JPH0463707B2 - - Google Patents
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- JPH0463707B2 JPH0463707B2 JP59110596A JP11059684A JPH0463707B2 JP H0463707 B2 JPH0463707 B2 JP H0463707B2 JP 59110596 A JP59110596 A JP 59110596A JP 11059684 A JP11059684 A JP 11059684A JP H0463707 B2 JPH0463707 B2 JP H0463707B2
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- blood
- flow rate
- inert gas
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Description
（発明の目的）
この発明は、透析液を再生して循環使用する
液々膜型の体外循環型肺補助装置に関するもので
ある。 吸収不全患者に対して、その血液を体外循環さ
せ、その間に血液中の二酸化炭素成分を除く装置
として、血液の損傷の少ない膜型の肺補助装置が
用いられるようなつている。従来この種の装置と
しては、送入ガスと血液をガス透過性の良い高分
子肺を介して流し、その膜を介して血液中の溶存
CO2を除く気液膜型のものが用いられてきた。し
かし除去すべき二酸化炭素成分の大半、溶存CO2
としてよりもHCO- 3（重炭酸イオン）として血液
中に溶解しているので、溶存CO2のみを除去する
従来方式の装置は効率が著しく悪かつた。 そこで最近，人工腎臓用の血液透析器を用いて
その膜の一方に血液を、他方に透析液を流し、血
液中の溶存CO2およびHCO3を透析液へ移動さ
せ、その透析液からこれらCO- 2として系外に拡
散させ透析液を再生して循環使用する特開昭58−
19265「血液透析方式膜型人工肺装置」が提案され
ている。 しかしこの特開昭58−19265の装置には次の未
解決の実用上の問題点がある。すなわち、患者の
血液と透析液間でその圧力差基づいて膜を介して
水分移動が起こり、血液中に水分が入り込み血液
が薄くなると血球の膜が破壊される等の種々の弊
害をもたらすことがある。またCO2除去流量は血
液流量，透析液流量等いくつかの要因に依存する
のでこれらを適切に制御する必要があるが、この
装置ではそれが難しくCO2除去を効率良く行うこ
とができない。さらに、長時間使用の場合透析液
温度を適温に保つことができない上、各動作およ
び運転状態が正常かどうか確認が困難なので操作
者の注意深い監視が必要になるとか、操作者にお
いて適切な運転操作手順を実行しなければならな
い等操作者に著しく負担を強いる。 この発明は、透析液を再生して循環使用する
液々膜型の体外循環型肺補助装置における上記の
問題点を解決することを目的とするものである。 （発明の構成） この発明の構成を図に基づいて以下に説明す
る。 第１図にこの発明による装置の配管系統図の一
例を示す。第１図において、患者の血液は血液ポ
ンプ１によつて透析器２に送られ、ドリツプチヤ
ンバ３部で静脈圧と流量が測定され、静脈圧調整
器４を通つて体外循環される。他方透析液は透析
液ポンプ５によつて、流量計６を通つて透析器２
に導かれ、その出口流路部の透析液圧測定器７で
透析液圧が測定され、液切れ検出器８、ヒータ９
を通つて放散筒１０に導かれ、PHおよび透析液温
度測定１１を通つて循環される。血液中の
HCO3 -および溶存CO2は透析器２内で膜を介し
て接する透析液に移動し、その透析液が放散筒１
０に運ばれ、HOC3 -が透析液中に含有の炭酸脱
水酵素の触媒作用を受けてCO2に転化されるとと
もに、ここで圧力調整器１２、止め弁１３、流量
制御弁１４、流量計１５、逆止弁１６を通つて送
入されるO2等の不活性ガス１７と気液接触して
CO2として放散される。放散ガス中のCO2濃度は
CO2濃度計１８によつて測定される。また放散筒
１０には透析液のPH調節用緩衝液１９がピンチバ
ルブ２０を介して添加できるようになつている。 さて、血液の圧力は静脈圧調整器４によつて制
御され、また血液ポンプ１および透析液ポンプ５
の回転は、その駆動用モータの回転軸に取り付け
る等間隔に穴をあけた円板の回転をフオトセンサ
でモニタすることによつてモニタされ、それぞれ
の流量制御はその駆動用モータへの供給電圧を制
御して行う。透析液温度およびPHはその測定部１
１で測定され、温度はヒータ９で、PHはピンチバ
ルブ２０でそれぞれ制御される。添加ガス流量は
例えば熱線式流量計等の流量計１５によつてモニ
タされ、その流量制御は流量制御弁１４への供給
