発明は、新しい透析液と使用済み透析液とのためにそ
れぞれ供給導管と排出導管とを備え、そして或るスライ
ド可能な要素によって分離されている少なくとも２つ以
上の室からなる、少なくとも１つ以上の平衡化ユニット
、上記供給導管の１つと上記排出導管の１つとに結合さ
れている透析器、上記各供給導管と上記各排出導管との
中に設けられている遮断及び給送用の各手段、新しい透
析液からガス抜きするための、上記透析器の上流に配置
されたガス抜き手段並びに使用済み透析液からガス抜き
するための、上記透析器の下流で但し上記の第２の平衡
化室の上流に配置されたガス抜き手段、上記供給導管の
中か、又は上記排出導管の中かに配置されている幾つか
のポンプ手段、その平衡化ユニットと、供給導管の１つ
と、透析器と、及び排出導管の１つとより構成される循
環閉回路から限外濾液を取り出すための手段、及び濃厚
溶液と水とから新しい透析液を作るための手段が設けら
れている、血液を透析し、限外濾液を抜き出すための装
置に関する。

ｂ、　従来の技術本文の始めに挙げた頚の装置の１つが西ドイツ特許出願
公開第２５４４２５８号公報より公知である。

この装置は新しい透析用液体番作るための２つの平衡化
室と使用済み透析液体を排出するための１つの平衡化室
とよりなる平衡化ユニットを有している。これらの室は
これから出発して透析器に連結されている幾つかの導管
との組み合わせにおいて或る閉じた循環系を形成するが
、この系から透析に際して生じた空気を正確な透析作用
（平衡化）が保証されるように除去しなければならない
。

水と濃厚溶液とを定容積的に供給するための２つき室の
下流に混合容器が設けられており、この中でそれら両方
の成分が混合される。

従ってその得られた新しい透析液はなお未だガス抜きさ
れていない。このガス抜きは透析器の手前、即ちその閉
じた循環系の中の混合容器と透析器との間において公知
の方法に従い行なわれる。

この脱ガスをどのように行なうべきかについては説明さ
れていない。

透析器の下流にもう１つの空気分離装置が設けられてお
り、この中で透析器の機密になっていない部分により、
またはその透析器自身によって遊離されたガスを除去し
て平衡化に障害を与えないようにしなければならない、
更にこの空気分離装置は限外濾液を抜き出すためのポン
プと連結されており、これがその閉じた循環系から、こ
の系の中で血液に由来する液体と置き換えるための液体
を送り出す、このポンプは同時に、その空気分離装置か
ら過剰の空気を除去するためにも用いられる。

このような平衡化装置は先ず次のような欠点、即ちその
供給された平衡化される両方の液体が未だ脱ガスされて
おらず、そしてこの脱ガスが各平衡化室の下流において
初めて行なわれるために、平衡化が正確に行なわれない
という欠点を有している。更に又、この各平衡化室の下
流で且つ透析器の上流において行なわれるその新しい透
析液の脱ガスは問題があり、と言うのは限外濾液用ポン
プはその全循環系の中で既に或る負圧のもとにあリ、こ
の負圧においてその新しい透析液の脱ガスは実施できる
けれどもその遊離されたガスの除去は、一般に望ましい
と考えられる透析器の手前において行なわれないからで
ある。限外濾過圧力はその全系において維持される必要
があるので、空気分離装置のところに或る僅かな負圧を
与えることは透析器の上流においては不可能であり、と
いうのは限外濾過にこれが影響を及ぼすであろうからで
ある。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点従って本発明の課題は、本文の始めに述べた類の装置に
おいて、その装置の正確な平衡化の実現が可能となるよ
うな態様でできるだけ厳密に且つ簡単に、その透析液の
中に含まれている過剰のガスの分離を行なうことができ
るような装置を作り出すことである。

ｄ、　問題点を解決するための手段この課題は添付図に示すように、新しい透析液の脱ガス
用の手段５６が平衡化ユニット（１，２２゜２３）への
供給導管の中に配置されていて、その上流に新しい透析
液を負圧で供給できるポンプ手段（５４）を備えており
、そして使用済みの透析液の脱ガス用の手段（４７）が
或る閉止可能な導管６日を介して上記ポンプ５４と連結
されているようにすることによって解決される。

ｅ、　　作　　用本発明に従う装置を用いれば先ず第一に一成膜ガスが平
衡化ユニットの上流において行なわれ、それによって新
しい既に脱ガスされた透析液が第一の平衡化室にポンプ
給送される。従って透析液の一部の平衡化ではなくて既
に脱ガスされている透析液自身の平衡化が既に行なわれ
るのであり、これは前述の西ドイツ特許出願公開第２５
４４２５８号公報のものに比しての著しい利点である。

そのうえ、透析器の二次脱ガスはもはや、上記西ドイツ
特許公開公報のもののように限外濾液の脱ガスか又は抜
き出しかに交互に切換えられる限外濾液用ポンプによっ
てその閉じた循環系内の透析器の下流において行なわれ
るものではない。本発明に従えば空気分離用容器が透析
器の下流に設けられ、これが使用済みの透析液がら空気
を分離するために専ら用いられる。従って過剰の空気の
除かれた透析液による正確な平衡化が本発明に従う装置
を用いて保証することができる。更に又、−成膜ガス用
及び二次脱ガス用の各空気分離容器は互いに結合されて
いて、新しい透析液と使用済みの透析液とを脱ガスする
のに只１つのポンプだけで十分であるようになっている
。

この場合に一成膜ガスは新しい透析液のための空気分離
容器の上流において先ず、流動抵抗部材とポンプとによ
って、構成される或る脱ガス区間を設けることによって
もたらされる。これによって形成された負圧はその新し
い透析液の中に含まれている空気をＴ１離させ、これは
−次空気分離容器中に流入する際に分離される。この場
合にこの脱ガス区間中で作り出された負圧はその閉じた
循環系内の限外濾過圧力よりも低い。この圧力は公知の
ように二次空気分離用の分離容器の中でも同様に保持さ
れる。

