JPH0519069Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、透析槽内に超音波を送波しつつ透析
を行う超音波透析装置に関する。

［従来の技術］ 半透膜の内部に種々の低分子量溶質の混入した
ゾルを入れ、これを溶媒の中に浸し、低分子量溶
質を膜外に拡散させて、膜内のゾルを精製する装
置である透析装置が周知であり、第６図は血液の
人工透析を行うための従来の透析装置を示してい
る。

円筒状の透析槽１０の内部には、両端が透析槽
キヤツプ１２ａ及び１２ｂに取り付けられ半透膜
物質で形成された細管１４が多数装填されている
（便宜上５本のみ図示）。上方の透析槽キヤツプ１
２ａには透析槽１０内の半透膜細管１４に血液を
供給するための血液供給管１６が設けられてお
り、透析槽１０の下方側の透析槽キヤツプ１２ｂ
には透析処理の行われた血液を排出する血液排出
管１８が設けられている。

そして、透析槽１０の上側部には、溶媒である
透析液を透析槽１０内に供給するための透析液供
給管２０が設けられ、透析槽１０の下側部には、
透析液及び半透膜細管１４から透析液中に浸透し
た血液中の不要物を排出するための透析液排出管
２２が設けられている。

すなわち、上記従来の血液透析装置は、血液供
給管１６から血液が供給され、供給された血液は
透析液の充填された透析槽１０内の各半透膜細管
１４中を通過する。この半透膜細管１４中を通過
する間に血液中の不要物が半透膜細管から透析槽
１０内の透析液中に浸透し、この不要物の透析液
中への浸透により浄化された血液が血液排出管１
８から排出される。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来の透析装置（血液透析装置）によれ
ば、血液を透析処理するための所要時間は、長時
間（５時間程度）を必要とする。このように長時
間の処理時間を必要とするため、慢性腎不全患者
のように週に２，３回透析治療を受けなければな
らない者にとつては、拘束時間が非常に長くなつ
てしまうという問題があつた。

考案の目的 本考案は、上記問題点に鑑みなされたものであ
り、その目的は、透析槽内における透析作用を促
進させ、効率良くかつ短時間で透析処理を行うこ
とのできる超音波透析装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に、本考案に係る超音
波透析装置は、内部で透析処理を行う透析槽と、
該透析槽の外周で透析槽を挟んで互いに対向する
ように配設され透析槽内に超音波を送波する複数
の振動子対と、該複数の振動子対の各振動子に透
析促進用の超音波を送波させるための駆動信号を
供給する駆動信号出力部と、複数の振動子対のい
ずれか一方の振動子に透析槽内のキヤビテーシヨ
ン検出用の超音波を他方の振動子に向けて出力さ
せるための信号を供給する送信部と、前記他方の
振動子に入力した超音波に基づいてキヤビテーシ
ヨンの発生を検出する受信部と、前記駆動信号出
力部から各振動子への駆動信号供給を選択的にオ
ンオフ制御するとともに駆動信号供給の行われて
いないいずれかの振動子対の一方の振動子へ前記
送信部から信号を供給させ他方の振動子に入力さ
れたキヤビテーシヨン検出用超音波を前記受信部
へ送るように各振動子と送信部・受信部との接続
をオンオフ制御するスイツチング部と、受信部か
らのキヤビテーシヨン信号に基づいて駆動信号出
力部からの駆動信号の出力を制御する駆動制御部
と、を含むことを特徴としている。

［作用］ 本考案は、透析槽内部に超音波を照射しつつ透
析処理を行つた場合、超音波を照射しないで処理
した場合に比し透析槽内部での透析作用をより促
進させることができるという点に着目してなされ
たものであり、本考案に係る超音波透析装置によ
れば、透析槽の外周に透析槽を挟んで互いに対向
するように配設された複数の振動子対は、駆動信
号出力部からの駆動信号により透析槽内部に透析
作用を促進させるための超音波を送波することが
可能であり、この駆動信号出力部からの駆動信号
の供給は、スイツチング部により各振動子へ選択
して切り換えて行うことができる。

