JPH028743B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、限外濾過に依り透析中の血液から計
画的な除水を行う除水量指定制御装置に関するも
のである。

(ロ) 従来の技術 血液透析中の除水量の管理は極めて重要であ
り、積算除水量の高精度化が要望され、従来より
透析器を介して血液側の圧力と透析液側の圧力を
調節して行う種々の方法が採られている。

然るに、血液透析に於ける除水量は透析液の流
量に比較して極めて少量である為、高精度の除水
管理を行うためには、限外濾過率を正確に知るこ
とが必要であるが、該限外濾過率は透析器の膜面
積、膜圧及び膜の材質等の相違、透析器各々の特
性の相違、透析液の組成の相違、各人の血液組成
の相違及び該血液組成の経時的変動、温度条件に
依る透析器効率の影響及び血液の流量等多数の変
数要素を含む為、指定除水量を高精度に管理除水
することは困難であり、熟練した経験的補正に依
るものであつた。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 上述のように血液透析における透析器の限外濾
過率は多大な変数要素を含む為、除水量を自動的
に制御する方法について、これを高精度に管理す
ることが極めて困難であつた。

殊に近年、透析器の除水効率が改良高率化さ
れ、低圧力下に於いても除水量が大きく、低限外
濾過圧点での計測誤差が除水量に多大な影響を及
ぼす問題を有するものであつた。

更に、上記計測誤差については、限外濾過率を
計測するために透析液側回路に設けている各種濾
過率計測器に問題を有する。

即ち、血液透析回路の透析回路の殊に透析器下
流では血液中から透析した各種代謝物質を含んで
いる為、計量器の内壁に該代謝物質が付着して計
測容量が変動したり、細管部に於いて目詰りを生
ずる等の問題を生ずる為、正確な限外濾過量を計
測することが困難であつた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、
人的修正を行うことなく、血液透析中の指定除水
量を高精度に管理することができる除水量指定制
御装置を提供せんとするものであり、本発明装置
に依れば経時的限外濾過率の変化に追随して除水
量を積算し、指定除水量を正確に自動管理するこ
とを可能ならしめるものであり、殊に低限外濾過
圧下に於いても高精度な除水管理を行うことがで
きるものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明の除水量指定制御装置は、透析膜
によつて隔絶した一方の室を血液側回路、他方の
室を透析液側回路に接続してなる透析器と、上記
透析液側回路の透析器の上流側と下流側回路に各
設けた第一および第二の閉止弁と、該両閉止弁の
上流側と下流側を連通する第三の閉止弁を持つた
バイパス路と、透析液側回路の透析器の上流と下
流側の液圧を検知する各液圧センサと、上記透析
液側回路の透析器の下流側に設けた限外濾過量計
測手段と、前記血液側回路の透析器の上流側回路
に設けた血液ポンプと、該血液側回路の透析器の
上流側の液圧を検知する液圧センサから構成さ
れ、前記各液圧センサからの入力信号によつて中
央制御装置により前記各閉止弁を開閉制御して除
水速度計測と除水を交互に繰り返し前記限外濾過
量計測手段を駆動制御する透析回路において、前
記限外濾過量計測手段がシリンダーの一側にダイ
ヤフラム等の可撓性隔室材を介して隔絶した血液
側回路と連通する容量計量室を構成し、該容量計
量室の可撓部と上記シリンダの他側から気密的且
つ出退自在に挿入したピストンを非蒸散流体を介
して気密的に連結してなり、上記ピストンの出退
量の変量により容量計量室の相対変量を検出する
構造になることを要旨とするものである。

