JPH01503682A - 単一針で血液透析するための方法及び装置 - Google Patents
単一針で血液透析するための方法及び装置Info
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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】
単−針で血液透析するための方法及び装置本発明は単−針で血液透析するための
方法及び装置に関する9本発明は、患者の瘍管、静脈又は動脈から一定量の血液
を単−針で取り、人工腎臓で精製した後、同じ単−針により、患者の針を刺した
同じ場所に戻すものである。
針又はカテーテル;
針とポンプとの間の導管;
ポンプ、好ましくは煽動型(Peristalique)ポンプ;小型人工腎臓
、例えばゆる”Llffiされた中空繊維よりなる人工腎臓;
膨張室、それは閉ざされた容8gからなり、それには血液を導入し又υト出する
ための導管を有し、上部には圧ラインとして働く空気の導管を有し、及び数ミリ
メートル下には、人工腎臓を洗滌し、薬剤を注入し、又は加圧空気によって血液
の高さを調節するため注入管が備えられているもの;
FAtM室に膨張室を連結するための圧ライン、調節室は膨張室の充填度の変化
によって生ずる圧の周ttJj的変動を抑えるためのもの;
圧の測定装置、これにより膨張室、調節室及び圧ラインの圧を知ることができる
;
細菌フィルター;
測定及びコントロール装置;及び
安全装置、を含む。
血液透析は、慢性及び急性の腎臓疾患の治療に多く用いられる。その治療は1体
外のREJ路中において人工腎臓を用いて血液から毒性物質を除去することにあ
り、それは半透膜を通って毒性物質が拡散していく原理に基づいている。
患者は、−週に2〜3回、一般に平均2〜3日の間隔で半自動的人工腎臓に連結
されなければならない、患者は又、針又はカテーテル及び合成樹脂製の導管によ
り数時間もの間、人工腎臓に連結される。
従来の透析においては、血液は、人工腎臓を貢通する所定方向、即ち動脈の側か
ら静脈の側へ流れる。血液は、患者の動脈側で循環系からカテーテル又は針によ
って透析のために取られ、ポンプによって所定方向へ加圧され人工腎臓内へ入り
、次いで膨張器へ入り、その中で圧ツノを記録し且つ気泡を集めて、患者の循環
系へ次のようにして戻される。即ち、針2木を用いるやり形では、精製された血
液は静脈側に連結されている第2のカテーテル又は針によりすぐに送り戻される
。
−力、もしl木しか針を刺さないやリカの場合には、精製された血液は、!r!
2のポンプ又はバルブ系によって、Y型の分岐を有する最初の針へ返される。
この−木の針を用いるシステムは、コツプ等(Kopp et al)のrTr
ans、八a+、soc、 Art、 [nLern、Organs (197
2) J第18巻、第75〜80頁に記載されている。
又、このシステムは、米国再発行特許第29.346号及び米国特許第3,83
0,234号に記載されている。
困難を必然的に有するが、しかし、単一の針で済むという争うことのない利益を
もたらす。
このシステムは、血液動脈及び静脈のラインの上部に1つのポンプ及びソレノイ
ドの2つの弁を設けてなる。
これらの2つの弁は互いに連絡されている。
患者の循環系、特に動脈部分からの血液を、静脈室の圧が所定の圧になるまで、
ポンプで吸取る0丁度、所定の圧になると、動脈ラインを閉じ、静脈ラインを開
く。
ポンプは同方向に連続して回転する。このようにして、患者の循環系の同じ場所
に同じ針により血液を戻す。
このサイクルは、成る圧に到達すること及びその後成る時間の経過によって制御
されることを考慮して、単一の針を用いる圧一時間系によって、一般に、この制
御を設計する。
1979年に、アーマド(^tv+ad)は、成る時間間隔をおいて弁を開閉さ
せる改良を提案している。彼は、動脈va環系にIO+* Qの圧縮可能な3つ
のクッションを入れ込むことが役立つと考えた。200〜300mQ/minの
血液流出量及び5分間の閉塞が好ましい、単一の針の刺し入れ以外に、このシス
テムは血液の返還の際に自然の静脈圧を維持する。
ポンプは中断なく動いているので、もし動脈ラインを閉じると、ポンプとバルブ
の間に含まれた動脈ラインの圧は低下する。導管の中に空気が入る危険の池に、
再還流が増大する。
そのことが静脈室の中での血液凝固を惹起する。
非常に十分の高い流量の!イ自持を盟むと過剰の限外濾過という欠点を持つ。
圧一時間のこのシステムは、少なからず用いられており、特には、fi管中の圧
が高くなり過ぎて、そけい部に痩管があり、高血圧に苦しんでいる人に用いられ
ている。
非常に都合の良い透析方法は単一の針を用いる圧−圧血液透析である。これは、
1973年にニス リンゴアール(S。
!?ING01rl)博士等によって、1973年ウィーン200のEDT八ア
へストラクトによって発行された「単−針による血液透析のためのポンプシステ
ム(New F’umpsysLem for one needle I+e
mo−dialysis) Jにt己述されている。
それは、同じように、単一の針を用いるシステムに関するものであり、そこでは
体外循回路での血液の流れが2方向回転のポンプ(+3ELLC0760[+)
によって行なわれる。ポンプの運転は連動され、圧−圧によるコントロールによ
って交互に運転が止まる。
静脈相において、静脈の血液は動脈ポンプの中間で患者の体から取られ、血液の
所定量を貯めるようになっている静脈の膨張室へ導かれる。動脈相は、静脈室の
内部圧が所定圧に達するまで続く、動脈ポンプは止められ、かくして動脈ライン
をブロックする。静脈ポンプは直ぐに作動し、そして患者のN環システムの中に
同じ針で血液を戻し、これは所定の最小正に達するまで続く、圧の7JI4mは
得ようとする限外濾過の程度に依存する。他の1つのやり方として、所定の圧を
動脈室中の圧と比較するやり方があり、これは米国特許第4.643;714号
に記載されている。
上記のシステムについて、オムブルーク・アール(IIOM[1ROUCKX
+?、)博士は、動脈ポンプと透析器の間に動脈膨張室を押入することにより改
良した。
ゆるく調節された中空繊維からなる人工腎臓が使われて以来、動脈膨張室は次の
ような重要な諸利益を与えてきた。