電圧を制御してその開度を調節して行う。 ところで透析器の膜を介して血液と透析液間で
起こる水分の移動は、血液と透析液の圧力差すわ
ち透析器の過圧に依存する。つり過圧が正の
とき血液中から水分が除去され、逆にこれが負の
ときは血液中に水分が入り込むことになる。した
がつて患者の容態により血液中の水分除去を行う
場合は過圧をある程度高い値にし、逆に水分除
去を行わない場合は過圧を０付近に制御する。 また放散筒１０で除去されるCO2の量は、透析
器２および放散筒の容量にもよるが、体外循環血
流量、透析液流量および添加ガス流量に依存す
る。こらの量が、それぞれ多いほどCO2除去流量
が多くなる。そこで患者の状態に応じた最適条件
で効率良くCO2の除去を行い、装置全体を小型化
するために体外循環血流量、透析液流量および不
活性ガス流量を適切に制御するようにしている。 この発明ではこれらの制御をマイクロコンピユ
ータを用いて実現している。 第２図はこの発明の装置における制御系のブロ
ツク図を示す。第２図において、体外循環血流量
２１、静脈圧２２、透析液流量２３、透析液圧２
４、患者温度２５、透析液PH２６、透析液液切れ
２７、不活性ガス流量２８、放散ガス中のCO2濃
度２９の各センサからの信号は検出回路３０によ
つて後処理可能な信号レベルに調整される。その
後マルチプレクサ３１、サンプルホールド回路３
２に送られた後Ａ／Ｄ変換器３３でデイジタル信
号に変換され、RAM３４に格納される。一方操
作部３５には装置の動作モードを設定するシーケ
ンススイツチの他、制御すべき物理量を設定する
デイジタルスイツチがある。また各状態量を表示
するため表示回路３６およびデイジタル表示部３
７がある。またROM３８は全体の制御を受け持
つプログラムが格納されており、それに基づいて
CPU３９が各処理を制御する。他方Ｉ／Ｏ４０
ではスイツチデータの入力や制御信号出力等が制
御される。Ｉ／Ｏからの制御出力信号はトランジ
スタ、ソリツド．ステート．リレー等から成るイ
ンターフエース部４に加えられ、血液ポンプ制御
回路４２、静脈制御回路４３、透析液ポンプ制御
回路４４、ヒータ制御回路４５、PH制御回路４６
および不活性ガス流量制御回路４７の各制御回路
を介してそれぞれ血液ポンプ１、静脈圧調整器
４、透析液ポンプ５、ヒータ９、ピンチバルブ２
０および流量制御弁１４を駆動して各制御を行
う。 ところで透析器の過圧の制御は静脈圧または
透析液圧のいずれかを制御すれば実現でき、第１
図および第２図においては静脈圧調整器を用いて
静脈圧を制御している。静脈圧調整器としてはク
ランプヘツドにより静脈血液チユーブの圧閉度を
調節する方式を図示しているが、血液チユーブの
外側に管を設けてその外側管内圧を増減させる二
重管方式でもよい。前記の圧閉度の調節はモータ
の正・逆転および停によつてクランプヘツドをそ
れぞれ前進・後進おび停止させて行つている。 第３図に過圧の制御のマイクロコンピユータ
によるアルゴリズムのフローチヤートを示す。す
なわち、ステツプS1で静脈圧データａ（mmHg）
を取り込み、ステツプS2で透析液圧データｂ
（mmHg）を取り込み、ステツプS3でｃ＝ａ−ｂ
を計算し、ステツプS4でＣが負か否かを判断し、
負のときはステツプS5で静脈調整器のクランプヘ
ツドを前進させ静脈血液チユーブの圧閉度を増加
させる前進モードとして静脈圧を上げ、Ｃが負で
ないときはステツプS6がＣ｛設定値ｄ（mmHg）−
５｝より小さいか否かを判断し、「小さい」なら
ば前記のステツプS5に進、「小さくない」ときは
ステツプS7でＣがｄ＋５より大きいか否か判断
し、「大きい」ときはステツプS8で静脈圧調整器
のクランプヘツドを後退させ静脈血液チユーブの
圧閉度を減少させる後退モードとして静脈圧を下
げ「大きくない」ときは静脈圧調整器のクランプ
ヘツドを停止させる停止モードとして静脈圧を現
状に保つ。 次に放散筒で除去されるCO2の量は放散筒内の
放散ガス中のCO2濃度と不活性ガス流量の積で求
まるので、この二つの量を検出しマイクロコンピ
ユータで演算処理してCO2除去流量としている。
このCO2除去流量を予め設定した値と比較し、設
定値と異なるときは患者の容態や治療条件に応じ
て体外循環血流量、透析液流量あるいは不活性ガ
ス流量を調節して制御する。例えば、患者の血圧
が低く体外循環血流量を少量しかとれない場合
は、透析液流量を多くして血液からのHCO3 -お
よび溶存CO2の移動を促進させるとともに、透析
液のHCO3 -および溶存CO2濃度をより下げるた
めに不活性ガス流量を多くし放散筒内でCO2除去
を活発に行わせてCO2除去の効率を上げる。また
逆に、体外循環血流量を多くすることができる患
者の場合は、CO2除去効率を上げるために透析液
流量および不活性ガス流量を前例の場合のように
多くしなくてもよいので、そのように制御する。 第４図に効率良くCO2除去を行うためのマイク