本発明に従えば二次空気分離容器は一次空気分離容器の
上流に配置されているポンプと連結されており、その際
この連結導管はバルブによって閉止されている。このバ
ルブは有利には二次空気分離器中に設けられている液面
レベルスイッチの信号によって開放させることができる
。ポンプにより一次空気分離器において作り出された僅
かな負圧によって過剰の空気は二次空気分離器から、上
記のバルブの閉止を液面レベルスイッチが引き起こすに
至まで吸い出される。

従って１つのポンプが空気の一次分離と二次分離、即ち
新しい透析液と使用済みの透析液との脱ガスをもたらす
のである。

本発明の有利な種々の実施態様は特許請求の範囲の従属
請求項に挙げである。

Ｃ０実施例以下本発明を添付の図面の参照のもとに更に詳細に説明
する。

本発明に従う平衡化装置の基本的作動態様を説明するた
めに、第１図にはその液体循環系の該当部分を極めて単
純化して図式的に示しである。この装置の最も重要な構
成部分は平衡化装置１である。この装置は互いに結合さ
れた２つの室１ａ及び１ｂを含み、これらのうち、その
第１のものはその新しい透析液のための供給導管２に、
そして第２のものは使用済み透析液のための排出導管３
にそれぞれ従属している。この平衡化装置は、導管２ａ
を通って透析器４に流れ込む新しい透析液の量が、導管
３を通して透析器から排出される使用済みの透析液のそ
れと厳密に一致するように作動する。

この平衡化装置のこの性質に基づいて、このような条件
のもとでは、他方の側が導管６によって患者と結合され
ている透析器４の半透膜５の血液側と透析液側との間の
容積の変化はその一方の側へのみならず他方の側へ向か
う方向にも起こり得ない。従っていわゆる限外濾過速度
は零である。

平衡化装置ｌと透析器４との間に包括される液体循環系
の部分は或る閉じた一定体積の系として挙動する。この
系から液体を抜き出すために抜出し装置７が設けられて
おり、これは排出部８に接続されている。この抜出し装
置を用いてこの系から抜き出された液体の量は平衡化装
置の上述した諸性質に基づいて、その透析膜の血液側か
ら透析液側へ移行する等しい量の液体と置き換えられる
はずである。この抜出し装置を用いて抜き出された液体
の量は従って、その透析器の半ｉ３膜を通して出てくる
液体の量、即ち限外濾液の量と一致する。この抜出し装
置は限外濾過のコントロールが達成できるように構成す
ることも可能である。

平衡化装置の正確度には非常に高い要求条件が課せられ
る。血液透析処置に際しては典型的には約２０００　Ｎ
の透析液が透析器を通して導かれる。限外濾液の量は典
型的には約２乃至３１であり、そしておよそのオーダー
で、０．１ないし０．２１の変動範囲にまで正確に決定
される必要がある。従って平衡化装置の中で生じた平衡
化誤差は千分率においておよそのオーダーで１の値をで
きるだけ上廻らないようにしなければならない０例えば
或る構成部材の故障による技術的誤差によって比較的大
きな平衡化誤差が生じてしかもそれが認識されないまま
に留まっている場合には患者に極めて太きな危険がもた
らされる場合がある。従って平衡化装置は機能障害を自
動的に認識して故障の場合に警報が発せられるようにす
ることを必要とする。

このような平衡化系の機能障害に対する必要な安全性は
本発明によれば、その平衡化ユニットカ流入する透析液
と流出する透析液との平衡化のために構成されているば
かりでなく同時に或る配置装置と一緒に一つの制御回路
をなすように結合されていることによって達せられる。

対応的に変形された装置の原理が第２図に示されている
。ここでは同一の部分に第１図と同じ参照記号を付しで
ある。

比例配量の機能の実現のため、及びその監視のための追
加的なそれぞれの要素は配量装置９及び分析装置１０で
ある。この配置装置は導管１１がら供給され、そして連
結導管１２を介して供給導管２の中に液を送り込む。

分析装置は供給導管２の中に平衡化装置ｌと透析器４と
の間に直接挿入されている。

この図示の装置の目的とする機能のための前提条件は、
平衡化装置１が周期的な運転態様を有してその作動期間
毎にその都度厳密に定められた容積の透析液を送り出す
と言うことである。この厳密に定められた透析液の体積
に対して或る一定の比率に設定された量で、その配置装
置９によって同様に周期的に供給される濃厚液が必要で
あり、その際その平衡化装置１及び配量装置は同期して
作動されるのが好ましい。

導管２を通して供給される水及び配置袋Ｗ９によって供
給される濃厚液はその量、比の合致が正しければそれら
の混合の後に所望の組成の透析液を形成する。これは透
析器への導管の中に挿入されている分析装置によって監
視される。その平衡化装置の中で体積の計量に用いられ
る部分が同時にその運転サイクル当りに送り出される液
体の量をも決定するので、この分析装置１０を用いるこ
とによって比例的な配置の過程のみならず平衡化の過程
をも間接的に監視することができる。

これについての詳細は第３図に示した実施例を参照して
更に説明しよう、平衡化装置は平衡化室２２及び２３、
並びにそれぞれに従属するバルブ１４ないし２１よりな
る。その配置装置９と共にこの平衡化装置は更に、１つ
の比例配量系を構成し、これが濃厚液と水とを予め定め
られた量比で混合する。

分析装置１０はその混合物の組成に特徴的な種々のパラ
メーターの１つ以上を測定し、そしてそれによって上述
の各機能゛の制御を可能とする。

平衡化装置の本質的な構成部分は両方の室２２及び２３
である。その原理に従ってこれらは、緊密に閉じている
可動の要素２４又は２５によって互いに分離されている
それぞれ２つの空間部を有する一定容積の中空体よりな
り、それによって一方の空間部が拡大したときに他方の
空間が強制的に同じ大きさだけ減少するようになってい
る。第３図にあげた図式図において各室２２及び２３は
例えば球として、そして可動の要素２４及び２５は膜と
して示されている。それら室及びその中で動くことので
きる各要素の実際の形状に対してその配置の機能の観点
から重要なことは、中でもそれら可動の要素の一方の極
限位置から他方の極限位置への移動が再現性のある容積
変動をもたらすということである。