■、単一の針しか必要でないので、透析装置の患者への取付けが容易である;
2、血液の流出を継続的にし、効果としてより良い透析を可能にする。
3、静脈相では、圧力下の動脈膨張室の働きによって血液は人工腎臓を通って取
込まれるのではなくて人工腎臓を通って押出される;
4、血液の排出導管が下方にあるので気泡が除去される。
5、再循環による損失がいつも10%位になる一方、再UaIjtを減らすこと
ができる;
6、ポンプの運転及び停止の回数の減少によって排出量を調整でき、従ってポン
プの停止と次の運転との間の″゛無駄時間”を減少できる;
7、限外濾過を最小でも最大でも全く自由に調節できる;来高い圧を示すものと
同じようにすべての導管を用いることができる。
圧−圧による単−針を用いる血液透析の最も大きな欠点は装置の複雑さにあり、
そのため家庭での透析が困難であるということである。
2つのポンプは、所定の圧を作るために、複雑且つ敏感なコントロールシステム
を必要とする。所定の運転プログラムの変化及び高い精密度故に、患者の近親者
が家庭で運転することが困難である。又、従来の装置は又、何度も自分で操作す
ることが必要な設ハ[になっている。
本発明により、非常に簡単に操作できる装置が実現されるものである。
本発明における基本的な特徴によれば、一方、患者の体から所定量の血液を取出
し、これを人工腎臓で処理した後、膨張室へ移動させ、他力同じ血液ラインを逆
の方向へ可逆ポンプにより精製された血液を患者の体内に返し、その際、ポンプ
の回転方向は測定及び調節の装置を用いてプログラムされた仕方に自動的にコン
トロールされるようになっている。上記の測定及び調節の装置は、例えば、圧、
流量、時間又は容積の測定によって行なわれる。
人工腎臓は、一方では、ポンプ及び単−針又はカテーテルを介して、患者のN環
系に連結されており、他方では、膨張室に連結されている。膨張室は、閉ざされ
た容器からなり、それには血液を導入し又排出するための導管、上部には圧ライ
ンとして働く空気のための導管、及び数ミリメートル下には、人工腎臓をsnし
、薬剤を注入し、又は加圧空気によって血液の高さを調節するため注入管を備え
ている。
膨張室内及び調節室の圧の変動は圧力測定装置によって検知される。
単一のポンプを用い、又、弁ならびにΔIIJ定及び調節のための余分の装置を
使わないので、透析装置の部品の数および装置の費用を著しく少なくすることが
できる。
透析装置の組立、解体、掃除及び保守が非常に容易である。
往復運動の簡単さは装置を使いやすくする。
血液ライン、ポンプ、人工腎臓及び膨張室の内部容積が非常に小さくなっている
ので1本発明の透析装置の組立は非常に確実となる。
非常に重大な間違いが起きた場合には、ポンプを止めて血液の取出しを直ぐに止
める。
同じように、更に悪い状況になったときには、人工腎臓及び膨張室の中身を全部
排出させる。このシステムは、中身がせいぜい250m Qの血液であるので、
非常に確実である。
針を刺した点、ポンプそして人工腎臓を経て、血液ラインは膨張室へ導かれ、膨
張室は圧ラインによって調節室へ連結している。調節室は、膨張室中での血液の
量変化によって起きる圧の変動を抑えるためのものである。この変動は、調節可
能な所定値を有する圧測定装置によって測定され、そして、ポンプの方向及びそ
れに従って血液ライン中の血液の流れる方向を変更させるために働く。
本発明の方法の改変例によれば、患者のm環系から出てきた血液の一定員を流入
させ又その血液を人工腎臓を通って膨張室へ移動させることは第1のポンプによ
り行われる。その−力、精製した血液をw4EM系へ戻すのは、人工腎臓を第2
のポンプによって反対方向へもう一度通す第2の浄化の後行われる。第2のポン
プは、圧−圧調節によって第1のポンプと交代に休むように調節されている。
この改変例は、ポンプの中に閉じ込められている未処理の血液、及び針とポンプ
の間ならびにポンプと人工腎臓の間の血液ラインに閉じ込められている未処理の
血液の百循環を妨げ、未処理の血液が決して患者の循環系に戻らないようにする
利点を有している。
採取された血液は、第1のポンプによって人工腎臓へそして次いで所定量の血液
を貯めるための膨張室へと押し導かれる。この第1の段階は、膨張室の圧が所定
圧になる進行われる。
第2の段階において、第2のポンプが鋤き、膨張室の血液をまず人工’Fl@へ
、次いで同じ針へ、更に患者の循環系へ送る。
本発明及び3つの実施例の特徴及び詳細は、図面を参照して次に説明する。
添付の図面において:
第1図は本発明の透析装置の一実施例の概略図を示し、矢印は動脈相での動脈血
液の方向を示す;
第2図は静扉相での、第1図の装置の機能を示す;第3図は膨張室の垂直両図及
びそれに含まれる排出口を示す;及び第4図及び第5図は本発明の透析措置の別
の実施例の概略図を示す。
図中、同一番号は同−又は類似の部分を示す。
第1図において参照番号(1)で総合的に示した透析装置の構成部材は:
例えばDesereL Angiocatl+ 140A I74型の針(2)
;前記の針(2)及び下記のポンプの間に設けられた例えば[1L174型の血
液ライン;ポンプ(3)及び回転方向を逆転する装置(3″)で、ポンプは例え
ばBL76ON型又は[3L705型を可逆型に改造したもの、又はWATSO
N MAI?LO−の502型を改造したちの;動脈膨張室(5)であって血液
を貯えるための圧力容量として作用するもの;
たとえばBL374 + BLO49型の圧力ラインと、空気室ならびにIJ1
節室;及び
ポンプの回転方向及びポンプの機能をコントロールするための圧力計(8)で1
例えば所定の最大及び最小値のついたN0VO5ARA IX!の°もの;であ
る。
動脈膨張室(AEC)(5)は、シリンダー状室よりなり、その室のコーン形底
部には人工腎臓(4)につながっている導管に連結されている。上部では2つの
空気路(9)及び(10)につながっていて、その1つは分岐しており、(lO
)はその少し下に設けられている。上のラインは圧力ラインであり、下のライン
は人工腎臓の洗滌、薬品の注入及び空気を注入すある。
は20印であり、一般に硬質塩ビ(PVC)又は透明で変形しないで且つ生体適
合性のある他の材料で作られている。
血液は約1万本の細管を流れる。再生液はプラスチック製ケースの巾を逆方向に
