JPH0364148B2

JPH0364148B2 -

Info

Publication number: JPH0364148B2
Application number: JP58011237A
Authority: JP
Inventors: Haitomaiyaa Rorufu; Rasu Deiitaa
Original assignee: B Braun Melsungen AG
Current assignee: B Braun Melsungen AG
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1991-10-04
Also published as: SE456967B; DE3202831A1; IT8347611A1; SE8300433D0; IT1168752B; FR2520621B1; FR2520621A1; DE3202831C2; JPS58133258A; IT8347611A0; SE8300433L; US4735727A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一方が透析液流路に接続され、他方
が血液流路に接続され、両者が膜によつて離隔さ
れた２つのチヤンバーを備えた透析器、透析液流
路内に設けられ、膜透過圧に応じて調節される吸
引ポンプ、透析液流路を透析液ソースから遮断す
るバルブ手段、およびバルブを経て透析液流路に
接続され、透析液ソースが遮断されたときの溢流
容量を測定するための容量測定手段を具有した透
析装置に関する。

この種の透析装置は尿毒症患者の血液を半透膜
を介して解毒するのに利用される。この場合、透
析流体は透析器の１つのチヤンバーを通して誘導
され、被解毒血液は膜の他方の面に沿つて誘導さ
れる。解毒のほかにもちろん患者からは体内に溜
まつた過剰の水分を取り出さなければならない。
これは、膜に圧力差〔膜透過圧
（Transmembrandruck）〕を与えることによつて
おこなわれるので、血液が誘導される側は正の圧
力をもち、透析流体が誘導される側は負の圧力を
もつことになる。膜透過圧が高ければ高いほど取
り出される流体量も多くなる。

異なつた透析器の限外濾過効率の間には大きな
ばらつきがあるので、例えば規則的に患者の体重
を測るか、ベツド秤を使用することによつて体液
の抜き取りチエツクする必要がある。所望の限外
濾過量を得るための膜透過圧を予め選定すること
には不確実さがある。膜透過圧または透析流体の
低圧を予め選定するのではなく、所望の限外濾過
量を直接調整または予測するのはさらに好まし
い。貫流の精密測定によつて限外濾過量を予測す
ることは原則的には可能である。透析液量に比べ
て限外濾過量は非常に少ないので、非常に正確な
測定装置を用いても、この場合の測定精度は非常
に小さいものとなる。

前述の種類の限知の透析装置（米国特許第
3844940号明細書参照）は切り替装置に備えてお
り、この切り替え装置を用いることによつて、透
析器の１つのチヤンバーを含む透析液流路を透析
液ソースから遮断することができる。透析器に接
続されて調整吸引ポンプは遮断段階においては膜
透過圧を一定に保たなければならない。この場
合、透析器から輸送される流体量は限界濾過量に
実質上一致する。これは、２つのコンデンサー電
極から成る水位計を備えた測定容器へ導かれる。
このようにして、遮断段階において得られた限外
濾過物の量が測定される。

既知の透析装置は、膜透過圧を決定するために
血圧測定のみをおこなうという点で不利である。
この血圧値は透析液チヤンバーの出口における圧
力と比較され、その差が膜透過圧として利用され
る。遮断段階においては、透析液は透析器を通つ
て流れないので、膜透過圧の測定に際しては透析
器内の流動抵抗または圧力低下は考慮されていな
い。さらに、患者から測定される静脈血圧は、透
析器の血液チヤンバー内の圧力を表わす値を与え
ない。従つて測定段階においては、作動段階にお
ける圧力関係とはかなり異なつた圧力関係が透析
器内において支配する。膜透過圧を測定するため
の測定装置は測定段階において、作動段階におけ
る関係に相当しない方法によつて吸引ポンプを調
整する。さらにまた、既知の系においては単に測
定系が問題になつているだけで、この測定系は、
所望の既外濾過流を得るためには膜透過圧をどの
ような方法によつて変えなければならないかとい
うことは教示しない。その上、２つの電極で作動
する容量測定装置は比較的不正確である。何故な
らばその測定結果は透析液溶液の伝導率に依存す
るからである。

本発明の課題は、測定段階における膜透過圧を
作動段階において制限された値により正確に保つ
ことによつて限外濾過物の量のより正確な測定を
可能にするような前記の種類の透析装置を提供す
ることである。

本発明によればこの課題は、透析液流路内に存
在する流体を、透析液ソースが遮断されたときも
吸引ポンプによつて透析器を経て循環路内を循環
させ、この際、吸引ポンプの調整によつて膜透過
圧を一定に保持することによつて解決された。