ロコンピユータによる体外循環血流量、透析液流
量および不活性ガス流量の制御のフローチヤート
を示す。すなわち、ステツプS1で放散筒での放散
ガス中のCO2濃度データＸを取り込み、ステツプ
S2で不活性ガス流量データｙを取り込み、ステツ
プS3で体外循環血流量データを取り込み、ステツ
プS4で透析液流量データを取り込み、ステツプS5
でCO2除去流量ｚ＝ｘ＋ｙの演算を行い、ステツ
プS6でｚが設定値ｕより小さいか否かを判断し、
「小さい」ならばステツプS7で体外循環血流量を
増加できるか否か判断し、「増加可能」のときは
ステツプS8で血液ポンプを制御してその流量を増
加させ、「増加不可能」のときはステツプS9で透
析液ポンプおよび流量制御弁を制御して透析液流
量および不活性ガス流量を増加させる。一方ｚが
ｕより「小さくない」ならばステツプS10でｚが
ｕより大きいか否かを判断し「大きい」ときはス
テツプS11で体外循環血流量を減少できるか否か
判断し、「減少可能」ならばステツプS12で血液ポ
ンプを制御してその流量を減少させ、「減少不可
能」ならばステツプS13で透析液ポンプおよび流
量制御を制御して透析液流量および不活性ガス流
量を減少させる。他方ステツプS10で「大きくな
い」ときはステツプS14に進み現状維持とする。 また、放散筒で透析液から二酸化炭素成分を除
去するとそのPHが上昇する。その透析液中には炭
酸からCO2を放出する脱水反応を促進させる触媒
の炭酸脱水酵素（カーボニツク・アンヒドラー
ゼ）を調整してあるので、透析液のPHをこの酵素
の活性領域に制御する必要がある。そこで生体に
おけるPHの最適値7.4に近い値に調節するために
希塩酸溶液等のPH調節用緩衝液の添加量を制御す
る。 第５図に透析液のPH制御のフローチヤートを示
す。すなわち第５図においてステツプS1で透析液
PHデータを取り込み、ステツプS2でそれが設定値
以上か否かを判断し、「以上」のときステツプS3
でピンチバルブを開いてPH調節用緩衝液を添下
し、ステツプS2で「以上でない」ときは逆にステ
ツプS4でピンチバルブを閉じる。 更に、透析液温度の制御も同様に行い、第６図
にそのフローチヤートを示す。すなわち第６図に
おいて、ステツプS1で透析液温度データが取り込
まれ、これがステツプS2で設定値以上か否か判断
され、「以上」ならばステツプS3でヒータを断ち、
ステツプS2で「以上でない」ときはステツプS4で
ヒータを入れる。 ところで前述のROMに格納されている制御プ
ログラムは大別してメインルーチンおよび割り込
みルーチンからなり、それぞれ第７図および第８
図にそのフローチヤートを示す。 第７図において、まずステツプS1でRAMのク
リア、Ｉ／Ｏ出力ポートのクリア等の初期設定を
行つた後、シーケンス設定スイツチの状態をＩ／
Ｏから入力し、ステツプS2〜S5で停止、電源投
入、消毒、準備および開始の各モードに判断し、
ステツプS6でS10で、例えば電源投入時にブザー
を作動させるとか、準備モードで透析液ポンプを
定速回転させ流量制御弁の開度を一定にする等の
予め定められた制御等のそれぞれのモードに対応
する処理を行う。また第１表に示すような準備お
よび開始モードにおけるアラーム処理も行う。
液々膜型の体外循環型肺補助装置に関するもので
ある。 吸収不全患者に対して、その血液を体外循環さ
せ、その間に血液中の二酸化炭素成分を除く装置
として、血液の損傷の少ない膜型の肺補助装置が
用いられるようなつている。従来この種の装置と
しては、送入ガスと血液をガス透過性の良い高分
子肺を介して流し、その膜を介して血液中の溶存
CO2を除く気液膜型のものが用いられてきた。し
かし除去すべき二酸化炭素成分の大半、溶存CO2
としてよりもHCO- 3（重炭酸イオン）として血液
中に溶解しているので、溶存CO2のみを除去する
従来方式の装置は効率が著しく悪かつた。 そこで最近，人工腎臓用の血液透析器を用いて
その膜の一方に血液を、他方に透析液を流し、血
液中の溶存CO2およびHCO3を透析液へ移動さ
せ、その透析液からこれらCO- 2として系外に拡
散させ透析液を再生して循環使用する特開昭58−
19265「血液透析方式膜型人工肺装置」が提案され
ている。 しかしこの特開昭58−19265の装置には次の未
解決の実用上の問題点がある。すなわち、患者の
血液と透析液間でその圧力差基づいて膜を介して
水分移動が起こり、血液中に水分が入り込み血液
が薄くなると血球の膜が破壊される等の種々の弊
害をもたらすことがある。またCO2除去流量は血
液流量，透析液流量等いくつかの要因に依存する
のでこれらを適切に制御する必要があるが、この
装置ではそれが難しくCO2除去を効率良く行うこ
とができない。さらに、長時間使用の場合透析液
温度を適温に保つことができない上、各動作およ
び運転状態が正常かどうか確認が困難なので操作
