JPH01131669A - 血液透析装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は血液透析の際に、除水速度および除水量を自動
的に調整する除水量制御手段を備えた血液透析装置に関
するものである。　。

（従来の技術と問題点） 血液透析において患者の体重を減少させるための除水量
の調節は極めて正確に行なわなければならない。なぜな
ら、急激な除水を行なうと患者にショックを与えること
になシ、また、総除水量も患者の健康状態を充分に加味
した量が設定されるからである。

一般の血液透析においてＵＦ（限外ろ過）による総除水
量は１回の透析で２ないし３１であるのに対し、その透
析液の量は１５０１である。したがって、上記除水量は
透析液の４に対して工ないし２４にしか相当せず、この
除水量を実用範囲（±５　Ｑ　ｃｃ　）で制御するため
には、透析液の量を実に０．０３ないし０．０４％の誤
差範囲内に収めなければならない。

ところが、従来の血液透析は、透析前に患者の体重を測
り、その体重を何に？落とすかを設定した恥 のち、前回透析のデータを基に・で透析液の流量と透析
時間を設定するというもので、透析液の流量は一定にし
たままの状態であった。したがって、上記の方法は、最
終的な除水量が透析後の患者の体重を測って透析前の体
重との差を計算すること初 により・めて分かるという、極めて原始的なものであり
、除水量の正確な調整が困難である。

また、上記の調整方法より一歩進んだものとして５例え
ば特開昭５４−２７２９６号公報の発明の装置がある。

この装置は、透析液の排出量をシリンダで逐次計測し、
その排出量の変化に基づいて透析液の流量を調節する構
成となっている。

ところが、上記の調整装置においても除水量の計測はあ
まり正確とはいえず、除水連間の変動が激しくなる危険
性があり、最終的な除水量も正確なものが期待できない
。また、流路が詰まるなどの不測の事故に対しても何ら
対応策がなされていない。

また、従来の血液透析においては、患者１人に対して多
くの熟練したスタッフが付き添うことが必要であり、そ
の経費および人員確保の面で多くの問題が残されていた
。

さらに、除水速度は時間的に一定にすれば良いというも
のではなく、患者１人１人に合った除水速度の時間的変
化特性があるので、その特性に忠実に、しかも、正確に
透析を行なえる調節装置の開発が望まれている。

したがって本発明の目的は除水量を正確、かつ自動的に
計測制御し、安全に血液透析を行うことのできる除水量
制御手段を備えた血液透析後置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明は第１図に示すよう
に透析液サプライヤ１から透析液流入路２を介して血液
透析器りに導入される透析液の流量を計測する第１の流
量計３と、透析液流出路４を介して血液透析器２から導
出される血液中の老廃物を含む透析液の流量を計測する
第２の流量計６と、透析液流出路４と血液循環路９に設
けられて血液透析器の膜間圧力差を検出する２つの圧力
センサ７．８と、患者Ｍからの総除水量を設定するれ延
除水量と前回算出された延除水量との比較から瞬時除水
量を算出する瞬時除水量演算手段１１と、上記瞬時除水
量を総除水量に換算して、除水量設定手段１０で設定さ
れた総除水量との比較から総除水量の差を演算する除水
量算出手段１２と、上記総除水量の差を膜間圧力差に換
算し、該換′抹さ咋た膜間圧力差を前回算出された膜間
圧力差の設定値に加算して膜間圧力差の設定値を変（す
る膜間圧力差設定手段１３と、上記膜間圧力差設定手段
１３で設定された膜間圧力差と圧力上ンｆ　７゜８で検
出された膜間圧力差を比較しながら両者の偏差値が零と
なるまでポンプの回転数を制御する膜間圧力差制御手段
１５とを備えた構成とし、上記除水量設定手段１０の設
定値に合致した透析がなされるように除水速度を制御し
ている。

（作　用） この発明では一定時間毎に計測された瞬時除水量を一定
時間後（透析終了予定時間）の除水量にまず換算して、
この換算値と予じめ設定された除水量との差を算出し、
次いでこの除水量の差を膜間圧力差に換算して前回算出
した膜間圧力差の設定値に加算し、この加算された値を
次回の膜間圧力差の設定値とすることによシ、血液透析
中に変化する患者の状態に適応した正確な除水量を得る
ことができ、かつ不測の事故に対しても敏速に対応する
ことができる。

（実施例） 第２図はこの発明の一実施例にかかる血液透析装置を示
す構成図である。第２図において、サブライヤ２０では
水と透析原液とを混ぜて適度な透析液が作られる。この
透析液は加圧ポンプ２１によって昇圧されて矢印Ｆ１方
向に流れ、ヒータ２２で透析に最適な温度に加熱され、
脱気ポンプ２３で脱気され、さらに流を調節バルブ２４
で一定の流量に調整されたのち、オーバルメータ（第１
の流量計）３を通って血液透析器りに流入する。−方血
液透析器の内部で老廃物を吸収した透析液はこの血液透
析器○を流出し、オーバルメータ（第２の流量計）６を
通ってポンプ１６で排出される。