本発明による透析装置においては、測定段階、
従つて透析液ソースが遮断されたとき、透析器を
含む透析液流路を通して流体物の循環は中断され
ないでおこなわれる。このようにして、透析器内
においては、作動段階におけるのと同様に圧力低
下が保持される。従つて、両方の段階において膜
透過圧が決定される関係は相互に等しい。この結
果、吸引ポンプの調整によつて一定に保たれる膜
透過圧は両方の段階において正確に同じ値に保た
れる。透析器の圧力低下、即ち透析器の流動抵抗
に関係なく膜透過圧を一定に保つことは特に重要
である。この流動抵抗は使用する透析器の型に依
存し、同じ型の場合も試料によるばらつきがある
ので、本発明による透析装置の場合には、使用す
る透析器の種類に関係なく膜透過圧は非常にせ正
確に一定に保たれる。これによつて限外濾過物量
の正確な測定が可能となり、この際、測定段階に
おける測定値は、作動段階において支配する値と
正確に一致する。

本発明の好ましい実施態様によれば、透析液流
路がバルブ手段を経て透析液ソースおよび流出口
に接続され、透析液流路がバルブ手段の１つの閉
塞状態において透析液ソースおよび流出口から離
隔された循環路を形成し、該循環路が透析器の１
つのチヤンバー、吸引ポンプ、および容量測定手
段のための溢流用接続手段を備える。容量測定手
段は、測定段階において循環路へ余分に送られた
量の流体を収容する容器から成る。この流体量は
限外濾過物の容量に一致する。容量測定手段は例
えば超音波水準器、異なつた準位に配設した光電
セル（Licht schranken）等を用いて操作され、
循環路から排出された溢流量を非常に正確に測定
する。

透析器の前の流路内において定容量輸送ポンプ
を透析液流路に接続するのが有効である。この輸
送ポンプは流れを保ち、この際、吸引ポンプは、
これらのポンプの間に設けられた透析器の透析液
チヤンバー内に、透析器の血液チヤンバー内を占
める圧力に相対して低い圧力を生じさせるように
配設される。

膜透過圧の正確な測定は、透析器の両方のチヤ
ンバーの入口と出口へ圧力測定手段を接続させ、
膜の各面上の両圧力値を平均し、それらの平均値
を引き算することによつて決定される。この測定
方法によつて「平均膜透過圧」、従つて透析器の
膜の中心における圧力差を決定することができ
る。この場合、透析器の両方のチヤンバー内にお
いて、該チヤンバーの流動抵抗によつて生ずる圧
力低下を考慮しなければならない。

容量測定手段は、バルブを介して吸引ポンプの
入口に接続可能な溢流排出口を有する。これによ
つて消毒と洗浄が可能となる。

本発明による透析装置の好ましい作動方法は、
調整されるべき膜透過圧（TMP2）を次式： TMP2＝t₁・TMP1／t₂ （式中、TMP1は先に調整された膜透過圧を示
し、t₁は膜透過圧TMP1のもとで予め決められた
容量測定手段の容積Ｖを満たすのに必要な時間を
示し、t₂は所望による限外濾過物流のもとで容積
Ｖを満たすのに必要な時間を示す）によつて決定
することである。

原則的には、上述の測定原理において時間を測
定する代りに体積を測定することも可能である。
この場合の作動方法は、調整されるべき膜透過圧
（TMP2）を次式： TMP2＝V₂／V₁・TMP1 （式中、V₁は先に調整された膜透過圧TMP1の
もとでの所定の測定時間に閉鎖循環路から流出さ
れる溢流容積を示し、V₂は同じ測定時間内に所
望による限外濾過物流のもとで流出される溢流容
積を示す）によつて決定することである。

以下、添付図に基いて本発明の実施例を詳述す
る。

模式的に図示された透析器１０は膜１０３によ
つて相互に離隔された２つのチヤンバー１０１お
よび１０２を有する。チヤンバー１０１およびチ
ヤンバー１０２はそれぞれ透析液チヤンバーおよ
び血液チヤンバーである。実際的な実施形態にお
いては、透析器１０は中空繊維束（Hohl
faserbu¨ndel）から成り、この場合、血液は中空
繊維を貫通して流れるが、透析液は中空繊維の周
囲を流れる。

チヤンバー１０１を通る透析液の流速が500
ml／minになると仮定する。この流れには患者の
限外濾過流が加わる。この限外濾過流が例えば５
ml／minになると精度は２％以下にしなければな
らない。このようにすると、チヤンバー１０１か
ら排出される使用済みの透析液の流速は最大誤差
0.2％。で測定されなければならない。従つて極
めて高い精度が要求される。