者の注意深い監視が必要になるとか、操作者にお
いて適切な運転操作手順を実行しなければならな
い等操作者に著しく負担を強いる。 この発明は、透析液を再生して循環使用する
液々膜型の体外循環型肺補助装置における上記の
問題点を解決することを目的とするものである。 （発明の構成） この発明の構成を図に基づいて以下に説明す
る。 第１図にこの発明による装置の配管系統図の一
例を示す。第１図において、患者の血液は血液ポ
ンプ１によつて透析器２に送られ、ドリツプチヤ
ンバ３部で静脈圧と流量が測定され、静脈圧調整
器４を通つて体外循環される。他方透析液は透析
液ポンプ５によつて、流量計６を通つて透析器２
に導かれ、その出口流路部の透析液圧測定器７で
透析液圧が測定され、液切れ検出器８、ヒータ９
を通つて放散筒１０に導かれ、PHおよび透析液温
度測定１１を通つて循環される。血液中の
HCO3 -および溶存CO2は透析器２内で膜を介し
て接する透析液に移動し、その透析液が放散筒１
０に運ばれ、HOC3 -が透析液中に含有の炭酸脱
水酵素の触媒作用を受けてCO2に転化されるとと
もに、ここで圧力調整器１２、止め弁１３、流量
制御弁１４、流量計１５、逆止弁１６を通つて送
入されるO2等の不活性ガス１７と気液接触して
CO2として放散される。放散ガス中のCO2濃度は
CO2濃度計１８によつて測定される。また放散筒
１０には透析液のPH調節用緩衝液１９がピンチバ
ルブ２０を介して添加できるようになつている。 さて、血液の圧力は静脈圧調整器４によつて制
御され、また血液ポンプ１および透析液ポンプ５
の回転は、その駆動用モータの回転軸に取り付け
る等間隔に穴をあけた円板の回転をフオトセンサ
でモニタすることによつてモニタされ、それぞれ
の流量制御はその駆動用モータへの供給電圧を制
御して行う。透析液温度およびPHはその測定部１
１で測定され、温度はヒータ９で、PHはピンチバ
ルブ２０でそれぞれ制御される。添加ガス流量は
例えば熱線式流量計等の流量計１５によつてモニ
タされ、その流量制御は流量制御弁１４への供給
電圧を制御してその開度を調節して行う。 ところで透析器の膜を介して血液と透析液間で
起こる水分の移動は、血液と透析液の圧力差すわ
ち透析器の過圧に依存する。つり過圧が正の
とき血液中から水分が除去され、逆にこれが負の
ときは血液中に水分が入り込むことになる。した
がつて患者の容態により血液中の水分除去を行う
場合は過圧をある程度高い値にし、逆に水分除
去を行わない場合は過圧を０付近に制御する。 また放散筒１０で除去されるCO2の量は、透析
器２および放散筒の容量にもよるが、体外循環血
流量、透析液流量および添加ガス流量に依存す
る。こらの量が、それぞれ多いほどCO2除去流量
が多くなる。そこで患者の状態に応じた最適条件
で効率良くCO2の除去を行い、装置全体を小型化
するために体外循環血流量、透析液流量および不
活性ガス流量を適切に制御するようにしている。 この発明ではこれらの制御をマイクロコンピユ
ータを用いて実現している。 第２図はこの発明の装置における制御系のブロ
ツク図を示す。第２図において、体外循環血流量
２１、静脈圧２２、透析液流量２３、透析液圧２
４、患者温度２５、透析液PH２６、透析液液切れ
２７、不活性ガス流量２８、放散ガス中のCO2濃
度２９の各センサからの信号は検出回路３０によ
つて後処理可能な信号レベルに調整される。その
後マルチプレクサ３１、サンプルホールド回路３
２に送られた後Ａ／Ｄ変換器３３でデイジタル信
号に変換され、RAM３４に格納される。一方操
作部３５には装置の動作モードを設定するシーケ
ンススイツチの他、制御すべき物理量を設定する
デイジタルスイツチがある。また各状態量を表示
するため表示回路３６およびデイジタル表示部３
７がある。またROM３８は全体の制御を受け持
つプログラムが格納されており、それに基づいて
CPU３９が各処理を制御する。他方Ｉ／Ｏ４０
ではスイツチデータの入力や制御信号出力等が制
御される。Ｉ／Ｏからの制御出力信号はトランジ
スタ、ソリツド．ステート．リレー等から成るイ
ンターフエース部４に加えられ、血液ポンプ制御
回路４２、静脈制御回路４３、透析液ポンプ制御
回路４４、ヒータ制御回路４５、PH制御回路４６
および不活性ガス流量制御回路４７の各制御回路
を介してそれぞれ血液ポンプ１、静脈圧調整器
４、透析液ポンプ５、ヒータ９、ピンチバルブ２
０および流量制御弁１４を駆動して各制御を行
う。 ところで透析器の過圧の制御は静脈圧または
透析液圧のいずれかを制御すれば実現でき、第１
図および第２図においては静脈圧調整器を用いて
静脈圧を制御している。静脈圧調整器としてはク
ランプヘツドにより静脈血液チユーブの圧閉度を
調節する方式を図示しているが、血液チユーブの
外側に管を設けてその外側管内圧を増減させる二
重管方式でもよい。前記の圧閉度の調節はモータ