一方、人体Ｍから取り出された血液は血液ポンプ２５に
よって矢印Ｆ２方向に流速が加えられ、血液透析器に送
り込まれる。血液透析器で透析された血液は、空気デテ
クタ２６を通って人体Ｍに戻される。２７はヘパリンポ
ンプで、血液中に尿成分を少量だけ混入させ、血液透析
中の血液凝固を防止する。２８はビュロースイッチで血
液を採取する注射針が詰まったりしたときに直ちに血液
の流れをしゃ断する。

７．８は透析液流出路及び血液流路に設けられた圧力セ
ンナであり、この２つの圧力センサにより膜間圧力差が
算出できる。

上記オーバルメータ３，６で透析液の流入量と流出量を
示すパルス数が周期的に検出され、そのデータは瞬時除
水量演算手段１１ヘパルス信号として送られる。この瞬
時除水量演算手段１１では第４図に示すように上記オー
バルメータ３によって検出された透析液の流入量を表わ
すパルス数［Ｃ１ｎ（ｔｎ）］とオーバルメータ６によ
って検出された透析液の流出量を表わすパルス数［Ｃｏ
ｕｔ（ｔｎ）　）からその差［：ＣＤ（ｔｎ）＝Ｃｏｎ
ｔ（ｔｎ）−Ｃ１ｎ（ｔｎ）：ｌを演算して、除水量制
御手段１２に送出している。除水量制御手段１２は上記
瞬時除水量を表わすパルス！、：　［ＣＤ（ｔｎ）’］
を透析終了時における除水ｆｉ　［ＵＦＲ（ｔｎ）］に
換算する手段３１と換算された除水量と予じめ設定され
た除水量已疋Ｒ］との差を算出する手段３２で構成され
ている。上記除水量換算手段３１では瞬時除水量演算手
段１１で周期的に演算される瞬時除水量を表わすパルス
数の増加分１：ｃＤ（ｔｎ）−Ｃｏ（ｔｎ−＋　）　）
から瞬時除水速度をまず算出し、次いで得られた除水速
度から透析終了後の除水量に撲ユする。例えば第３図に
示すようにオーバルメータの一方の回転子３１の対称位
置にそれぞれ磁石３２を埋設し、この磁石をオーバルメ
ータの筐体３３０表面に取着した磁気感応センサ（図示
せず）で検出する場合には、回転子３１が一回転すると
２個のパルスが発信される。この回転子３１が一回転に
つ１！１ｄの液体を流出させるとするとオーバルメータ
のレートは０．５ｄ／パルスとなる。したがって例えば
１分間毎に瞬時除水量を演算すると瞬時除水量の増加、
すなわち１分間に３０パルスの増加があれば瞬時除水速
度は３０Ｘ０．５Ｘ６０＝９００１！Ｊ膚として算出さ
れ、次いでこの値が透析終了後の除水量に換算される。

透析時間を４時間と設定すれば透析終了後の除水量（Ｕ
ＦＲ（ｔｎ）〕は３．６００ｄとなる。上記除水量換算
手段３１からの信号〔ＵＦ　Ｒ（ｔｎ）　）は設定除水
量との差算出手段３２に発信され除水量設定手段１０で
予じめ設定された除水量（ＵＦＲ（！ｌ））と比較され
て両者の差（ｅ（ｔｎ）＝ＵＦＲ（ｓ）　−ＵＦＲ（ｔ
ｎ））が算出される。

除水量制御手段１２からの信号（ｅ（ｔｎ）Ｅは次いで
膜間圧力差設定手段１３に発信される。該膜間圧力差設
定手段１３は上記除水量制御手段１２から発信された信
号（ｅ（ｔｎ））を膜間圧力差（ＴＭＰ）に換算する膜
間圧力差換算手段３３と換算された膜間圧力差を前回算
出された膜間圧力差の設定値に加算して膜間圧力差の設
定値を変更する膜間圧力差設定値算出手段３４で構成さ
れている。上記膜間圧力差換算手段３３では、除水量制
御手段１２から発信された信号（ｅ（ｔｎ））と、前回
得られ免除水量の差信号（ｅ（ｔｎ−１））からその差
〔Δｅ　（ｔｎ）　＝ｅ（ｔｎ）　−ｅ（ｔｎ−１）：
ｌを算出し、次いで前回得られた除水量の差と前々回得
られた除水量の差〔ΔΔｅ（ｔｎ）＝Δａ（ｔｎ）−Δ
ｅ（ｔｎ−１））を算出し、上記算出された値と予じめ
与えられた比例定数（Ｋｐ）、積分定数（Ｋ■）、微分
定数（ＫＤ）を用いテＫｐ−ｅ（ｔｎ）＋Ｋｌ　−Δｅ
　（ｔｎ）　＋ＫＤ　−品ｅ　（ｔｎ）なる比例積分微
分演算がなされ、除水量（ｅ　（ｔｎ））が膜間圧力差
（ＴＭＰ（６（ｔｎ））　）に換算される。次いで上記
膜間圧力差（ＴＭＰ　（ｅ（ｔｎ）　）　）は膜間圧力
差設定値算出手段３４で前回算出された膜間圧力差の設
定値（ＴＭＰ（ｔｎ−１））に加算される。そしてその
加算された膜間圧力差（ＴＭＰ　（ｔｎ））　−［ＴＭ
Ｐ　（ｔｎ−１）］＋（ＴＭＰ（ｅ（ｔｎ）月が次回の
膜間圧力差の設定値とされる。