(ホ) 作用 即ち、上記構成では透析器の低限外濾過圧にお
ける実濾過量を測定し、該実濾過量を基点として
該基点を通る仮想限外濾過特性直線を算出し、該
仮想限外濾過特性直線によつて所望濾過速度に対
応する透析器に加える限外濾過圧を決定して初期
透析を開始すると共に、透析中透析器の上流側と
下流側透析液回路を閉止して閉鎖回路をつくり、
該透析液回路の平均透析液圧を、該透析器の下流
に設けた限外濾過量計測用ポンプを制御駆動して
計測直前の平均透析液圧に維持せしめつつ、該限
外濾過量計測用ポンプに依り限外濾過量を計量
し、該限外濾過量から前記基点を通る修正した限
外濾過特性直線を再び算出して該修正した限外濾
過特性直線から所望濾過速度に対応する限外濾過
圧を決定して得られる該経時的限外濾過圧と計測
された限外濾過量より算出される限外濾過率及び
経過時間の積算に依り、計測区間の除水量を得る
と共に、該計測区間の時間経過後再び前記限外濾
過特性直線を、前記手段と同手段により再修正し
て順次の計測区間の除水量を得て、該各計測区間
の除水量の和に依り、所定の除水総量を得るもの
であり、前記計測中、適時低限外濾過圧における
透析器の実濾過量を測定して基点を修正すると共
に、以後の透析に於ける限外濾過圧を決定する限
外濾過特性直線の基点とすることに依り、計量誤
差を少なくすることができるものである。

また、前記限外濾過特性直線の修正の算出にお
いて計測限外濾過圧が基点となる圧に近い場合、
該限外濾過圧を例えば±30mmＨｇ程度越える濾過
圧における実濾過量を上記直線の修正点とするこ
とに依り、計測点の近接に伴う限外濾過特性直線
の傾き誤差を小さくするものである。

本発明装置の構成では、一般に透析器におい
て、限外濾過圧と濾過量の間には、略直線的な関
係があるが、限外濾過圧が零の場合でも透析器か
ら少量の濾過量が計測されるものであり、低限外
濾過圧における濾過量計測値から算出された仮想
限外濾過特性直線に依り、パラメータを考慮する
と共に、該透析器の入口圧と出口圧とから成る平
均透析液圧を算出するものである為、透析器内の
透析液圧分布に係りなく各々の透析器の平均透析
液圧を得ることができる。

更に、本発明では計測に入る直前の（通常透析
状態の）透析器の平均透析液圧値を記憶し、バイ
パス流路に切り換えた後、該圧力値を維持するよ
うに限外濾過量計測用ポンプを動作せしめ、所定
時間に於ける濾過量を計測し、修正限外濾過圧を
算出することに依り、計測時の限外濾過圧が継続
された透析中の限外濾過圧と近似しており、通常
の透析時の透析器膜圧条件等と全く同様の状態に
於ける限外濾過率を得ることができるものであ
り、該限外濾過率の計測と限外濾過圧及び透析時
間の積算に依り、総除水量を高精度に算出するこ
とが可能である。

(ヘ) 実施例 第１図乃至第３図は本発明の一実施例である陽
圧式血液透析回路を示すものである。

符号１は透析膜１ａを介して血液側回路と透析
液側回路３を分離形成した透析器であり、血液側
回路２には動脈側流路４の上流側に血液ポンプ
５、下流側に気泡分離トラツプ６が配設され、該
気泡分離トラツプ６に対して動脈側血液液圧セン
サP₃を設けると共に、濾過圧調整用絞り弁８を
静脈側流路７に設けてなる。

また、上記透析液側回路３には入路９と出路１
０の各端部にそれぞれ閉止弁V₁，V₂を設けると
共に、該閉止弁V₁，V₂の外側を今１個の閉止弁
V₃を有するバイパス流路１１に依つて連通し、
バイパス流路１１の閉止弁V₃を他の閉止弁V₁，
V₂と逆に作動せしめ流路切換を行うようにする
と共に、該透析器１の出路１０側と入路９側にそ
れぞれ液圧センサP₁，P₂を設け、更に液圧セン
サP₁の下流に限外濾過量計測用シリンダ１２を
介装して成る。

該限外濾過量計測用シリンダ１２は第２図に示
す如く、シリンダ本体１３を可撓性ダイヤフラム
１４を介して上部室１３ａと下部室１３ｂに隔絶
し、該上部室１３ａに前記透析液出路１０の上流
側と下流側を連通する２個のポート１５ａ，１５
ｂを開口して容量検出室を構成すると共に、下部
室１３ｂには下端からピストン１６を気密的且つ
摺動自在に内挿し、該下部室１３ｂを非蒸散性液
体１７に依り充填して成る。