透析液ソース１には切り替えバルブ２および絞
り手段３を介して定容量輸送ポンプが接続され
る。輸送ポンプ６は切り替えバルブ７を介して透
析器１０のチヤンバー１０１の入口１０１ａに接
続される。チヤンバー１０１の出口１０１ｂは吸
引ポンプ１３の入口へ接続され、該吸引ポンプの
出口は切り替えバルブ１４を介して流出口１５に
接続される。

切り替えバルブ２，７および１４のすべてが状
態1′/2′にあると、透析液ソース１からの透析液
は輸送ポンプ６を経て透析器１０へ導かれ、該透
析器から吸引ポンプ１３を経て流出口１５へ導か
れる。切り替えバルブ２，７および１４はそれぞ
れ状態1′/2′および1′/3′の間に切り替えることが
できる。切り替えバルブ２および１４は相互に連
結してバルブ手段２および１４を形成する。この
バルブ手段２および１４が状態1′/3′にあると、
透析液ソース１は流出口１５へ直接接続され、一
方、吸引ポンプ１３の出口は定容量輸送ポンプの
入口へ接続される。

両方のチヤンバー１０１および１０２の入口お
よび出口はそれぞれ圧力測定手段８，９，１１お
よび１２に接続される。透析液チヤンバー１０１
の入口または出口の圧力測定手段８および１２の
圧力値をＡおよびＢとする。平均値（Ａ＋Ｂ）／
２はコンピユーター回路１７において計算され
る。同様にして、血液チヤンバー１０２の入口お
よび出口の圧力測定手段９および１１の出口はコ
ンピユーター回路１８に接続され、該回路におい
て平均値（Ｄ＋Ｅ）／２が圧力値ＤおよびＥから
計算される。コンピユーター回路１７および１８
のアウトプツトは減法回路１９に接続され、該減
法回路によつてコンピユーター回路１８および１
７のアウトプツトシグナルの差Ｆ−Ｃが計算され
る。値TMPは比較回路２０において、平均の膜
透過圧に対して予め設定された所定値TMP_sと比
較され、両方の値の差は吸引ポンプ１３の調整に
利用される。このようにして、透析器１０におけ
る平均の膜透過圧TMPを所定値TMP_sに保つよ
うな吸引力で吸引ポンプ１３を作動させることが
できる。

輸送ポンプ６の入口はバルブ４を経て垂直に位
置した容量測定手段５の下方端部に接続される。
容量測定手段５の上方端部は切り替えバルブ１６
を経て、状態1′/2′のときは大気と接続されて排
気がおこなわれ、状態1′/3′のときは吸引ポンプ
１３の入口に接続される。

輸送ポンプ６は作動段階において、透析液ソー
ス１から切り替えバルブ２、絞り手段３および切
り替えバルブ７を経て、透析器１０を通る透析液
の流れを生じさせる。調整された吸引ポンプ１３
はチヤンバー１０１内に、チヤンバー１０２に相
対して予め調整された低圧を生じさせる。限外濾
過成分を伴つた透析液は切り替えバルブ１４を経
て流出口１５へ流れる。膜透過圧が最初に調整さ
れた所定値TMP_sになつたらすぐに切り替えバル
ブ２および１４を状態1′/3′にし、同時にバルブ
４を開放すると測定段階に入る。透析液は、透析
液ソース１と流出口１５から遮断された循環路内
を輸送ポンプによつて再循環される。限外濾過成
分のために容量が増加するので、透過液はバルブ
４を経て、容量測定手段５内を上昇する。容量測
定手段内には準位測定手段が備わる。流体の上昇
速度は得られた限外濾過物量の尺度となる。予め
選定された限外濾過速度を達成するのに必要な平
均膜透過圧はこの結果を用いて以下の式から計算
することができる。

測定チヤンバーの容積をＶ、所望の限外濾過速
度をQ_UF、速度Q_UFで容積Ｖを満たすのに必要な
時間をt₂、最初に調整された膜透過圧をTMP1、
値TMP1に基づいて容積Ｖを満たすのに必要な測
定時間をt₁、限外濾過速度Q_UFを達成するために
調整されなければならない膜透過圧をTMP2とす
ると次式が得られる。

t₂＝Ｖ／Q_UF TMP2＝t₁・TMP1／t₂ 測定および計算をおこなつた後、測定手段の切
り替えをおこなつて、切り替えバルブを状態1′/2
′に戻して再び作動段階に入らせる。絞り手段３
と輸送ポンプ６の間に生じる小さな負の圧力によ
つて、容量測定手段５はゼロ準位まで空にされる
と、バルブ４は再び遮断される。

透析器１０の限外濾過フアクターは透析中に変
化するので、透析器の限外濾過速度に定期的に新
たに決める必要がある。このため、予め選定され
た時間間隔をおいて測定を繰り返す。