流れ、細管を洗い、その際、隔壁が半透膜として働く。
この様式は、血液量を最小にし、圧力損失を少なくし、且つ効率を最大にするの
に都合が良い。
次に血液は人工腎R(4)を出て、動脈膨張室(5)の下部に入る。
動脈相では進み、血液は膨張室(5)にM積され、その量は、動脈血液ライン(
3)での人工腎臓(4)の4〜5倍の量になるようにする。
血液を蓄積するために必要であるところの、圧によって変化する体積膨張客員は
、圧力ライン(6)に設けた調節室(7)と名付けた約650〜2.0OOII
+ Qの空気室から膨張室の上部に空気を圧入することによって得られる。
ポンプの2方向へのコントロールを圧力メカニズムで行なう時、人工腎臓の上の
圧力室の圧は所定の最大及び最低の値にされ、それによってポンプはその回転方
向を変えて、又サイクルを止めたり、始めたりする。
最大圧の所定値には直ぐになり、動脈圧ツノ室(5)は数センチメートルは別と
して完全に一杯になり、そして血液ポンプは逆転する。その時、室(5)は、血
液が底を通って空になりだす、完全に空になるまで最小圧の所定値にまでにする
と、ポンプ(3)は逆転してサイクルを再びはじめる。
動脈室(5)はこうして、コーン形の底に設けた1つのオリフィスにより一杯に
なったり空になったりする。
予め選んだ最大正に達すると、血液は膨張室(5)を出て人工腎臓(4)へ向い
、人工腎臓(4)を再び通って流れ、次いで同じポンプの作用で逆の方向へ流れ
て、患者の体の同じ針へ戻る。
上記の膨張室(5)の圧が最小になるまで、押し返された静脈相は進む。
圧力ラインに設けた調節室(7)は、血液の取込み及び排出が圧力計(8)に圧
力の大きな差を惹き起こさないで膨張室(5)へこ十分に血液を貯めることを可
能にするために必要なもので゛ある。上記の大きな差は、人工腎臓を通して行な
う限外濾過の調節に有害な圧力の変動の大きな問題の原因となる。又、人工腎臓
を通る液の移動は交換膜の圧に依存し、又その圧それ自身は人工腎臓の血液室の
圧の函数である。上記の血液室での圧の変動は、限外濾過を制御不能にする。こ
の現象は調節室を設けることによって十分に防ぐことができ、膨張室(1)の充
填環が最小の時と最大の時との間の圧における変動が最小となる。こうして、均
一な限外lI!過が可能となり、又、所定圧は圧ツノ範囲ではなくその1部分だ
けであるが、n;1もって決めた圧に大きな許容範囲を与えることが可能料は特
に限定されない、この調節室は圧ツノラインに押入されるか、又はポンプの圧力
計のn7Iに取付ける。又それは必ず膨張室(5)の血液の高さと圧力計(8)
との間にある。バクリアフィルターを膨張室(5)と調節室との間に設ける。
ポンプをコントロールする別の1つの方法は容積の測定による方法である。この
方法では、例えば超音波による測定によって膨張室における高さを知り、充填量
の最小及び最大の方向ヘポンブの方向を変えれば良い、この方法は、安全のため
に用いることができる。即ち、−力ではポンプを圧力によび最大)の測定して、
間違いの圧力測定の場合の危険を防ぐことができる。容積による調節方法の欠点
は、限外濾過に重要な透析圧を知ることができないことである。圧力によってコ
ントロールされているポンプでは、限外濾過は決められたこの圧ノJの値に直接
比例する。
この欠点は、容積測定によりコントロールされる型のポンプを用いることにより
改善される。即ち、透析室に設けた透析用ポンプで限外濾過を調節するようにし
、血液室中の圧力に定常的な差をつけて、その機能で限外濾過をすればよい。
より近代的な血液透析装置においては、限外濾過の複合コントロールが既に用い
られている。
ポンプを制御させるためのWS3の方法は、時間のコントロールを伴う方法であ
る。サイクルの動脈相のための時間間隔及びサイクルの静脈相のための時間間隔
を予め知る。この方法は、本来心臓が定常的に血液を送らないで若千のズレがあ
り、血液の補給に例えば軽い閉寒が起きて信頼性に欠けるという欠点がある。そ
のため、膨張室の充填環が少な過ぎたり多過ぎたりする問題を起こす、これは容
量il+’l定によるコントロールを併用することにより直すことはできる。理
論的には、時間によるコントロールにポンプを用いることは可能である。
単−針を用いる2方向式の血液透析の非常に大きな利点は、血液が人工腎臓を通
って2回流れることである。従って、従来の!方向式のシステムに比べて血液の
精製及び濾過は優れている。成る分子を透析する場合、人工腎臓の効率は池の方
向に比して少なくとも約2倍である。
人工腎臓を通る第1回の透析で小さい分子量の物質のみが大部分除去され、第2
回目のバスで、従来の1方向式のシステムに比して、中間の分子量の物質がよく
除去される。
9jS2の利点は構造及びコントロールの簡単さである。
単−針を用いるこの種の血液透析の大きな問題は、患者の循環系にfI′7製さ
れて血が再循環されることである。
再循環は血液ライン及び人工腎臓の長さと容積を小さくすることにより減少する
。それ故、人工腎臓、ポンプ及び血液ラインを小さくすることが必要である。
動脈U飛電は気泡の生成を妨げ、そして人工腎臓に円滑に流れるようにする。拡
散即ち血液透析の前に、膜の交換表面の境界面を改変して1人工腎臓の作用を数
のすることも考えられる。
第1図の組立体において、血液透析装置は、次の安全装置を有している。
1.2つの空気検知器(12) 、第1のものは、煽動ポンプ(3)及び針(2
)の間に設けられ、fi2のものは、動脈膨張室(5)とポンプ(3)の間に設
ける。
2、ポンプ(3)の各回転方向の回転数の監視装置。
3、針(2)とポンプ(3)の間に設けた圧不足及び圧過剰の検知装置。
安全装置には、音波、超音波、光な素子による検知器と同様に容積量の測定装置
もある。
ポンプ(3)としては回転嬬動ポンプ、一方向弁を用いた吸上げ式ポンプで、ピ
ストンの往復運動によって連続した血液流を得るもの;或いは膜又は弾性スーフ
レットポンブを用いることができる。
膨張室は、ポンプ又は血液が流れによって圧がかかる時のために硬いものでなけ
ればならない、何故ならば、血液を貯える容器の弾性のような他のファクターに
影響されることなく、圧を正確に測定しなければならないからである。容積とか
時間間隔を811定したり、流出F(を31す定する場合には、ボールのような
非硬質の構造を使っても良い。