の正・逆転および停によつてクランプヘツドをそ
れぞれ前進・後進おび停止させて行つている。 第３図に過圧の制御のマイクロコンピユータ
によるアルゴリズムのフローチヤートを示す。す
なわち、ステツプS1で静脈圧データａ（mmHg）
を取り込み、ステツプS2で透析液圧データｂ
（mmHg）を取り込み、ステツプS3でｃ＝ａ−ｂ
を計算し、ステツプS4でＣが負か否かを判断し、
負のときはステツプS5で静脈調整器のクランプヘ
ツドを前進させ静脈血液チユーブの圧閉度を増加
させる前進モードとして静脈圧を上げ、Ｃが負で
ないときはステツプS6がＣ｛設定値ｄ（mmHg）−
５｝より小さいか否かを判断し、「小さい」なら
ば前記のステツプS5に進、「小さくない」ときは
ステツプS7でＣがｄ＋５より大きいか否か判断
し、「大きい」ときはステツプS8で静脈圧調整器
のクランプヘツドを後退させ静脈血液チユーブの
圧閉度を減少させる後退モードとして静脈圧を下
げ「大きくない」ときは静脈圧調整器のクランプ
ヘツドを停止させる停止モードとして静脈圧を現
状に保つ。 次に放散筒で除去されるCO2の量は放散筒内の
放散ガス中のCO2濃度と不活性ガス流量の積で求
まるので、この二つの量を検出しマイクロコンピ
ユータで演算処理してCO2除去流量としている。
このCO2除去流量を予め設定した値と比較し、設
定値と異なるときは患者の容態や治療条件に応じ
て体外循環血流量、透析液流量あるいは不活性ガ
ス流量を調節して制御する。例えば、患者の血圧
が低く体外循環血流量を少量しかとれない場合
は、透析液流量を多くして血液からのHCO3 -お
よび溶存CO2の移動を促進させるとともに、透析
液のHCO3 -および溶存CO2濃度をより下げるた
めに不活性ガス流量を多くし放散筒内でCO2除去
を活発に行わせてCO2除去の効率を上げる。また
逆に、体外循環血流量を多くすることができる患
者の場合は、CO2除去効率を上げるために透析液
流量および不活性ガス流量を前例の場合のように
多くしなくてもよいので、そのように制御する。 第４図に効率良くCO2除去を行うためのマイク
ロコンピユータによる体外循環血流量、透析液流
量および不活性ガス流量の制御のフローチヤート
を示す。すなわち、ステツプS1で放散筒での放散
ガス中のCO2濃度データＸを取り込み、ステツプ
S2で不活性ガス流量データｙを取り込み、ステツ
プS3で体外循環血流量データを取り込み、ステツ
プS4で透析液流量データを取り込み、ステツプS5
でCO2除去流量ｚ＝ｘ＋ｙの演算を行い、ステツ
プS6でｚが設定値ｕより小さいか否かを判断し、
「小さい」ならばステツプS7で体外循環血流量を
増加できるか否か判断し、「増加可能」のときは
ステツプS8で血液ポンプを制御してその流量を増
加させ、「増加不可能」のときはステツプS9で透
析液ポンプおよび流量制御弁を制御して透析液流
量および不活性ガス流量を増加させる。一方ｚが
ｕより「小さくない」ならばステツプS10でｚが
ｕより大きいか否かを判断し「大きい」ときはス
テツプS11で体外循環血流量を減少できるか否か
判断し、「減少可能」ならばステツプS12で血液ポ
ンプを制御してその流量を減少させ、「減少不可
能」ならばステツプS13で透析液ポンプおよび流
量制御を制御して透析液流量および不活性ガス流
量を減少させる。他方ステツプS10で「大きくな
い」ときはステツプS14に進み現状維持とする。 また、放散筒で透析液から二酸化炭素成分を除
去するとそのPHが上昇する。その透析液中には炭
酸からCO2を放出する脱水反応を促進させる触媒
の炭酸脱水酵素（カーボニツク・アンヒドラー
ゼ）を調整してあるので、透析液のPHをこの酵素
の活性領域に制御する必要がある。そこで生体に
おけるPHの最適値7.4に近い値に調節するために
希塩酸溶液等のPH調節用緩衝液の添加量を制御す
る。 第５図に透析液のPH制御のフローチヤートを示
す。すなわち第５図においてステツプS1で透析液
PHデータを取り込み、ステツプS2でそれが設定値
以上か否かを判断し、「以上」のときステツプS3
でピンチバルブを開いてPH調節用緩衝液を添下
し、ステツプS2で「以上でない」ときは逆にステ
ツプS4でピンチバルブを閉じる。 更に、透析液温度の制御も同様に行い、第６図
にそのフローチヤートを示す。すなわち第６図に
おいて、ステツプS1で透析液温度データが取り込
まれ、これがステツプS2で設定値以上か否か判断
され、「以上」ならばステツプS3でヒータを断ち、
ステツプS2で「以上でない」ときはステツプS4で
ヒータを入れる。 ところで前述のROMに格納されている制御プ
ログラムは大別してメインルーチンおよび割り込
みルーチンからなり、それぞれ第７図および第８
図にそのフローチヤートを示す。 第７図において、まずステツプS1でRAMのク
リア、Ｉ／Ｏ出力ポートのクリア等の初期設定を
行つた後、シーケンス設定スイツチの状態をＩ／