第３図に示した実施態様の場合にはこれは例えばその膜
部材２４及び２５がそれらの極限位置において完全にそ
れぞれの室の右側又は左側の壁面に当接し、それによっ
て一方の極限位置から他方の極限位置への移動に際して
その室の全容積と同じだけの容積の変動が生ずるように
することによって達成される。

各平衡化室に従属するバルブ１４ないし２１は２つのグ
ループを構成し、これらが交互に作動するようになって
いる。グループＡ（１５，１７，１８，２０）のそれぞ
れのバルブが開放されている時にはグループＢ　（１４
，１６，１９，２１）の各バルブは閉じており、そして
その反対の場合にはその逆である。両方の室はそれにら
って交互に作動し、その際それらは周期的にその機能が
置き換わる。これら室のその都度一方は透析器の循環系
（２ａ、　３ａ）の中に挿入されているが、他方の室は
新しい透析液が充填されて同時に使用済みの透析液は排
出導管３の中に押し出される。

グループＡのバルブ（黒く塗り潰したもの）が開放され
ていてグループＢのバルブ（白抜きで示しである）が閉
じているときには室２２には新しい透析液が注入され、
そして室２３は透析器への供給に用いられる。室２２の
充填過程においては開放されたバルブ１８を通して新し
い溶液が圧力のもとに空間２２ａの中に流入し、それに
よって膜部材２４が撓められて、この膜部材のそちら側
の空間２２ｂの中に存在する使用済みの透析液が開放さ
れたバルブ１５を通して排出導管３の中に押し出される
。膜部材が室の右側の壁に完全に押し付けられてしまっ
たときにこの充填過程が終了する。

その間に室２３から透析器に供給が行なわれ、その際空
間２３ａの中に存在する新しい透析液が開放されている
バルブ１７を通して導管２ａを経て透析器へ導かれ、そ
して透析器から使用済み透析液として導管３ａ及びその
開放されているバルブ２０を経て同じ室の空間２３ｂの
中に送り戻される。平衡化室の容積が固定されているこ
とに基づいてこの送り戻された液体の量は透析器に送り
込まれた液体の量と厳密に一致するはずである。この場
合にその透析液は或る疑偵密閉循環系の中で流れ、とい
うのは平衡化室の中でその可動の要素を介して始点と終
点とが互いに結合されているからである。

しかしながら新しい透析液と使用済みの透析液との混合
は起らない、室ｚ３の中の膜部材が室の右側の壁に完全
に当接してしまったときにその過程は終了する。透析器
を通しての貫流を更に維持するためにはそれらのバルブ
を切換えてその平衡化装置の両方の室がその機能を交代
するようにするだけでよい。

グループＡの各バルブが閉じられてグループＢのバルブ
が開放されているときには透析器へその開放されている
バルブ１４を通して室２２の空間２２ａから更に新しい
透析液が流入できるが、一方同最の使用済み透析液がそ
の開放されているバルブ１９を経て透析器からこの膜部
材の反対側の空間２２ｂの中に送り戻される。この過程
の最初において空間２２ａは最高の充填状態に、そして
空間２２ｂは最低の充填状態にあり、と言うのは先行の
作動過程において空間２２ａは既に記述したように完全
に新しい透析液で満たされているからである。透析器に
液が室２２から供給されている間に、先行の運転サイク
ルによってその空間２３ｂが完全に使用済み透析液で満
たされてしまっている方の室２３に新しい透析液が充填
される。この新しい透析液は開放されているバルブ２１
を経て空間２３ａ中に注入され、そして空間２３ｂ中に
存在する使用済みの透析液は開放されているバルブ１６
を通して排出導管３の中に押し出される。

各バルブグループの切換えは透析器にそこから瞬間的に
供給されるところの平衡化室の貯蔵液が使い尽されてし
まったときにその都度行なわなければならない、もう一
方の平衡化室の充填はこの時点までに既に終了している
筈であり、これは対応する高い充填速度によって同等問
題なく達成することがｐきる。各バルブの切換えのため
の信号は種々のＢ様で作り出すことができる。その透析
ｎ環系内の透析液の流れは透析器に供給する平衡化室中
で膜部材がその極限位置に達したときに直ちに停止する
ので、例えば或る最低流量を超えて低下したときに信号
が発信されるような手段を備えた貫流流量計等をこの目
的に用いることができるであろう、もう１つの可能性は
上述の末端ポジションに到達することによって条件付け
られる圧力変化を切換え作動の開始のために利用するこ
とである。更にまた、上記の終端位置への到達の直接の
検出をもたらすような、例えばマイクロ検出器等の公知
の方法も考えられる。

以上に記述した作動態様においては各作業サイクル毎に
その平衡化装置はその平衡化室中の可動の要素の両方の
極限ポジションの間で現われる容積変化によって定義さ
れる或る一定量の透析液を受は取る。この平衡化装置に
よって受は取られたそれぞれの容積単位について次に、
対応する量の濃厚液をその供給された基礎液体（例えば
蒸溜水等）に添加してこの濃厚液と基礎液体とを指定さ
れた比率で混合することにより透析液を所望の組成およ
び濃度で作り出さなければならない、この濃厚液の添加
は配置装置９によって行なわれる。

この装置は例えば配置ポンプとして構成されていてこれ
が１つ以上のポンプストロークによってその平衡化室の
充填に必要な量の濃厚液を送り出すようにすることがで
きる。この配置装置の作動はバルブ１４ないし２１の切
換えと同期して制ｊ１され、即ち平衡化室２２または２
３の一方の充填過程毎に必要な量の濃厚液が送り出され
て同時に流入する水と混合される。第３図においては混
合用導管１２が直接にその平衡化装置への供給導管２に
接続されている。しかしながらこれは必ずしも必要では
ない。特にできるだけ均一な濃厚液と水の混合を達成す
るためには、この濃厚液の混合を水処理系への前置部分
においてまたは直接にこの装置の水の入口において行な
うのが有利な場合がある。