上述の組立体は、血液ラインを分岐させ且つ第2のポンプを加えたY型に改良す
ることができる。
非常に良くない採取した血液を成る条件で良くすることを可能にする。
参照番号(1)で示す透析装置は、それぞれ回転モーター(13)、(14)を
含む2木の体外血液ライン(11)、(12) 1人工腎1141 (4)及び
圧力膨張室(5)を有子る。
患者(P)の循環系の一部からの採血は1例えばDeseret^ngioca
Lh 14GA I/4型の針(2)を用いて行う。
Y型ラインの第1の分岐点(17)は、針(2)の自由端に接続され、針(2)
は、例えばBELLCO760B型の回転式ボン連結される。
回転式ポンプ(13)、(14)は、人工腎臓の入口近くに設けられたY型ライ
ンの第2の分岐点を介して人工腎臓に連結される。
人工腎臓は容積の小さいものが好ましい。
膨張室は、人工腎臓(4)の後に設けられる。
圧力ラインは例えばBL374型又はBLO49型のものである。そ(7)を介
して動脈膨張室(5)に連結されている。
圧力計(1G)は、例えばNUOVE 5ARA型のもので、最大及び最小の所
定値がついたものである。
種々の目的に使用される。
第1段階において、ff1lのポンプ(13)及び針(2)によって、血液は患
者(P)のfJaEjA系の外に採取され、矢印Xの方向に沿って中空繊維型人
工’FJ臓の沢山の細管の中へ導かれる。
膨張室(5)の圧は所定圧に調節される。この圧は、人工腎臓の中の作用圧即ち
限外濾過の圧を決定する。
第2段階は、膨張室(5)の圧が予め定めた所定圧になるまで続けられる。圧の
増加は、血液による膨張室の充填による空気の圧縮の結果である。
圧力計(16)は2つの回転ポンプ(13)、(14)をコントロールし、Va
n Waeleghem及びRingoirの2つの回転ポンプに既に連結され
たシステム中のポンプの作動の変化を監視する。膨張室(5)が適切な高さにま
で充填されて最大圧に達するとすぐに、ポンプを止め、動脈血液ラインと同様に
ブロックする。
第2のポンプ(14)を直ちに動かす、このポンプは第1のポンプ(13)とは
逆の方向に運転する。第2段階では、膨張室(5)の外に血液をポンプで排出さ
せ、人工腎臓(4)。
2つの分岐点(8)、(7)及び針(2)を通って患者(P)の循頌系へ戻す、
第2段階は、膨張室(5)の圧が下がって予め決められた所定の最小性以下にな
るまで続けられる。
全サイクルにおいて、血液は互いに逆の方向に人工腎臓を2回通ることになる。
この第2の実施態様においても、単−針を用いる2方向運転の人工腎臓の非常に
大きな利点は維持される。それは、血液を人工腎臓に2回流すことにある。
それにより、より良く浄化された血液を得ることができ、又装置の効率が高い。
第1の実施態様に比較して第2の実施態様の更なる利点は、血液ライン、ならび
に針(2)と人工腎臓との間にあるモーターの中を血液が互いに逆方向に流れる
のが、第2のポンプを押入し且つ血液ラインを2木の枝(11)、(12)に分
けたことにより、無くなったことである。
ただ、単−針を用いる2方向型血液透析装置の相互に逆の方向へ同じ血液ライン
が流れるという;上記した最大の欠点が除かれたのに伴い、装置の簡単さが若千
損なわれる。
血液ライン(11)、(12)の長さ及び容積及びポンプに相当する再循環は無
視できる。
リンボア(RINGOIR)博士のタイプである圧−圧式の単−針を用いる血液
透析装置に於ける動脈膨張室によりもたらされる諸利益は、この第2の実施態様
においても非常に良く発揮される。
動脈膨張室(5)は、血液の流れの変える間に血液を貯めるようになっている容
罰である。
これは、2つのポンプ(13)、(14)の交代運転をコントロールする調節器
として作用する。
この室は、血液ラインの中にではなく、人工腎臓の上部に設けられる0人工Wl
liと室(5)との結合は、できるだけ短い管を用いて行う。
透析装置の交代運転は簡単なプログラムでうまく行うことができ、近親者が容易
に行うことができる。
この装置は特に子供に好都合であるが、もちろん針は導管を通すときに不十分な
血液量の困難さを知っている大人にも好都合である。
流出装置としては、2方向回転ポンプ又は米国特許第4.643,714号に記
載のようなKOPPによるバルブシステムを用いることができる。
透析効果を上げるために、透析条件を次のように改変する折のための人工’Ff
Rの室の寸法を小さくするか、透析の流量を750〜1.OOOmQ/分に上げ
る。
(2)人工腎臓中の血液流を変える時に、同時に変換装置を開いて潅流液の流れ
も変える。
本発明の有利な装置は、潅流液の流入導管及び流出導管を含む、それらの管は互
いに平行に配設され、又単−の汲出し弁が右側の一対の導管及び左側の導管をふ
さぐように分割されている。血液の流出を調節するために弁を用い、潅流液の流
れが常に平行に且つ逆方向になるように監視する。又、人工腎臓が小さい分子量
の物質又は大きい分子量の物質を選択的に除去するように機能するために流出の
特別のやリカを選ぶことができる。
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の基本思想からはずれ
ることなく種々の改変が行われ得る。
本発明の方法及び血液透析装置は、容易に血液濾過に用いられるものである。
補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法184条の吋101 臼1111
測定及びポンプのコントロールのための装置、を含む。
血液透析は、慢性及び急性の腎臓疾患の治療に多く用いられる。その治療は、体
外の循環路中において人工腎臓を用いて血液から毒性物質を除去することにあり
、それは半透膜を通って毒性物質が拡散していく原理に基づいている。
患者は、−週に2〜3回、一般に平均2〜3日の間隔で半自動的人工腎臓に連結
されなければならない、患者は又、針又はカテーテル及び合成樹脂製の導管によ
り数時間もの間、人工腎臓に連結される。
従来の透析においては、血液は、人工腎臓を貫通する所定方向、即ち動脈の側か
ら静脈の側へ流れる。血液は、患者の動脈側で循環系からカテーテル又は針によ
って透析のために取られ、ポンプによって所定方向へ加圧され人工腎臓内へ入り
、次いで膨張型へ入り、その中で圧力を記録し且つ気泡を集めて、患者のtl!