従つて、透析槽内部への超音波の送波を偏りな
く均一に行うことが可能であり、超音波振動によ
る透析作用の促進をより効果的に行うことができ
る。

更に、本考案によれば、複数の振動子対のいず
れか一方の振動子に透析槽内のキヤビテーシヨン
（気泡現象）発生検出用の超音波を出力させるた
めの信号を供給する送信部及び上記一方の振動子
に対向する位置に在る他方の振動子に入力した一
方の振動子からのキヤビテーシヨン発生検出用の
超音波の強度に基づいてキヤビテーシヨン発生の
有無を検出する受信部が設けられている。そし
て、上記スイツチング部の制御により、上記駆動
信号出力部からの駆動信号の供給が行われていな
い振動子対に送信部からの信号を供給し、他方の
振動子をキヤビテーシヨン発生検出用超音波の入
力用振動子に切り換えることができる。

これにより、キヤビテーシヨン発生の有無を検
出しつつ、透析槽内部への透析作用の促進用超音
波の送波を行うことができ、キヤビテーシヨンの
発生時には、これを迅速に検知して駆動制御部に
よつて送波する超音波の強度調整等の迅速な対応
が行われる。

［実施例］ 第１図は、本考案に係る超音波透析装置を血液
透析装置に用いた一実施例を示す概略斜視図であ
り、第６図に示した従来の血液透析装置と同様の
要素には同一の符号を付しその説明を省略する。

本考案の特徴的事項は、透析槽１０の外周に透
析槽１０を挟んで互いに対向するように複数の振
動子対を配設し、各振動子の駆動により透析槽１
０内に超音波を送波するようにしたことであり、
本実施例においては、２対の振動子２４ａ，２４
ｃ及び２４ｂ，２４ｄが透析槽１０の外側壁に四
方に分散して配設されている。

第２図は、上記第１図の実施例の平面図を示し
ており、説明の便宜上透析液供給管２０及び透析
液排出管２２の図示を省略している。

各振動子２４は、本実施例では透析槽１０から
離れた位置に配設されているが、図上破線で示す
ように各振動子２４と透析槽１０との間には整合
層２５を設けることが好適である。

この透析層１０内への超音波送波による透析作
用促進効果は、超音波の強度を高めることにより
増進させることができる。しかしながら、送波す
る超音波の強度の増加は、透析層１０内における
キヤビテーシヨン発生の危険を伴う。このキヤビ
テーシヨンが発生した場合には、血液中に気泡が
混入することとなり、人体に対し危険な状態が発
生する。そこで、最も効率良く透析作用の促進を
行うためには、キヤビテーシヨンを生じさせない
最も強い超音波を透析槽１０内に送波することが
望ましい。

そこで、本考案に係る超音波透析装置は、透析
促進用の超音波の送波と同時に透析槽内でのキヤ
ビテーシヨンの発生を検出する装置を設けたもの
である。

第３図は、本実施例の回路構成を示しており、
２対の振動子２４ａ，２４ｃ及び２４ｂ及び２４
ｄの各振動子には駆動信号出力部２６がスイツチ
ング部２８のスイツチ回路を介して接続されてい
る。この駆動信号出力部２６は、発振器２６ａ及
び電力アンプ２６ｂにて構成されており、各振動
子への駆動信号の供給を可能としてする。

すなわち、スイツチング部２８のスイツチＳ
１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４のオンオフ制御により、
それぞれ対応する振動子２４ａ，２４ｃ，２４ｂ
及び２４ｄへの駆動信号の供給、停止制御が行わ
れる。また、２対の振動子の各片一方の振動子に
キヤビテーシヨン検出用の超音波を送波させるた
めの信号を出力する送信部３０が設けられてい
る。この送信部３０は駆動信号を発振する発振器
３０ａと発振器３０ａからの出力を増幅する電力
アンプ３０ｂとから構成されており、本実施例で
はこの電力アンプ３０ｂからの増幅された駆動信
号は、スイツチング部２８のスイツチＳ５を介し
て振動子２４ａに供給可能とされ、スイツチＳ６
を介して振動子２４ｂへ供給可能としている。

振動子２４ａ及び２４ｂと対をなしている他方
の振動子２４ｃ及び２４ｄには、それぞれスイツ
チＳ７及びＳ８を介して受信部３２が接続されて
いる。この受信部３２は、振動子２４ａ又は２４
ｂが出力し、振動子２４ｃ又は２４ｄに入力され
たキヤビテーシヨン発生検出用の超音波を受信
し、この受信した超音波の強度に基づいてキヤビ
テーシヨン発生を検知する。この受信部３２は、
振動子２４ｃ及び２４ｄに入力された超音波信号
を増幅するための増幅器３２ａ、増幅された信号
を受信する受信器３２ｂ及び受信された信号に基
づいてキヤビテーシヨンの発生を検出する検出器
３２ｃから構成されている。