分析装置１０は透析器へ流入する透析液の組成を公知の
態様により監視する。これに対しては電気伝導度測定を
採用するのが一般的であるけれども、他の分析装置、例
えばイオン選択性の電極等を考慮することもできる。し
かしながら本質的なことは、本発明に従う装置において
はこの分析装置を用いて濃厚液と水との比例的配置の機
能のみならず間接的に平衡化機能をも監視すると言うこ
とである。！ＩＩち例えば平衡化装置の或る構成部分に
おいて欠陥、例えばバルブ１４ないし２１の故障、膜部
材２４．２５の漏洩または平衡化室から外部への漏洩等
が起つた場合にはこれによって配量機能も影響を受け、
これが透析液の組成の対応的な変動をもたらす、このよ
うな場合にこの分析装置の通常的な限界値監視によって
警報信号が発信され、そしてこの装置は中でも自動的に
作動停止されて故障の影響が更に及ぶのを阻止するよう
にすることができる。

第３図に示した装置は更にもう１つの重要な特性を有し
、即ちこのものは平衡化機能を一時的に停止されるけれ
ども：ａ厚液と水との比例的配量の機能は維持すると言
う可能性をもたらす。これは例えば、新しい透析器を運
転開始する場合にその透析器に最初に透析液を充填する
ために重要である。これは平衡化系の緒特性に基づいて
通常は不可能であり、と言うのはこの平衡化系がその供
給される液体をそれと同じ量だけ再び排出し、従って透
析器循環系中の液体容積を一定に保つからである。

平衡化の作用を停止させるような運転態様は他のバルブ
制御によって達成される。一方の平衡化室（例えば２２
ａ）が完全に新しい透析液で満たされており、そして他
方の平衡化室（例えば２３ｂ）が使用済み透析液で完全
に満たされているような状態から出発して、バルブ１９
及び２０．並びに排出導管内に存在するバルブ２６が閉
じられる。バルブ１５及び１６は開放され、そして次に
バルブ１６と１７並びに２１と１４が２つのグループを
構成し、それらが交互に開放及び閉鎖される。上述のパ
ルプグループの制御は前に記述した技術に従い膜部材の
極限位置の検出に基づいて行なうか、又は簡単のために
或る十分に長時間に選んでそれにより各腹部材が切換え
の時点において確実にそれぞれの終端位置に既に存在す
るような時間的サイクルで行なうことができる。

上述のような前提条件のもとでバルブ２１及び１４を開
放し、その間バルブ１８及び１７が閉じているようにし
た場合には、新しい透析液はバルブ２１を通って平衡化
室２３の空間２３ａの中に流入し、そして膜部材の反対
側に存在する室２３ｂから各開放されているバルブ１５
及び１６を介して同じ量の液体を平衡化室２２の空間２
２ｂの中に押し出す。従って新しい透析液の同じ量が空
間２２ａから排出されてその開放されているバルブ１４
を通して透析器へ供給される。この過程は各腰部材がそ
れぞれの極限位置に達したときに終了する。

次にバルブ２１及び１４が閉じられ、そしてバルブ１８
及び１７が開放される。新しい透析液は今度はバルブ１
８を通って平衡化室２２の空間２２ａの中に流入し、そ
してその膜部材によって、室２２ｂの中に存在している
液をその開放されているバルブ１５および１６を経て平
衡化室２３の空間２３ｂの中に押し出し、そしてそれに
よって前に空間２３ａの中に充填されていた新しい透析
液が同じ量だけバルブ１７を介して透析器へ導かれる。

各膜部材がそれらの極限位置に到達してしまった後でそ
れらのパルプグルー１１Ｂ、　１７及び２１．１４の切
換えが改めて行なわれ、それによってそれら両方の室２
２．２３は再びそれぞれの機能を交代する。

以上に記述したような作動態様によって透析液は通常の
平衡化の運転態様の場合と同様に一定の量が透析器へ導
かれるが、この量は各平衡化室中の可動要素の両方の極
限位置の間で現われる容積変動によって定められる。同
じ周期で配量装置は濃厚液を供給する。即ち水と濃厚溶
液との比例配量の機能は維持されており、その間平衡化
は停止されている。

バルブ１４ないし２１及び２６並びに配量装置９を上述
のそれぞれの機能に従って制御するためのスイッチング
回路が第３Ａ図に示されている。ここでは簡単な実施例
の１つを対象としており、これは種々の態様で他のスイ
ッチング回路と置き変えることができる。それぞれのバ
ルブ及び配置装置の作動がここで考えているような電磁
コイルによって行なわれるのではなくて例えば液圧的又
は空気圧的に行なわれる場合には、−ａ的な従来技術に
従って等価的に作動する制御装置を問題なく使用するこ
とができる。

正常の平衡化運転からの平衡化を行なわない運転ａ樺へ
の切換えは７個の切換え接点を有するリレー７０によっ
て行なわれ、それら切換え接点の各出力には各バルブＩ
Ｏないし１８の電磁コイルが接続されている。それら接
点の図示の静止位置において各バルブ１４ないし２１及
び２６のそれぞれの電磁コイル１４ａないし２１ａ及び
２６ａは２つのグループにまとめられており、これらに
は出力増幅器７１及び７２のそれぞれ１つを介してフリ
ップフロップ７３により電流が交互に供給される。

平衡化装置の終端位置検出器からの制御信号は導線７４
を介して送り込まれる。それらは切換えス、インチ７５
ａ及び一定の時間長さのパルス又はパルス列え発生する
タイミング部材７６を経て配置装置９の電磁コイル９ａ
を付勢するための出力増幅器７７に供給される。これに
よって各切換え過程に際して１つの配置過程が開始され
る。この系を平衡化の行なわれない運転Ｂ様に切換える
ためには機械的に接続された切換えスイッチ７５ａ及び
７５ｂが図に点線で示した位置に切換えられる。これに
よってリレー７０のコイル７０ａには電流が流れ、それ
によってそれらの切換え接点も同様に点線で示したそれ
ぞれの位置に達する。各パルプ１９．２０及び２６の電
磁コイルはそれによって電流が遮断され、従ってこれら
のバルブは′ｍ続的に閉じられたままに留まる。バルブ
１５および１６の各コイルは継続的に電流が流されてそ
れらのパルプは開放したままに保たれる。