I系へ次のようにして戻される。即ち、針2木を用いるやり形では、liv製さ
れた血液は静脈側に連結されている第2のカテーテル又は釦によりすぐに送り戻
される。
一方、もし1本しか針を刺さないやり方の場合には、精製された血液は、第2の
ポンプ又はバルブ系によって、Y型の分岐を有する最初の針へ返される。
この−木の針を用いるシステムは、コツプ等(にopp et、 al)体から
取られ、血液の所定員を貯めるようになっている静脈の膨張室へ導かれる。動脈
相は、静脈室の内部圧が所定圧に達するまで続く、動脈ポンプは止められ、かく
して動脈ラインをブロックする。静脈ポンプは直ぐに作動し、そして患者のwi
環システムの中に同じ針で血液を戻し、これは所定の最小正に達するまで続く、
圧の調整は樽ようとする限外濾過の程度に依存する。池の1つのやり方として、
所定の圧を動脈室中の圧と比較するやり方があり、これは米国特許第4.643
,714号に記載されている。
上記のシステムについて、オムブルーク・アール(110闘ROUCKX I?
、)博士は、動脈ポンプと透析器の間に動脈膨張室を押入することにより改良し
た。
FR−八−2258102には、単−針を有する透析措置の体外血液路において
血液ポンプの上流で枝分かれするようになっている血液量めの容器が記載されて
いる。
容器は、基本構造の仕切り、血液の入口及び出口に枝分かれしている。下の容器
の中でガスは血液から分かれ、導管によって容器へ導かれる。患者の血管の弱る
のを防ぐために、ガスはポンプの上流で十分の圧を受ける。
ゆるく調節された、即ち圧力下でも不変の一定の血液量を含有するような中空繊
維からなる人コニ腎臓が使われて以来、動脈膨張室及び血液1に゛めの容器は次
のような重要な諸利益を与えてきた。
1、単一の針しか必要でないので、透析装置の患者への取付けが容易である;
2、血液の流出を継続的にし、効果としてより良い透析を可能にする。
3、静脈相では、圧力下の動脈膨張室の働きによって血液は人工腎臓を通って取
込まれるのではなくて人工腎臓を通って押出される:
4、血液の排出導管が下方にあるので気泡が除去される。
5、再[による損失がいつも10%位になる一方、再循環を減らすことができる
;
6、ポンプの運転及び停止の回数の減少によって排出量を調整でき、従ってポン
プの停止と次の運転との間のパ無駄な時間”を減少できる;
来高い圧を示すものと同じようにすべての導管を用いることができる。
膨張室は、例えばFR−A−2258102に記載されているように、血液を循
環させるための小さな容&’?(rlacon)である、ポンプが弱るのを防ぐ
観点から、この小さな容器は単−針を有する透析装置の回路の中で分枝している
。
閉じた蛇状の形をしている回路と連絡するために、上記の小さな容器の底に血液
の人[1とj1冒1が設けられている。
圧−圧による単−針を用いる血液透析の最も大きな欠点は装置の複雑さにあり、
そのため家庭での透析が困難であるということである。
2つのポンプは、所定の圧を作るために、複雑且つ敏感なコントロールシステム
を必要とする。所定の運転プログラムの変化及び高い精密度故に、患者の近親者
が家庭で運転することが困難である。又、従来の装置は又、何度も自分で操作す
ることが必要な設計になっている。
本発明の目的は、非常に簡単に操作できる装置が実現されるものである。
EP−A−0132210に記載されているように、ドナーから血液採取用の従
来の針で血液を採取して血漿分離するのに、半透膜を有する血漿分離装置での濾
過によって行なっている。その後、ポンプを使って膜に十分な圧を保証し、膜を
通らせこの血漿濾過による分離を行なう。
血漿分離によって処理された血液は、膨張可能な袋を備えた軟質容器に貯えられ
る。いわゆる排出相を通って、血液はドナーに戻される。その時、膜を有する装
置を逆に再度流れる。血液の入口の圧は、軟質容器に膨張可能な袋が作用して保
証される。
上記の公報に記載されているように、この装置は血漿分離のために容易に使用で
きる。他の用途としては、例えば、血液濾過であり、これは半透膜で濾過し、そ
して詰め代えのための単一の導管によって外部に連結されている口腔部の中に採
取された液体に代替用液を再注入するものである。液/液の交換及び透析につい
ての示唆は全くない。
本発明における基本的な特徴によれば、一方、患者の体から所定量の血液を取出
し、これを人工腎臓で処理した後、膨張室へ移動させ、他方、精製された血液を
同じ血液ラインを通して逆の方向へ流出させて患者の体内に返すことが可逆ポン
プにより行なわれる。その際、ポンプの回転方向は測定尺た仕方に自動的にコン
トロールされるようになっている。上記の測定及び調節の装置は、例えば、圧、
流量、時間又は容IRのIll’l定によって作動する。上記の調節及び211
1定用装置は、例えば、圧、流量、IINm及び容積の11111定装置である
。
人工腎臓は、一方では、ポンプ及び単−針又はカテーテルを介して、患者の循環
系に連結されており、他方では、膨張室に連結されている。膨張室は、閉きされ
た容器がらなり′、それには血液を導入し又排出するための導′ダ、上部には圧
ラインとして働く空気のための導管、及び数ミリメートル下には、人工腎臓を洗
正し、薬剤を注入し、又は加圧空気によって血液の高さを調節するため注入管を
備えている。
膨張室内及び調m室の圧の変動は圧力+11’l定装置によって検知される。