Ｏから入力し、ステツプS2〜S5で停止、電源投
入、消毒、準備および開始の各モードに判断し、
ステツプS6でS10で、例えば電源投入時にブザー
を作動させるとか、準備モードで透析液ポンプを
定速回転させ流量制御弁の開度を一定にする等の
予め定められた制御等のそれぞれのモードに対応
する処理を行う。また第１表に示すような準備お
よび開始モードにおけるアラーム処理も行う。
【表】
【表】
また第８図に示す割り込みルーチンでは、まず
ステツプS1でメインルーチンの割り込が生ずる直
前のCPUのレジスタの状態を退避保持した後、
ステツプS2で他の割り込み発生を禁止する。次に
ステツプS3で各設定スイツチのデータを取り込ん
だ後、ステツプS4で各センサ、検出回路からのア
ナログ信号をＡ／Ｄ変換する。この後ステツプS5
〜S8で各モードを判別し、ステツプS9〜S11でそ
れぞれのモードにおける処理を行う。すなわちス
テツプS9の開始モードでは各表示を行い、警報の
有無をチエツクし、静脈圧調整器、血液および透
析液ポンプ、ヒータ、ピンチバルブ、および流量
制御弁の制御を行う。同様にステツプS10の停止
モードでは各表示を行い、ステツプS11の準備モ
ードで各表示を行い警報の有無をチエツクし、静
脈圧調整器およびヒータの制御を行う。これらの
処理を行つた後、ステツプS12で先に退避した
CPUのレジスタの内容を復帰させ、ステツプS13
で割り込み禁止を解除した後メインルーチンの割
り込みの発生した次の命令の番地へ戻る。この割
り込みルーチンはタイマの役割も担うため0.5秒
とか１秒毎等定期的に発生する様になつており、
先に第３図〜第６図に示し述べた各制御ルーチン
はこの割り込みルーチンに含まれる。 以上詳述した各モードにおける入出力状態を第
２表に示す。
ステツプS1でメインルーチンの割り込が生ずる直
前のCPUのレジスタの状態を退避保持した後、
ステツプS2で他の割り込み発生を禁止する。次に
ステツプS3で各設定スイツチのデータを取り込ん
だ後、ステツプS4で各センサ、検出回路からのア
ナログ信号をＡ／Ｄ変換する。この後ステツプS5
〜S8で各モードを判別し、ステツプS9〜S11でそ
れぞれのモードにおける処理を行う。すなわちス
テツプS9の開始モードでは各表示を行い、警報の
有無をチエツクし、静脈圧調整器、血液および透
析液ポンプ、ヒータ、ピンチバルブ、および流量
制御弁の制御を行う。同様にステツプS10の停止
モードでは各表示を行い、ステツプS11の準備モ
ードで各表示を行い警報の有無をチエツクし、静
脈圧調整器およびヒータの制御を行う。これらの
処理を行つた後、ステツプS12で先に退避した
CPUのレジスタの内容を復帰させ、ステツプS13
で割り込み禁止を解除した後メインルーチンの割
り込みの発生した次の命令の番地へ戻る。この割
り込みルーチンはタイマの役割も担うため0.5秒
とか１秒毎等定期的に発生する様になつており、
先に第３図〜第６図に示し述べた各制御ルーチン
はこの割り込みルーチンに含まれる。 以上詳述した各モードにおける入出力状態を第
２表に示す。
【表】
【表】
（実験例）
第１図に示す装置で透析器には膜面積2.5m2の
セルロースホローフアイバで成るものを用い、放
散筒には一辺13cm、高さ20cmの気筒方式のものを
用いて実験を行つた。代用血液として一般の透析
液に炭酸水素イオンを加えた重炭酸イオンの豊富
な液を用い、一方透析液には一般の透析液1.6
に炭酸脱水酵素（カーボニツク・アンヒドラー
ゼ）を16mg添加したものを用いた。また、PH調節
用緩衝液には0.5規定の塩酸溶液を用い、不活性
ガスは100％O2を用いた。過圧、CO2除去流量
および透析液PHをそれぞれ0mmHg、50ml／min
および7.4に設定した。 このとき、体外循環血流量、透析液流量および
不活性ガス流量は大約それぞれ200ml／min、500
ml／minおよび20／minであり、過圧、CO2
除去流量および透析液PHはそれぞれ０〜
5mmHg、30〜70ml／minおよび7.2〜7.5の範囲に
制御された。 この実験おける透析器の入口および出口部での
血液および透析液のCO2分圧とHCO3 -濃度なら
びに放散筒からのCO2除去流量のデータを第３表
に例示する。
セルロースホローフアイバで成るものを用い、放
散筒には一辺13cm、高さ20cmの気筒方式のものを
用いて実験を行つた。代用血液として一般の透析
液に炭酸水素イオンを加えた重炭酸イオンの豊富
な液を用い、一方透析液には一般の透析液1.6
に炭酸脱水酵素（カーボニツク・アンヒドラー
ゼ）を16mg添加したものを用いた。また、PH調節
用緩衝液には0.5規定の塩酸溶液を用い、不活性
ガスは100％O2を用いた。過圧、CO2除去流量
および透析液PHをそれぞれ0mmHg、50ml／min