各パルプグループ１７．１８及び１４．２１は出力増幅
器７８．７９を介してフリップフロップ８０により交互
に切換えられる。このフリップフロップ８０の制御は切
換えスイッチ７５ｂの作動によって付勢状態にされたパ
ルス発生器８１によって行なわれる。同時にこれらの制
御パルスは切換えスイッチ７５ａ、タイミング部材７６
および出力増幅器７７を介して配量装置９の電磁コイル
９ａに達し、それによってこれらは更に平衡化ユニット
の各切換え過程と同期して作動する。

本発明のもう１つの実施Ｂ様においてその平衡化、即ち
透析作用をそれぞれ流入及び流出する液体の質量と関連
させる可能性が備えられている。

これはその平衡化装置の中で相対して流れる液体の温度
を一致させ、そしてそれによってその液体の比重の温度
依存性の影響を除くことによって達成される。第４図に
これを達成する装置の１つが示されている。その透析液
循環系は２つの貫流加熱器Ｈ１及びＨい並びに３個の温
度測定センサーを備え、これらは温度Ｔ、、Ｔ！及びＴ
、を測定する。温度センサーＴ、及び貫流加熱器Ｈ１は
公知の態様の電子的制御装置２７と或る制ｗ装置中で温
度制御系２８を成形し、この制御装置は透析器４へ供給
される透析液を或る調節可能な目標値の温度にするのに
用いられ、この目標値はほぼ人体の温度（約３８℃）に
相当する温度である。その透析器からやって来る使用済
みの透析液の温度は外部への熱損失によって、この透析
器に供給される液体の温度よりも低く、従って平衡化装
置への戻り導管３ａの接続部においては温度センサーＴ
、によってより低い温度が測定されるということより出
発する。平衡化装置の両方の部分１ａ及び１ｂに対して
等しい条件を作り出すためには従って、この温度センサ
ーＴ、により測定された温度を温度センサーＴ１と貫流
加熱器Ｈ１及び電子的制御装置とからなる温度制御系の
ための目標値として使用する。この制御系は、Ｔ。

とＴ、との温度が等しくなるような作用をもたらす。

本発明の別な実施形態の１つはこの比重の温度依存性、
及びそれによる平衡化への影響を計算的に考慮すること
よりなる。正確な定容積的平衡化に際して温度の偏差に
基づく質量による平衡化誤差は６ｍ　＝０．１６７　・Ｑｎ　・（Ｔ３　　ＴＩ）　・
β（但し６ｍはｇ／ｈｒで表わした質ｉｔ誤差）となる
。

この式においてｈは透析液流量（ｇ／ｍ１ｎ）であり、
Ｔ２　　Ｔｌはその平衡化装置のそれぞれの入口の間の
温度差をＫで表わた値、そしてβは透析液の体膨張係数
（約３．７　Ｘ　１０’に一星）を表わす。

この計算過程の技術的実施は種々の方式で可能である。

好ましい実施例の１つを示す第５図のブロック線図にお
いてはその限外濾液の全量を例えば数字表示装置のよう
な表示装置３０の上に表示することを想定している。こ
の表示装置はカウンター３１によって制御され、その各
入力パルスがそれぞれ限外濾液の或る特定の単位量（例
えばＩｇ）を示すようにする。このカウンターにオア回
路３２を介して抜出し装置（第１図の７）からのみなら
ず、温度の影響を補償するための補正回路からもそれぞ
れの入力パルスが送り込まれる。抜出し装置１が作動ス
トローク当たり１単位容積を送り出すような定容積ポン
プである場合にはこのポンプの各制御パルスは直接に上
記のオア回路の入力３３に与えることができる。他の場
合には例えば電圧／周波数変換器を有する中間回路が必
要となる場合もある。

温度差Ｔ＋　　Ｔｓの影響を補正するためには先ず最初
減算回路３４を用いて温度Ｔ１とＴ、とをそれぞれ代表
する両方の電気信号の間の差額を作り出す、この差額Ｔ
Ｉ−Ｔ＋に乗算ｆｉ３５によって貫流１　ｏ　ｏに相当
する電気信号が乗算される。もしも機械が常に等しい透
析液流量で運転され、従ってそれについての運転上の調
節が考慮されていないときは、この乗算機を省略してそ
の貫流流量も他の種々の定数と同様に一定の係数として
考慮することができる。

次にその信号は電圧／周波数変換機３６に送り込まれ、
これはその温度差及びその他の諸影ＩＰ量に相当するパ
ルス周波数（単位時間当たりの単位数で示す）を作り出
す。これらのパルスはオア回路３２の人力３７に到達す
る。このオア回路の両方の入力信号においてそのパルス
幅がそれぞれのパルスの間の休止時間に比して非常に小
さい場合は或る２つのパルスの偶然の一致によって生じ
得る誤差は無視することができる。

第５回に示した装置は可能な実施態様としての１例のみ
を示している。もしもこの装置が例えば他の目的のため
にマイクロコンピュータを備えている場合には、このコ
ンピュータを本発明の目的に一緒に利用することは非常
に容易に考えることができる。第２図に示した基本的装
置より出発して透析液循環系の種々異った態様が可能で
あり、そしてなかでも透析器内に貫流を作り出すことの
みならず、その透析器Ｗｉ環系がら空気を排除すること
についても変法が可能である。

第４図に図式的に示した態様の、室中の受動的に動くこ
とのできる分離要素、即ちこの場合には膜部材２４及び
２５を備えた態様の平衡化室の例の場合には、貫流を作
り出すために透析器と直列に追加的にもう１つのポンプ
給送手段が必要である。

これには全ての型のポンプが適している。各平衡化室を
第６図に示した原理に従って構成することも可能である
。

平衡化室４０は可動の、又はスライド可能な膜部材４１
によって２つの室４０ａと４０ｂとに分割されている。

これら両方の室のうちの一方の中にスパイラルバネ４２
の形の仕事蓄積装置が設けられており、このばねは膜部
材４１と固定的に且つ密封的に結合されている支持要素
４３に支持されている。第６図に示されている状態にお
いてこの平衡化室４０の両方の空間は平衡状態になって
いる。スパイラルバネ４２は支持要素４３をその空間４
Ｑａの外壁まで押し除けることができ且つその際なお或
る残留余力を残すように設計されている。