単一のポンプを用い、又、弁ならびに測定及び調節のための余分の装置を使わな
いので、透析装置の部品の数および装置の費用を著しく少なくすることができる
。
透析装置の組立、解体、l1T)除及び保守が非常に容易である。
往復運動の簡単さは装置を使いやすくする。
血液ライン、ポンプ、人工腎臓及びvj張飛電内部容積が非常に小さくなってい
るので、本発明の透析装置の組立は非常に確実となる。
非常に重大な間違いが起きた場合には、ポンプを止めて血液の取出しを直ぐに止
める。
同じように、更に悪い状況になったときには、人工腎臓及て次いで所定量の血液
を貯めるための膨張室へと押し導かれる。この第1の段階は、膨張室の圧が所定
圧になる進行われる。
第2の段階において、第2のポンプが働き、膨張室の血液をまず人工¥を臓へ、
次いで同じ針へ、更に患者のtIaIJt系へ送る。
本邦1ツ1及び3つの実施例の特徴及び詳細は、図面を参照して次に説り1する
。
添付の図面において:
第1171は本発明の透析装置の一実施例の概略図を示し、矢印は動脈用での動
脈血液の方向を示ず:
第2図は静脈相での、第1図の装置の機能を示す;第3図は膨張室の垂直画図及
びそれに含まれる排出口を示す;及び第4図及び第5図は本発明の透析1n置の
別の実施例の概略図を示す。
図中、同一番号は同−又は類1すの部分を示ず。
11図において参11((番号(1)で総合的に示した透析装置の横ノ戊部材は
:
例えばDeserel八ngioeへLI+ 14 GA I/41の企t(2
);174型の血液ライン;ポンプ(3)及び回転方向を逆転する装置(3′)
で、ポンプは例えばI31.7GON型又は[1L705型を可逆型に改造した
もの、又はW^1’SON MARl、OWの502型を改造したちの;動脈膨
張室(5)であって血液を貯えるための圧力容量として作用するもの;
たとえばIIL374 +BLO40型の圧力ラインと、空気室ならびに調節室
;及び
ポンプの回転ノy向及びポンプの機能をコントロールするための圧力計(8)で
、例えば所定の最大及び最小値のついたN0VOSARA型のもの;である。
動脈膨張室(Δ1三G) (5)は、シリンダー状室よりなり、その室のコーン
形底部には人工腎臓(4)につながっている導管に連結されている。上rfll
では2つの空気路(9)及び(10)につながっていて、その1つは分岐してお
り、(10)はその少し下に設けられている。上のラインは圧力ラインであり、
下のラインは人工テLRの洗flJ、g品の注入及び空気を注入することによる
血液の高さの調節に役立つ注入ライン(10)である。
好ましい態様にあっては、動脈膨張室は直径が35mで高さは20CIIであり
、一般に硬質塩ビ(+’vc)又は透+91で変形しないで且つ生体適合性のあ
る池の材料で作られている。
血液は約1万本のJlll 1を流れる。再生液はプラスチック製ケースの中を
逆方向に流れ、細管を洗い、その際、隔壁が半透寂として働く。
この様式は、血液量を最小にし、圧ノ月ハ朱を少なくし、且つ効率を最大にする
のに都合が良い。
次に血液は人工腎臓(4)を出て、動脈膨張室(5)の下部に入る。
動脈相では進み、血液は膨張室(5)に蓄積され、その量は、動脈血液ライン(
3)での人工腎臓(4)の4〜5倍の量になるようにする。
血液を蓄積するために必要であるところの、圧によって変化する体積容量は、圧
力ライン(6)に設けた調節室(7)と名付けた約650〜2.000m Qの
空気容器から膨張室の上部に空気を圧入することによって得られる。
ポンプの2方向へのコントロールを圧力メカニズムで行なう時、人工腎臓の上の
圧力室の圧は所定の最大及び最低の値にされ、それによってポンプはその回転方
向を変えて、又サイクルを止めたり、始めたりする。
最大圧の所定値には直ぐになり、動脈圧力室(5)は数センチメートルは別とし
て完全に一杯になり、そして血液ポンプは逆転する。その時、室(5)は、血液
が底を通って空になりだす、完全に空になるまで最小圧の所定値にまでにすると
、ポンプ(3)は逆転してサイクルを再びはじめる。
動脈室(5)はこうして、コーン形の底に設けた1つのオリフィスにより一杯に
なったり空になったりする。
予め選んだ最大圧に達すると、血液は膨張室(5)を出て人工腎臓(4)へ向い
、人工腎臓(4)を再び通って流れ、ロールを併用することにより直すことはで
きる。理論的には、時U旧こよるコントロールにポンプーを用いることは可能で
ある。
単−針を用いる2方向式の血液透析の非常に大きな利点は、血液が人工τ(臓を
通って2回流れることである。従って、従来の1方向式のシステムに比べて血液
の精製及び濾過は優れている。成る分子を透析する場合、人工腎臓の効率は池の
方向に比して少なくとも約2倍である。
人工腎臓を通る第1回の透析で小さい分子量の物質のみが大部分除去され、第2
回目のバスで、従来の1方向式のシステムに比して、中間の分子量の物質がよく
除去される。
第2の利点はt771造及びコントロールの簡単さである。
単−針を用いるこの種の血液透析の大きな問題は、患者の循環系に精製されて血
が再循環されることである。
ることにより減少する。それ故、人工1yfri4、ポンプ及び血液ラインを小
さくすることが必要である。
動脈膨張室は気泡の生成を妨げ、そして人工腎臓に回漕に流れるようにする。拡
散即ち血液透析の0;fに、膜の交換表面の境界面を改変して、人工腎臓の作用
を改鋳することも考えられる6