また、上記ピストン１６は例えば中央制御装置
２０の回転数制御機構２０ａに依つて制御される
パルスモータ１８を介して螺合機構等の駆動方向
変換伝達機構１９を変位してなる定量性アクチユ
エータ機構に依り、シリンダ本体１３に対して挿
抜駆動調節せしめられる。

符号２１は出路１０端に設けた静脈圧連動素子
であり、第３図に示す如く上下ハウジング２２，
２３に依り形成した内腔をフレキシブルダイヤフ
ラム２４で区画し、加圧室２５と流通室２６を形
成すると共に、加圧室２５に前記血液側回路２の
透析器１下流に設けた濾過圧調整用絞り弁８下流
と気泡分離トラツプ６′を介して連通する加圧ポ
ート２７を開口してなる。

また、符号２８は流通室２６において上記フレ
キシブルダイヤフラム２４と対向した弁座２９を
内端に形成して開口した排出ポートであり、該流
通室２６の側方には入力ポート３０を開口し、該
入力ポート３０と排出ポート２８を前記バイパス
流路１１と液圧センサP₁間に連通して成る。

前記構成に於いて透析液側回路３はバイパス流
路１１の閉止弁V₃を閉じ、且つ他の閉式弁V₁，
V₂を開いた状態で通常透析を行い、逆に閉止弁
V₁，V₂を閉止し、V₃を閉止した状態で限外濾過
量を検出するものである。

即ち、限定濾過量の計測に際して閉止弁V₁，
V₂を閉止すると共に、V₃を開くと透析液はバイ
パス流路１１を経て流動し、透析器１の透析液側
３は両端を閉塞した糸を構成する。

然るに、上記閉塞した糸には透析器１の透析膜
１ａを介して血液側回路２からの濾過液が浸入し
増量しており、本発明の方法では該増量流体を限
外濾過量計測用シリンダ１２に依り所定時間の増
量分をシリンダ１３に可撓性ダイヤフラム１４を
介して設けた非蒸散性液体１７及びピストン１６
の運動をバルスモータ１８の回転数として検出
し、しかも、該計測時の液圧センサP₁，P₂が計
測直前の通常透析時の値と一致する如く、中央制
御装置２０を介してパルスモータ１８を駆動制御
する。

この計測方向に依り、通常透析状態の透析器１
の平均透析液圧値を変えることなく、単位時間に
限外濾過量を計測し、この限外濾過量から計測時
の限外濾過率を得ることができる。

また、上記静脈圧連動素子２１は被血液透析者
の静脈圧に拘らず、透析器１の背圧を静脈圧と連
動して同等圧に保持し、除水圧を零にすることが
でき、低限外濾過圧を実現することが可能となる
為、低濾過速度が要望される場合において透析系
を制御するものである。

次に、前記構成の血液透析回路に依る除水量指
定制御の方法を詳述する。

(a) 先ず、使用する透析器１の特性を調査する
為、第４図に示す如く、低限外濾過圧P_L（例え
ば30mmＨｇ）に於ける実濾過量（ml）を測定
し、限外濾過速度UF_Lを算出し、座標P_L，UF_L
を基点とする。

(b) 上記基点礎P_L，UF_Lより仮想限外特性直線
Y′を推定（市販の各種透析器の表示特性及び
実積値から求められる）すると共に、透析器１
の出口圧P₁及び入口圧P₂から透析器特性のパ
ラメータを考慮して平均透析液圧を算出する。

(c) 次に、上記仮想限外特性直線Y′より所望限
外濾過速度UF_Rに対応する限外濾過圧P_Rを決定
し、 (d) 該限外濾過圧P_Rにより再び濾過量を測定し、
限外濾過速度UF_Pを算出する。

(e) 次に、P_L，UF_L，P_R，UF_Rの二点を通る直線
を実限外濾過特性直線Ｙとして、所望限外濾過
速度に対応する濾過圧Ｐを決定し、該濾過圧に
て実透析を開始する。