このようにしてこのバネは液体を輸送するための駆動力
を室４０ａから取り出す。貫流速度は接続している液体
循環系の貫流抵抗に依存し、そして或る絞り手段によっ
て所望の値に調節することができる。空間４０ａは液体
の充填と排出とのために接続管継手４４ａ及び４４ｂを
備え、一方空間４０ｂは接続管継手４５ａ及び４５ｂを
備えている。

以上記述した平衡化系の作用には常に、それら平衡化室
中に存在する媒質が実際上圧縮できないと見ることがで
きることを前提条件とする。従って気泡がそれら平衡化
室の中に到達することは避けなければならない。新しい
透析液の供給に際してその流入側ではこれは当然保証さ
れており、と言うのは透析液をこれが透析器に到達する
前にガス抜きすることが是非とも必要だからである。こ
れに対しては熱的な脱ガスまたは負圧脱ガスと引き続く
気泡の分離手段とを備えた種々の装置が公知である。

透析器から平衡化装置への戻り側の、中でも透析器の各
接続管部の非気密性により、又はその他の制御できない
経路からその系の中に侵入し得る空気を除去するために
、一般に更にもう１つの空気分離器を必要とする。

第７図にそれに対応する装置が示されており、これは既
に第１図及び第２図について記述した各作動部材に加え
てポンプ４６．空気分離容器４７及び空気分離弁４８を
包含している。この弛気分離弁４８の制御は液面センサ
ー４９によって行なわれる。集まった空気によって空気
分離容器４７の中の液面が液面センサーの応答する位置
まで低下したときに排出導管３に開口している導管３ｂ
中の空気分離弁４８が開放される。ポンプ４６の駆動力
を利用して、空気分離容器４７内に正の圧力を作り出す
ためには更に、液面センサー４９が応答したときにその
平衡化装置への逆流を第７図に図式的に示されているよ
うに適当な方法で、例えばバルブ１９及び２０（第３図
参照）を閉じることによって遮断する。集った空気は空
気分離弁４８を通して先へ４かれる。液面センサ−４９
は例えば磁石を備えたフロートによって作動されるよう
なリードコンタクト（Ｒｅｅｄｋｏｎｔａｋｔ）である
ことができる、このリードコンタクトのスイッチング特
性は空気分離室中の液面が或る水準を超えたときに空気
分離を再び終了させるために有利に利用することができ
る。

以上に記述した種々の性質のうちの幾つかと追加的な幾
つかの特性とを結合させた形の血液透析装置の実施され
た例の１つを第８図によって詳細に説明するが、その際
第１図ないし第４図、並びに第７図のものと同じ部分に
は同じ参照記号を付しである。

第８図に図式的に示した液体循環系は本質的な構成部分
として第３［！ｔに既に示した両方の平衡化室２２及び
２３並びにそれらに従属する各バルブ１４ないし２１を
有する平衡化装置を包含している。平、衡化装置への新
しい透析液の供給は或る一定の圧力（約０．３〜１．５
バール）において供給ユニット１００から行なわれるが
、このユニットはなかでも透析液の脱ガスと加温との役
目をもする。水導管５０を通して流入する水は減圧弁５
２によって或る低い圧力（０，１〜１．Ｏバール）に減
圧される。この減圧弁の後方において、配量装Ｗ９と導
管５１とを経て濃厚液貯槽５３から取り出される７１厚
液が混合される。

第９図に図式的に示した配置装置はハウジング（人、Ｂ
）を宵し、この中に腰部材Ｃ（例えばゴム製の）が存在
している。この膜部材の中に作動ロンドの先端りが挿入
された状態で一緒に加硫されており、そして一定の、場
合により調節することのできるストロークで画先矢印Ｃ
の方向に駆動される。この膜ハウジングのもう一方の側
に逆止弁Ｒ，Ｆが存在する。

第３図について説明したように、配Ｍ装Ｗ９の作動は平
衡化装置の制御と同期されており、従って平衡化装置の
１つの作業周期についてそれぞれ配置装置の１作業ｌｌ
ｌ朋又は或る特定数の作業用）■が実施される。その混
合物はポンプ５４によって流動抵抗体５５との組合わせ
において作り出された負圧（約Ｏ，１３バール）により
脱ガスされる。この流動抵抗体は単純な絞りとして、又
は負圧により制御される制御弁として構成さｔでいるこ
とができる。

遊離された空気は空気分離　５６によって分離され、そ
して例えば排出導管５゛　中に送り込まれる。

この空気分離器は図示されて　るよろに、フロートで制
御される空気出口と共電、又は或る液面センサーと共に
作動して或る電匂弁を作動させるようになっていてもよ
い。

空気分離器５６の下方の管継手からパの脱ガスされたｉ
３析液が貫流加熱器５８を経て平）ｊ他装置に達する。

この貫流加熱器は・　　熱装置及び少なくとも１つ以上
の温度センサー　１を含み、そしてその透析液をほぼ体
温（３８℃）　で加熱するのに用いられる。このために
温度セ　サー５９及び加熱装置５８は公知の態様で温凌
コン　ローラ６０を介して連結されている。

平衡化装置には、第３図にＪＬ７４明したように、引き
続き一連の作業サイ　・ノーにおいて、平衡化室２２及
び２３の容積によって工ｙ、られる一定量の新しい透析
液が充填される。シ′惨サイクルの間の休止期間におい
て透析液は溢流バルブ６１を通って再び脱ガス系に達す
る。透析液はこの期間の間中、各要素５４．５６．５８
．６１及び５５によって構成される閉じた循環系の中を
流れる。ポンプ５４のサクシ叢ン側においては常に前述
した高い負圧が得られるが、これはここに記述する実施
例においてはその透析器ｗｉ環系中に存在する空気分離
器４７から空気を除去するためにも用いられる。

供給ユニ７）１００の特徴の１つは各要素５４．５５゜
５６、５８．６１を１つの閉じた再循環回路の中に配置
しであること及び透析液を流動抵抗体５５と溢流バルブ
６１との間の連結導管中に供給することである。