第1図の組立体において、血液透析装置は、次の安全装置を有している。
1.2つの空気検知器(12) 、第1のものは、情動ポンプ(3)及び針(2
)の間に設けられ、第2のものは、動脈膨張室(5)とポンプ(3)の間に設け
る。
2、ポンプ(3)の各回転ノj向の回転数の監視装置。
3、針(2)とポンプ(3)の間に設けた圧不足及び圧過剰の検知装置。
安全装置には、音波、超音波、光電素子による検知器と同様に容積量のill’
l定装置もある。
ポンプ(3)としては回転蝙動ポンプ、一方向ブ「を用いた吸上げ式ポンプで、
ピストンの往復運動によって連続した血液流を得るもの;或いは膜又は弾性スー
フレットポンブを用いることができる。
膨張室は、ポンプ又は血液が流れによって圧がかかる時のために硬いものでなけ
ればならない、何故ならば、血液を貯える容PJの弾性のような池のファクター
に影響されることなく、圧を正確に測定しなければならないからである。容積と
か時間間隔を測定したり、流出mを測定する場合には、ボールのような非硬質の
(1°IT′Jaを使っても良い。
上述のMl立体は、血液ラインを分岐させ且つ第2のポンプを加えたY型に改良
することができる。
非常に良くない採取した血液を成る条件で良くすることを可能にする。
参照番号(1)で示す透析装置は、それぞれ回転モーター(13)、(14)を
含む2木の体外血液ライン(11)、(12) 、人工腎臓(4)及び圧ツノP
tE飛電(5)を有する。
患者(P)の(Iitbf系の一部からの採血は、例えばDesereLAng
iocaLb 14GA l/4型の針(2)を用いて行う。
Y型ラインのff′Ilの分岐点(17)は、針(2)の自由端に接続され、針
(2)は、例えば口ELLCO760El型の回転式ボン連結される。
回転式ポンプ(13)、(14)は、人工腎臓の入口近くに設けられたY型ライ
ンの第2の分岐点を介して人工腎臓に連結される。
人工+iv臓は容積の小さいものが好ましい。
ra張飛電、人工腎臓(4)の後に設けられる。
圧力ラインは例えば1IL374型又は[lL、049型のものである。それは
、2つの回転ポンプのための圧力計(16)及び調節室(7)を介して動脈膨張
室(5)に連結されている。
圧力計(1G)は、例えばNUOVIE 5ARA型のもので、最大及び最小の
所定値がついたものである。
圧ツノラインは上にあり、一方注入ラインは少し下にあって種々の目的に1史月
1される。
第1段階において、ilのポンプ(13)及び針(2)によって、血液は患者(
P)のtJaEM系の外に採取され、矢印Xの方向に沿って中空繊維型人工腎1
@の沢山のIII fの中へ導かれる。
膨張室(5)の圧は所定圧に調節される。この圧は、人工腎臓の中の作用圧即ち
限外il!過の圧を決定する。
第2段階は、膨lll1t室(5)の圧が予め定めた所定圧になるまで続けられ
る。圧の増加は、血液による膨張室の充填による空気の圧縮の結果である。
圧力!!1(16)は2つの回転ポンプ(13)、(14)をコントロールし、
Van Waelegl+em及び旧ngoirの2つの回転ポンプに既に連結
されたシステム中のポンプの作動の変化を監視する。膨張室(5)が適切な高さ
にまで充填されて最大圧に達するとすぐに、ポンプを止め、動脈血液ラインと同
様にブロックする。
第2のポンプ(14)を直ちに動かず、このポンプは第1のポンプ(13)とは
逆の方向に運転する。第2段階では、膨張室(5)の外に血液をポンプでυト出
させ、人工腎11i1(4)、2つの分岐点(8)、(7)及び針(2)を通っ
て患者(P)の循環系へ戻す、第2段階は、膨張室(5)の圧が下がって予め決
められた所定の最小性以下になるまで続けられる。
全サイクルにおいて、血液は互いに逆の方向に人工腎臓を2回通ることになる。
この第2の実施態様においても、単−針を用いる2方向運転の人工腎臓の非常に
大きな利点は維持される。それは、血液を人工T子臓に2回流すことにある。
それにより、より良く浄化された血液を得ることができ、請求の範囲
1、患者(P)の体から連管、静脈又は勤扉から一定量の血液をポンプ(3,1
3,14)を用いて単−針で採り、人工腎臓(4)で精製した後、同じ単−針(
2)により、患者(P)の針を刺した同じ場所に戻す単−針(2)を有する血液
透析装置であって:
針又はカテーテル(2);
針(2)とポンプ(3,13,14)との間の導管;人工腎臓(4);
膨張室(5)、それは閉ざされた容器からな番ハそれには血液を導入し又排出す
るための導管を有し、上部には圧ラインとして働く空気の導管(9)を有し、及
び数ミリメートル下には、人工腎臓(4)を洗滌し、薬剤を注入し、又は加圧空
気によって血液の高さを調節するため注入管(10)が備えられているもの;及
びポンプ(3)の測定及びコントロール装置(6);より構成されており;
ポンプ(3,13,14)は可逆運転可能であり針(2)、ポンプ(3,13,
14)及び膨張室(5)が同一の血液ラインに位置しており;
膨張室(5)がポンプ(3,13,14)より遠く離れており、更に遠く針(2
)より離れており;且つ注入管(10)が、空気の導管(9)より約数ミリメー
トル下の位置で膨張室(5)に連結されている;ことを特徴とする装置。
2、vJ張飛電5)が血液を導入又は排出するための単一のオリフィス又は導管
を有していることを特徴とする請求項lの装置。
3、針を刺すところ、ポンプ(3)、人工腎臓(4)の順序で連結されており、