一定時間経過後、再び限外濾過率を計測し、該
実測濾過率の変動に依り前記実限外濾過特製直線
ＹをY″に変更し、限外濾過圧ＰをP″に修正した
後再度実透析に移る。

また、透析器１の限外濾過率は第５図に示す如
く時間の経過に依り他の条件が同一であつても変
化することが知られている。

然るにバイパス回路を構成し、経時的に限外濾
過率を計測する透析装置においては、連続的に限
外濾過率を計測することができないものであり、
本発明では計測時点の限外濾過率と経過時間を積
算して除水量の総量を求めており、該総量の演算
としては、例えば計測時点T₁，T₂間を二分する
と共に、前半部を前回T₁計測時の限外濾過率
UF₁に依り積算し、後半部を今回T₂計測時の限
外濾過率UF₂に依り積算して順次加算することに
依り、真値に近似した高精度の総除水量を計算す
ることができる。

また、前述の透析中に於いて経時的に基点P_L，
UF_Lを実測し直すことに依り、低限外濾過圧下で
の透析精度を上げることができると共に、該基点
P_L，UF_Lの算出において除水指定限外濾過圧が基
点に近い場合は該計測限外濾過圧を例えば約30mm
Ｈｇ高圧又は低下位置にずらし、実限外濾過特性
直線Ｙが通る二点の座標P_L，UF_L，P_R，UF_Rが近
接しないようにすることが好ましい。

以上の如く、本発明の構成に依れば経時的に限
外濾過率の計測を繰り返して実透析を行う構造に
なる為、所定の除水量を確実に得ることができる
ものである。

(ト) 発明の効果 以上述べた如く、本発明の除水量指定制御装置
に依れば、透析器の種類に係る膜面積、膜厚又は
膜の材質等の差、各個透析器の特性の相違、透析
液の濃度及び組成の相異、各人の血液組成の相異
及び該血液組成の経時的変動、温度条件に依る透
析効率の影響及び血液の流量等、多数の変数要素
に影響されることなく極めて高精度に管理するこ
とができるばかりでなく、除水検定動作時間を短
時間に行うことができ透析時間に及ぼす影響を少
なくするものであり、本発明実施後の実用的効果
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る除水量指定制御装置の一実
施例を示すもので、第１図は透析回路図、第２図
は限外濾過量計測用シリンダの略正断面図、第３
図は静脈圧連動素子の正断面図、第４図及び第５
図は本発明装置による計測演算方法を説明するグ
ラフである。 １〜透析器、２〜血液側回路、３〜透析液側回
路、５〜血液ポンプ、６〜気泡分離トラツプ、
８，２２〜濾過圧調整用絞り弁、１１〜バイパス
路、１２〜限外濾過量計測用シリンダ、１８〜パ
ルスモータ、２０〜中央制御装置、２１〜静脈圧
連動素子、P₁，P₂，P₃〜液圧センサ、V₁，V₂，
V₃〜閉止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 透析膜によつて隔絶した一方の室を血液側回
   路、他方の室を透析液側回路に接続してなる透析
   器と、上記透析液側回路の透析器の上流側と下流
   側回路に各設けた第一および第二の閉止弁と、該
   両閉止弁の上流側と下流側を連通する第三の閉止
   弁を持つたバイパス路と、透析液側回路の透析器
   の上流と下流側の液圧を検知する各液圧センサ
   と、上記透析液側回路の透析器の下流側に設けた
   限外濾過量計測手段と、前記血液側回路の透析器
   の上流側回路に設けた血液ポンプと、該血液側回
   路の透析器の上流側の液圧を検知する液圧センサ
   から構成され、前記各液圧センサからの入力信号
   によつて中央制御装置により前記各閉止弁を開閉
   制御して除水速度計測と除水を交互に繰り返し前
   記限外濾過量計測手段を駆動制御する透析回路に
   おいて、前記限外濾過量計測手段がシリンダーの
   一側にダイヤフラム等の可撓性隔室材を介して隔
   絶した血液側回路と連通する容量計量室を構成
   し、該容量計量室の可撓部と上記シリンダの他側
   から気密的且つ出退自在に挿入したピストンを非
   蒸散流体を介して気密的に連結してなり、上記ピ
   ストンの出退量の変量により容量計量室の相対変
   量を検出する構造になることを特徴とする除水量
   指定制御装置。