この再循環によって脱ガスの高い有効性及び貫流加熱器
の好ましい制御挙動が達成される。もう１つの利点はこ
の配置において５０のところの水入口圧力よりも任意に
高い圧力で透析液を得ることができること、及び同時に
この系の他の種々の部分からの空気を吸い出すために負
圧を利用できるということである。各要素５５．５４．
５６．６１の順序は重要であるけれども、貫流加熱器５
８はこのＩＩ系の別な場所に、例えば流動抵抗体５５の
直前に、又は流動抵抗体とポンプ５４との間か、或はポ
ンプと空気分離器５６との間かに挿入することも可能で
ある。

平衡化装置からやって来る新しい透析液は分析装置１０
及びバイパス弁６２を経て導管６３に達するが、この導
管は透析器に続いている。分析装置１０はこの例の場合
には温度センサーと組み合された電気伝導度測定装置で
あり、この温度センサーは一方においてこの電気伝導度
測定装置の温度依存性を補償するために、そして他方に
おいて、前に第４図について説明したように、透析液の
温度の監視および測定のために用いられる。この電気伝
導度又は温度が許容基準範囲の外側にある場合には、バ
イパス弁６２が自動的に切換えられ、それにより透析液
はもはや透析器へ供給されるのではなくて図の点線の矢
印で示すように透析器の排出側に導かれる。

正常の作動においては透析器からやって来る透析液は導
管６４を経て血液漏洩検出系６５及び圧力測定装置６５
及び圧力測定装置６６を通って空気分離器４７に流入す
る。この血液漏洩検出器及び圧力測定装置はその透析液
の膜の気密性の監視のため、並びに逆流圧力測定のため
の公知の装置である。空気分離器の下側の部分から使用
済みの透析液がポンプ６７を経て平衡化装置に送り戻さ
れる。このポンプの、例えば駆動モータの回転数調節に
よって変化させることのできるポンプ給送出力はその透
析器を通して流れる透析液の単位時間当りの量を決定す
る。

血液透析装置の上述の例において、平衡化装置の各バル
ブの切換え操作のため及びこれと同期して行なわれる配
量装置９の制御のための電気信号はポンプ６７の駆動モ
ータの供給回路から得られる。

すなわち透析器への供給のためにその都度用いられる平
衡化室中の膜が完全にその室の壁面に当接してしまった
ときにはその所要動力、またポンプのモータの電流が強
く上昇する。そのようにして、モータの電流回路８２の
中に挿入されている或る闇値スイッチの入力部と結合さ
れた抵抗によって、切換え信号を得ることができ、この
信号は第３Ａ図の入カフ４に加えられる。

空気分離室４７はその上方部分に例えば余熱されたサー
ミスタ又は他の通常の作動原理によるものを備えた液面
センサー４９を有している。この空気分離室中の液面が
このセンサー４９の応答水準の下方に低下したときにこ
のセンサー４９のスイッチング信号によってバルブ４８
が開放され、それによって空気は導管６８を経て脱ガス
ポンプ５４により供給部１００の中に吸い出される。空
気の除去のために例えば、−〇、９バールの負圧が用い
られ、と言うのはその透析器循環系の中にはその設定さ
れた限外濾過速度に従って通常、同様に約−０，６バー
ルまでの負圧が存在しているからである。

このバルブ４８は空気分離室４７中の液面が再び十分に
上昇たときに再び閉じられる。

液体で満たされていない透析器の接続のためには、既に
第３図及び第３Ａ図について説明したように、特別な液
体充填プログラムが準備されており、このプログラムで
は平衡化の作用は停止されるけれどもその平衡化ユニッ
トの配置装置９についての比例配量の作用はそのままに
維持される。

この充填プログラムはその透析器からやって来る大量の
空気によってバルブ４８を介しての空気除去過程が或る
一定の時間間隔を超えたときに、例えばセンサー４９と
結合されている第３Ａ図のスイッチ７５ａ及び７６ｂが
タイミング部材により閉じられて自動的にスイッチオン
される。

この場合にバルブ４８は閉鎖されてバルブ６９が開放さ
れ、それにより空気はこのバルブを経て直接排出部５７
へ導かれる。このバルブの制御は第３図及び第３Ａ図に
ついて記述した態様で変えられ、それによって新しい透
析液は平衡化されることなく透析器に達し、そしてそこ
に存在する空気は空気分離用容器４７の中に押し出され
、ここからこれはその開放されているバルブ６９を経て
排出導管５７に達する。後続の透析液によって空気分離
用容器中の液面が再び上昇したときに液面センサー４９
の対応する信号によって上述の充填プログラムは終了し
、そしてその系は再び正常な平衡化運転に切換えられる
。

予め厳密に決定することのできる量の液体の透析器循環
系からの排出、また従って限外濾液の測定及び／又は制
御は抜出し装置７を用いて行なわれるが、この装置はこ
の実施例の場合には定容量的膜ポンプとして構成されて
おり、その際ポンプの１ストロークは限外濾液の１単位
の量（例えば１１）に相当する。この液体の取り出しは
、導管８３により空気分離用容器４７の下方部分から、
気泡の存在しない液体のみが抜き出されるように行なわ
れる。限外濾過用ポンプの出口又は抜出し装置７の出口
は通常切換え弁８４を介して排出導管５７と結合されて
いる。切換え弁８４を用いればその抜き出された液体を
図の点線の矢印に従って試料採取導管８５を経て別に取
り出し、そして例えば制御の目的で測定用容器の中に捕
集する可能性も与えられる。

もう１つの特徴は、バイパス導管８３への入口の接続管
継手及び切換え弁６２及び８４の適切な利用によって新
しい透析液の試料をも試料採取導管８５を経て取り出す
ことができ、それによって透析液の組成を外部の分析装
置により制御できるようにしたことである０図示されて
いない切換え手段を用いることにより、この目的のため
にパルプ６２及び８４を図の点線の矢印で示す位置へ動
かし、限外濾液ポンプの最大のストローク周波数に切換
える。