人工腎臓は膨張室(5)に連結され、膨張室(5)は圧ライン(9)によって調
節室(7)に連結され、血液ライン(6)はそれらより離れていることを特徴と
する請求項lの装置。
4、人工腎R(4)が、一方では、ポンプ(3)及び単−針又はカテーテル(2
)を介して、患者(P)の循環系に連結されており、他方では、膨張室に連結さ
れていて、膨張室(5)は閉ざされた容器からなり、それには血液を導入し又排
出するための導管、上部には圧ラインとして働く空気のための導管(9)、及び
数ミリメートル下には、人工腎臓を洗滌し、薬剤を注入し、又は加圧空気によっ
て血液の高さを調節するため注入管(1o)を備えていることを特徴とする請求
5、膨張室(5)及び調節室(7)が圧測定装置(16)を備えていることを特
徴とする前記請求項のいずれかの装置。
6、患者(P)の体の連管、静調又は動脈から一定量の血液をポンプ(3)で採
り、人工腎臓(4)で精製した後、同じ単−針(2)により、患者(P)の針を
刺した同じ場所に戻す単−針(2)を用いる透析方法であって、一方では患者の
体から所定量の血液を取出し、これを人工腎臓で処理した後、膨張室へ移動させ
、他方では同じ血液ライン(6)を逆の方向(Y)へ可逆ポンプにより精製され
た血液を患者の体内に国際調査報告
1内1・「Cし献+ms+喝^帥””””I)CT/BE87100013国際
調査報告
BE 8700013
Claims (11)
- 1.患者(P)の体から瘻管、静脈又は動脈から一定量の血液をポンプ(3)で 採り、人工腎臓(4)で精製した後、同じ単一針(2)により、患者(P)の針 を刺した同じ場所に戻す単一針(2)を有する血液透析装置であって;それは同 一の血液ラインより構成され;針又はカテーテル(2); 針(2)とポンプ(3、13、14)との間の導管;逆転可能なポンプ(3、1 3、14);小型人工腎臓(4)、例えばゆるく調節された中空繊維よりなる人 工腎臓; 膨張室(5)、それは閉ざされた容器からなり、それには血液を導入し又排出す るための導管を有し、上部には圧ラインとして働く空気の導管(9)を有し、及 び数ミリメートル下には、人工腎臓(4)を洗滌し、薬剤を注入し、又は加圧空 気によって血液の高さを調節するため注入管(10)が備えられているもの;及 びポンプ(3)の測定及びコントロール装置(6);より構成されていることを 特徴とする装置。
- 2.針を刺すところ、ポンプ(3)、人工腎臓(4)の順序で連結されており、 人工腎臓は膨張室(5)に連結され、膨張室(5)は圧ライン(9)によって調 節室(7)に連結され、血液ライン(6)はそれらより離れていることを特徴と する請求項1の装置。
- 3.膨張室(5)が血液を導入又は排出するための単一のオリフィス又は導管を 有していることを特徴とする請求項1の装置。
- 4.人工腎臓(4)が、一方では、ポンプ(3)及び単一針又はカテーテル(2 )を介して、患者(P)の循環系に連結されており、他方では、膨張室に連結さ れていて、膨張室(5)は閉ざされた容器からなり、それには血液を導入し又排 出するための導管、上部には圧ラインとして働く空気のための導管(9)、及び 数ミリメートル下には、人工腎臓を洗滌し、薬剤を注入し、又は加圧空気によっ て血液の高さを調節するため注入管(10)を備えていることを特徴とする前記 請求項のいずれかの装置。
- 5.膨張室(5)及び調節室(7)が圧測定装置(16)を備えていることを特 徴とする前記請求項のいずれかの装置。
- 6.患者(P)の体の瘻管、静脈又は動脈から一定量の血液をポンプ(3)で採 り、人工腎臓(4)で精製した後、同じ単一針(2)により、患者(P)の針を 刺した同じ場所に戻す単一針(2)を用いる透析方法であって、一方では患者の 体から所定量の血液を取出し、これを人工腎臓で処理した後、膨張室へ移動させ 、他方では同じ血液ライン(6)を逆の方向(Y)へ可逆ポンプにより精製され た血液を患者の体内に返し、その際、ポンプの回転方向は測定及び調節の装置を 用いてプログラムされた仕方に自動的にコントロールされるようになっているこ とを特徴とする方法。
- 7.血液の一定量の流入及びその血液を人工腎臓を通って膨張室へ移動させるこ とが第1のポンプにより方向(X)へ行われ、その一方、精製した血液を患者の 体へ戻すのは、第2のポンプ(4)によって反対方向(Y)へ同じ血液ライン( 6)及び同じ針(2)に沿って行われ、2つのポンプは、測定及び調節のための 装置によって交代に自動的に休むように調節される請求項6の方法。
- 8.血液の浄化が人工腎臓(4)を2回通ることによって行われ、第1段階では 血液は方向(X)に流れ、第2段階では血液は方向(X)とは逆方向(Y)に流 れることを特徴とする請求項6又は7の方法。
- 9.上記の血液ラインの端部が接続している膨張室(5)への血液の導入、及び 膨張室(5)から人工腎臓への排出は、膨張室(5)の底にあるオリフィスによ り行われることを特徴とする請求項6又は8の方法。
- 10.ポンプ(13、14)を交互に停止することを特徴とする請求項6又は9 の方法。
- 11.2つのポンプ(13、14)が測定及び調節の装置によって、自動的に且 つプログラムに従ってコントロールされることを特徴とする請求項10の方法。
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