および7.4に設定した。 このとき、体外循環血流量、透析液流量および
不活性ガス流量は大約それぞれ200ml／min、500
ml／minおよび20／minであり、過圧、CO2
除去流量および透析液PHはそれぞれ０〜
5mmHg、30〜70ml／minおよび7.2〜7.5の範囲に
制御された。 この実験おける透析器の入口および出口部での
血液および透析液のCO2分圧とHCO3 -濃度なら
びに放散筒からのCO2除去流量のデータを第３表
に例示する。
【表】
（臨床例）
臨床は前例と同じ装置で行つた。患者の臨床前
の血液のCO2分圧は66.8mmHg、HCO3 -濃度は
39.1mEq／で、PHは7.390と算出された。透析
液には一般の透析液1.6に炭酸脱水酵素（カー
ボニツク・アンヒドラーゼ）20mgを添加したもの
を、PH調節用緩衝液には0.5規定塩酸溶液を、不
活性ガスには100％O2をそれぞれ用いた。そして
過圧、CO2除去流量および透析液PHをそれぞれ
0mmHg、20ml／minおよび7.4に設定した。 このとき、体外循環血流量は開始時30ml／
min、最大80ml／min、平均で約50ml／minで、
透析液流量および不活性ガス流量は大約それぞれ
500ml／minおよび25／minであつた。そして
過圧および透析液PHはそれぞれ０〜5mmHgお
よび7.2〜7.6に制御され、CO2除去流量は最大
24.3ml／minであつた。 １時間の臨床治療で患者の血液のCO2分圧おび
HCO3 -濃度はそれぞれ43.6mmHgおよび
26.0mEq／に減少した。そしてこのときの血液
のPHは7.398と算出され理想値に極めて近い値に
なつた。 （発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば、透析
液を再生して循環使用する液々膜型の体外循環型
肺補助装置おいて、静脈圧ならびに体外循環血流
量、透析液流量および不活性ガス流量を患者等の
状態に応じた最適状態に制御することにより過
圧ならびにCO2除去流量を制御できるとともに、
透析液温度・PHも精度良く制御することができ、
安全かつ効率的装置の運転操作管理を極めて容易
にし、病院における操作者ならびに患者の負担を
著しく軽減することができる。
の血液のCO2分圧は66.8mmHg、HCO3 -濃度は
39.1mEq／で、PHは7.390と算出された。透析
液には一般の透析液1.6に炭酸脱水酵素（カー
ボニツク・アンヒドラーゼ）20mgを添加したもの
を、PH調節用緩衝液には0.5規定塩酸溶液を、不
活性ガスには100％O2をそれぞれ用いた。そして
過圧、CO2除去流量および透析液PHをそれぞれ
0mmHg、20ml／minおよび7.4に設定した。 このとき、体外循環血流量は開始時30ml／
min、最大80ml／min、平均で約50ml／minで、
透析液流量および不活性ガス流量は大約それぞれ
500ml／minおよび25／minであつた。そして
過圧および透析液PHはそれぞれ０〜5mmHgお
よび7.2〜7.6に制御され、CO2除去流量は最大
24.3ml／minであつた。 １時間の臨床治療で患者の血液のCO2分圧おび
HCO3 -濃度はそれぞれ43.6mmHgおよび
26.0mEq／に減少した。そしてこのときの血液
のPHは7.398と算出され理想値に極めて近い値に
なつた。 （発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば、透析
液を再生して循環使用する液々膜型の体外循環型
肺補助装置おいて、静脈圧ならびに体外循環血流
量、透析液流量および不活性ガス流量を患者等の
状態に応じた最適状態に制御することにより過
圧ならびにCO2除去流量を制御できるとともに、
透析液温度・PHも精度良く制御することができ、
安全かつ効率的装置の運転操作管理を極めて容易
にし、病院における操作者ならびに患者の負担を
著しく軽減することができる。
第１図はこの発明による装置の配管系統図、第
２図はその制御系のブロツク図、第３図は過圧
の制御のフローチヤート、第４図はCO2除去流量
の設定値に呼応した体外循環血流量、透析液流量
および不活性ガス流量の制御のフローチヤート、
第５図おび第６図はそれぞれ透析液PHおよび温度
の制御のフローチヤート、第７図および第８図は
それぞれ制御プログラムのメインルーチンおよび
割り込みルーチンのフローチヤートである。 １……血液ポンプ、２……透析器、３……ドリ
ツプチヤンバ、４……静脈圧調整器、５……透析
液ポンプ、６……流量計（透析液）、１０……放
散筒、１４……流量制御弁、１５……流量計（不
活性ガス）、１７……不活性ガス、１８……CO2
濃度計、３４……RAM、３８……ROM、３９
……CPU、４０……Ｉ／Ｏ、４１……インター
フエース部、４２……血液ポンプ制御回路、４３
……静脈圧制御回路、４４……透析液ポンプ制御