上記膜間圧力差設定値換算手段３４に初期膜間圧力差設
定手段（図示せず）からの設定値を入力するようにして
もよい。この場合には１回目の膜間圧力差設定時に初期
の設定値に膜間圧力差の換算値（ＴＭＰ　（ｅ　（ｔｌ
）　）　）が加算される。このように膜間圧力差の初期
設定値を入力するようにしておくと１〜２回目の膜間圧
力差の設定値として異常な膜間圧力差が設定されること
を防止できる。

このように膜間圧力差の設定値は、周期的に瞬時除水量
が演算される毎に変更されることになる。

上記膜間圧力差設定手段１３から発信された信号（Ｔ　
Ｍ　Ｐ　（ｔｎ））は、次にＤ／Ａ変換器３５でアナロ
ブ信号に変換されて膜間圧力差制御手段１５に送出され
る。この膜間圧力差制御手段１５の回転数指令信号生成
手段３６では、上記膜間圧力差の設定値と２つのセンサ
７．８より検出される信号から膜間圧力差を算出する膜
間圧力差算出手段３７からの検出値とを比較して両者の
差分から比例積分微分演算を行ない回転数指令信号を生
成する。

この回転数指令信号はポンプ１６のドライバ部に印加さ
れる。つまり、回転数指令信号電圧〉回転数検出信号電
圧の状態であれば、ドライバ部からモータへの電力供給
が増大してモータの回転数、換言すればポンプ５の回転
数は増大し、逆に回転数指令信号電圧〈回転数検出信号
電圧の状態であれば、モータの回転数は減少するもので
、上記ポンプ５の回転数は上記回転数指令信号に追従す
るように自動制御される。したがって膜間圧力差を常時
膜間圧力差設定手段１３で設定された値に追従させるこ
とができ、除水量を正確にコントロールできる。

（発明の効果） 以上のように本発明装置は除水量設定手段の設定値に合
致した透析がなされるように除水速度を制御するため患
者に不快感を与えることなく正砲な除水量を得ることが
でき、不測の事故に対する処置を敏速に行うことができ
るとともに、作業が簡単で初心者も容易に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の構成を示す系統図であシ、
第３図は流量計の構造を示す断面図であり、第４図は本
発明の詳細な説明するためのグラフである。 ３．６・・・・・・・・・・・・第１及び第２の流量計
７．８・・・・・・・・・・・・圧力センサ１０　・・
・・・・・・・・・・除水量設定手段１１　・・・・・
・・・・・・・瞬時除水全演算手段１２　・・・・・・
・・・・・・除水量算出手段１３　・・・・・・・・・
・・・膜間圧力差設定手段１５　・・・・・・・・・・
・・膜間圧力差制御手段特許出願人　　株式会社　り　
ラ　し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 血液透析器への透析液流入路および透析液流出路を流れ
   る透析液の流量を計測する流量計と、透析液流出路に設
   けられたポンプと、血液透析器の膜間圧力差を検出する
   圧力センサと、総除水量を設定する除水量設定手段と、
   上記２つの流量計の一定時間毎の計測値から延除水量を
   算出し、該算出された延除水量と前回算出された延除水
   量との比較から瞬時除水量を算出する瞬時除水量演算手
   段と、上記瞬時除水量を総除水量に換算して、除水量設
   定手段で設定された総除水量との比較から総除水量の差
   を演算する除水量算出手段と、上記総除水量の差を膜間
   圧力差に換算し、該換算された膜間圧力差を前回算出さ
   れた膜間圧力差の設定値に加算して膜間圧力差の設定値
   を変更する膜間圧力差設定手段と、上記膜間圧力差設定
   手段で設定された膜間圧力差と圧力センサで検出された
   膜間圧力差を比較しながら両者の偏差値が零となるまで
   ポンプの回転数を制御する膜間圧力差制御手段とを備え
   たことを特徴とする血液透析装置。