前述の時間測定に基づく測定原理は、原理的に
は容積測定によつておこなうこともできる。この
場合、TMP１のもとで測定容器内において測定
された容積をV₁、速度Q_UFのもとで測定容器内に
おいて測定された容積をV₂、一定の測定時間をt₃
とすると次式が得られる。

V₂＝Q_UF・t₃ TMP2＝V₂／V₁・TMP1 透析終了後は、全系を消毒し、次いで洗浄す
る。このためには切り替えバルブ１６を状態1′/2
′から状態1′/3′に切り替え、バルブ４を開放する。
同時に輸送ポンプ６の回転数を通常の値の半分に
調整すると、消毒液の部分流は透析器１０の短絡
された連結部１０１ａおよび１０１ｂを経て流
れ、他の部分流は容量測定手段５を経て流れる。
充分洗浄後、消毒を終了する。

特定の患者はいわゆる継続的治療
（sequentielle Therapie）を受ける。このこと
は、まず第１に透析液の流れを伴わずに限外濾過
をおこない、次いで患者から水分を充分に除去し
た後、限外濾過を抑制しながら透析に切り替える
ことを意味する。このためには、透析器１０への
透析液の流れを遮断できるようにするためにバル
ブ７が設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による透析装置の一態様を示す
フローチヤートである。１は透析液ソース、２，７，１４および１６は
切り替えバルブ、３は絞り手段、４はバルブ、５
は容量測定手段、６は定容量輸送ポンプ、８，
９，１１および１２は圧力測定手段、１０は透析
器、１３は吸引ポンプ、１５は流出口、１７，１
８および１９はコンピユーター回路、２０は比較
回路、１０１は透析液チヤンバー、１０２は血液
チヤンバー、１０３は膜を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１（）一方のチヤンバー１０１が透析液流路
に接続され、他方のチヤンバー１０２が血液流路
に接続され、両者が膜によつて離隔された２つの
該チヤンバーを有する透析器、（）透析液流路
を、一方の弁調節位置において透析液ソース１に
接続させ、他方の弁調節位置においては閉鎖循環
路へ切換えるバルブ手段であつて、測定段階にお
いては該流路を閉鎖させ、作動段階においては該
流路を開放して透析液ソース１へ接続するバルブ
手段２、（）透析液流路の下流に配設された調
節可能な吸引ポンプ１３および（）透析液流路
に接続され、該流路の閉鎖時に限外濾液量に相当
する量の液体を収容する容量測定手段５を具有
し、作動段階において、膜透過圧（TMP）が、そ
の前の測定段階における限外濾液量から検知され
る所定の膜透過圧（TMPs）に調節される透析装
置において、 (a) 輸送ポンプ６が透析液流路内の透析器の上流
に配設され、 (b) 該作動段階と測定段階において、輸送ポンプ
６および吸引ポンプ１３の調節によつて膜透過
圧（TMP）が所定の膜透過圧（TMPs）に維
持され、 (c) 該容量測定手段５が溢流排出口を有しかつ吸
引ポンプ１３の出口と輸送ポンプ６の入口との
間において該閉鎖循環路に接続され、測定段階
において、限外濾液量に相当する量の液体が該
容量測定手段５内へ流入する、ことを特徴とする透析装置。２圧力測定手段８，９，１１，１２が透析器１
０の２つのチヤンバー１０１，１０２の入口と出
口に接続され、膜透過圧が、膜の各面における２
つの圧力値（Ｄ、Ｅ）または（Ａ、Ｂ）の平均値
(F)と(C)との差によつて決定される第１項記載の透
析装置。３透析液ソースと透析器の間に絞り手段３が配
設された第１項記載の透析装置。４調整されるべき膜透過圧（TMP2）を次式： TMP2＝t₁・TMP1／t₂ （式中、TMP1は先に調整された膜透過圧を示
し、t₁は膜透過圧TMP1のもとで予め決められた
容量測定手段の容積Ｖを満たすのに必要な時間を
示し、t₂は所望による限外濾過物流のもとで容積
Ｖを満たすのに必要な時間を示す）によつて決定
する調整手段を組み込んだ第１項記載の透析装
置。５調整されるべき膜透過圧（TMP2）を次式： TMP2＝V₂／V₁・TMP1 （式中、V₁は先に調整された膜透過圧TMP1の
もとでの所定の測定時間に循環路から流出される
溢流容積を示し、V₂は同じ測定時間内に所望に
よる限外濾過物流のもとで流出される溢流容積を
示す）によつて決定する調整手段を組み込んだ第
１項記載の透析装置。