回路、４７……不活性ガス流量制御回路。
２図はその制御系のブロツク図、第３図は過圧
の制御のフローチヤート、第４図はCO2除去流量
の設定値に呼応した体外循環血流量、透析液流量
および不活性ガス流量の制御のフローチヤート、
第５図おび第６図はそれぞれ透析液PHおよび温度
の制御のフローチヤート、第７図および第８図は
それぞれ制御プログラムのメインルーチンおよび
割り込みルーチンのフローチヤートである。 １……血液ポンプ、２……透析器、３……ドリ
ツプチヤンバ、４……静脈圧調整器、５……透析
液ポンプ、６……流量計（透析液）、１０……放
散筒、１４……流量制御弁、１５……流量計（不
活性ガス）、１７……不活性ガス、１８……CO2
濃度計、３４……RAM、３８……ROM、３９
……CPU、４０……Ｉ／Ｏ、４１……インター
フエース部、４２……血液ポンプ制御回路、４３
……静脈圧制御回路、４４……透析液ポンプ制御
回路、４７……不活性ガス流量制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 患者の体外循環血液と透析液を透析器内で膜
を介して接触させ、血液中の二酸化炭素成分を透
析液中に移動させ、これを放散筒内で不活性ガス
と気液接触させてCO2として放散させて除去し、
透析液を再生して循環使用する肺補助装置におい
て、 透析器のろ過圧を制御する手段と、 前記手段によりろ過圧を制御した状態で、患者
の血液から移動したCO2成分を放散筒内で除去す
る際のCO2除去流量を制御する手段と、 を備えたことを特徴とする体外循環型肺補助装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110596A JPS60253457A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 体外循環型肺補助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110596A JPS60253457A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 体外循環型肺補助装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253457A JPS60253457A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH0463707B2 true JPH0463707B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=14539860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110596A Granted JPS60253457A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 体外循環型肺補助装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253457A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443233Y2 (ja) * | 1987-12-18 | 1992-10-13 | ||
| JP5869684B2 (ja) * | 2012-09-26 | 2016-02-24 | テルモ株式会社 | 生命維持装置のためのコントローラ及びその制御方法 |
| JP7347857B2 (ja) * | 2019-05-02 | 2023-09-20 | トランソニック システムズ インク | 静脈－静脈体外血液酸素化を受けている患者の心拍出量の計算 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2165006A5 (ja) * | 1971-12-14 | 1973-08-03 | Rhone Poulenc Sa | |
| JPS5532384A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-07 | Nippon Electric Co | Temperature control circuit |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59110596A patent/JPS60253457A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253457A (ja) | 1985-12-14 |
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