透析液は次いで試料採取導管８５のところから入手する
ことができる。

ついでながら、種々の血液透析装置における従来公知の
比例配置装置に比しての著しい相違は、本発明に従う装
置の場合には濃厚液と透析液とが配量されるのに対して
、従来公知の装置ではもとの各成分、すなわち水と濃厚
液とが配量されるという点である。これによって本発明
に従う装置は装置の滅菌に関して本質的な利点をもたら
す。各処置の間に行なわれるその透析液循環系の化学的
滅菌に際して透析液を固装するための濃厚液のかわりに
滅菌剤濃厚液を供給し、これが水で稀釈されたときに滅
菌溶液を生ずるようにするのが通常的であり且つ好都合
である。従来の通常的な比例配置装置の場合にはこれは
その装置の水導管接続継手と水の配Ｎ装置との間に存在
する全ての部分並びにこの配Ｉ　Ｗ置自身が化学的滅菌
を採用できず、と言うのはその濃厚液の供給が水の配置
装置の下流において行なわれるからである。これに対し
て本発明に従い用いられる系の場合には濃厚液配置装置
を例えばその全装置の水入口に直接接続させることがで
き、それによってこの透析装置の液体を導く全ての部分
に滅菌を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う透析装置の透析液循環系の単純化
した原理的図式図、第２図は平衡化作用及び比例配置並
びにそれらの機能の監視を組み合わせた透析液循環系の
単純化した図式図、第３図は第２図の透析液循環系のよ
り詳細なＭ式図、第３Ａ図は平衡化装置と配を装置との
ための制御用回路図、第４図は第１図の装置の別なり様
のものの図式図、第５図は温度差の影響をコンピュータ
により補償する回路のブロック結線図、第６図は平衡化
室の１具体例の図式断面図、第７図は第１図の装置の更
に別な態様のものの図式図、第８図は血液透析装置の液
体循環系のフローシート、第９図は配置装置の１具体例
の断面図である。１．４０・・・平衡化装置、ｌａ、　ｌｂ、　２２．２３．４０ａ、　４０ｂ・・・
平衡化室、２・・・新しい透析液の供給導管、３・・・使用済みの透析液の排出導管、４・・・透析器
、　　　　５．４１・・・半透膜、７・・・抜出し装置
、　　８．５７・・・排出導管、９・・・配量装置、　
　　９ａ・・・電磁コイル、ＩＯ・・・分析装置、　　
　１４〜２１．２６・・・バルブ、１４ａ〜２１ａ、　
２６ａ・・・電磁コイル、２４、２５・・・可動要素、
　２７・・・電子的制御装置、２日・・・温度制御系、
　　３０・・・表示装置、３１・・・カウンタ、　　　
３２・・・オア回路、３３、３７・・・オア回路入力、３４・・・減算回路、　　　３５・・・乗算器、３６・
・・電圧／周波数変換器、４１・・・スパイラルバネ、４３・・・支持部材、４４
ａ、　４４ｂ、　４５ａ、　４５ｂ−接続管継手、４６
、５４．６７・・・ポンプ、４７・・・空気分離容器、
４８・・・空気分離弁、　　４９・・・液面センサー、
５０・・・水導管、　　　　５２・・・減圧弁、５３・
・・濃厚液貯槽、　　５５・・・流動抵抗体、５６・・
・空気分離器、　　５８・・・貫流加熱器、５９・・・
温度センサー、　６０・・・温度コントローラ、６５・
・・血液漏洩検出器、６６・・・圧力測定器、７０・・
・リレー、７１、７２．７７、７８．７９・・・出力増幅器、７３
、８０・・・フリップフロップ、７５ａ、　７５ｂ・・・切換え手段、７６・・・タイミング部材、８１・・・パルス発生器、　８５・・・試料採取導管。第１図第２図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）新しい透析液と使用済み透析液とのためにそれぞ
れ供給導管と排出導管とを備え、そして或るスライド可
能な要素によって分離されている少なくとも２つ以上の
室からなる少なくとも１つ以上の平衡化ユニット、上記
供給導管の１つと上記排出導管の１つとに結合されてい
る透析器、上記各供給導管と上記各排出導管との中に設
けられている遮断及び給送用の各手段、新しい透析液か
らガス抜きするための、上記透析器の上流に配置された
ガス抜き手段並びに使用済み透析液からガス抜きするた
めの、上記透析器の下流で但し上記第２の平衡化室の上
流に配置されたガス抜き手段、上記供給導管の中か、又
は上記排出導管の中かに配置されている幾つかのポンプ
手段、その平衡化ユニットと、供給導管の１つと、透析
器と、及び排出導管の１つとより構成される循環閉回路
から限外濾液を取り出すための手段、及び濃厚溶液と水
とから新しい透析液を作るための手段が設けられている
、血液を透析し、限外濾液を抜き出すための装置におい
て、上記の、新しい透析液からガス抜きするための手段（５
６）が上記平衡ユニット（１、２２、２３）への供給導
管の中に配置されていて、その上流に新しい透析液を負
圧で供給できるポンプ手段（５４）を備えており、そし
て上記の、使用済みの透析液からガス抜きをするための
手段（４７）が或る閉止可能な導管（６８）を介して上
記ポンプ手段（５４）と連結されていることを特徴とする、上記装置。
（２）空気分離室（４７）が液面センサー（４９）を備
え、これによって、液面が低下したときに或るスイッチ
ング信号を発信させることができ、これが導管（６８）
中に配置されている弁手段（４８）を開放させる、特許
請求の範囲第１項に従う装置。
（３）ポンプ（５４）によって、限外濾過装置（７）に
より作り出される負圧よりも低い負圧を作り出すことが
できる、特許請求の範囲第１項又は第２項に従う装置。
（４）新しい透析液のための供給導管の中にポンプ手段
（５４）の上流に流動抵抗部材（５５）が配置されてい
る、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに従
う装置。
（５）新しい透析液からのガス抜きのための手段が空気
分離器（５６）を備え、このものの空気出口が閉止可能
であって且つ或る排出導管（５７）と連結されている、
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに従う装
置。
（６）空気分離器（５６）の空気出口がフロート、液面
センサー又は電磁弁により制御されている、特許請求の
範囲第５項に従う装置。
（７）空気分離器（５６）が新しい透析液を供給するた
めの側方の管継手とこれを送り出すための下方の管継手
とを備えている、特許請求の範囲第５項又は第６項に従
う装置。