また、スイツチング部２８には、スイツチＳ１
〜Ｓ８のオンオフ切換制御を行う制御回路３４が
設けられており、この制御回路３４によりスイツ
チＳ１〜Ｓ８をオンオフ切換えすることによつ
て、透析促進用の超音波を透析槽１０内に送波さ
せるとともに、キヤビテーシヨン検出用の超音波
を送波し、キヤビテーシヨンの発生を監視しつつ
透析を行うことができるものである。

更に、受信部３２には、駆動信号出力部２６の
駆動信号出力を制御することにより、各振動子か
らの超音波出力の強度を調整することのできる駆
動制御部３５が接続されている。

次に、本実施例の動作について説明する。

本実施例では、２対の振動子２４ａ，２４ｃ及
び２４ｂ，２４ｄのうち透析促進用の超音波の送
波を行つていない振動子対を透析槽１０内でのキ
ヤビテーシヨン発生の検出用に使用するものであ
り、スイツチング部２８の制御回路３４によつて
スイツチＳ１〜Ｓ８のオンオフ切換えを行うこと
によりこれを行う。

すなわち、駆動信号出力部２６から各振動子２
４ａ〜２４ｄへの透析作用促進用の超音波を発生
させるための駆動信号の供給が、スイツチＳ１〜
Ｓ４をオンオフ制御することにより行われる。そ
して、キヤビテーシヨン検出用超音波の出力及び
入力のための振動子の切換えは、スイツチＳ５〜
Ｓ８のオンオフ切換えによつて行われる。

第４図は、これらスイツチＳ１〜Ｓ８のオンオ
フ切換えのタイムチヤートを示す図であり、本実
施例の場合、まずスイツチＳ１及びＳ２がオンさ
れ、振動子２４ａ及び振動子２４ｃから透析促進
用の超音波が透析槽１０内に送波される。このと
きスイツチＳ３及びＳ４はオフ状態に制御されて
おり、振動子２４ｂ及び２４ｄからは透析促進用
の超音波の送波は行われていない。そして、この
ときスイツチＳ６及びＳ８はオン状態となつてお
り、振動子２４ｂにはスイツチＳ６を介して送信
部３０からキヤビテーシヨン検出用の超音波を発
生させるための信号が供給されている。

そして、振動子２４ｄはスイツチＳ８を介して
受信部３２に接続されており、振動子２４ｂから
出力されたキヤビテーシヨン検出用超音波が入力
され、この入力に基づいて検出器３２ｃはキヤビ
テーシヨン発生の有無の検出を行つている。この
ときスイツチＳ５及びＳ７はオフ状態とされてい
る。

このキヤビテーシヨンの検出では、人体に悪影
響を与えるキヤビテーシヨンの発生を迅速に検出
することができ、受信部３２はキヤビテーシヨン
検出信号を駆動制御部３５に供給する。

そして、駆動制御部３５は、駆動信号出力部２
６に出力制御信号を供給し、駆動信号出力部２６
からの駆動信号に基づいて振動子から発せられる
透析促進用の超音波の強度を低下させる。

また、予め危険なキヤビテーシヨンの発生する
超音波強度を本装置により確認しておくことによ
り、この強度に近い値に徐々に出力を高めていく
ことにより、キヤビテーシヨンの発生を未然に防
止しつつ超音波の送波を行うことができる。

以上のように、２対の振動子対のうち透析促進
用の超音波を送波していない振動子対をキヤビテ
ーシヨン発生の検出用の入出力装置として有効に
利用することができる。

次に、透析槽１０内への超音波の送波を均一に
偏りなく行うため、スイツチＳ１及びＳ２がオフ
され、スイツチＳ３及びＳ４がオンされる。この
とき同時にスイツチＳ５及びＳ７がオンされる。
これにより、振動子２４ｂ及び２４ｄからは透析
促進用の超音波が送波され、これとともに振動子
２４ａからはスイツチＳ５を介して送信部３０か
ら供給された駆動信号によりキヤビテーシヨン発
生検出用の超音波が出力される。そして、振動子
２４ｃに入力された超音波信号はスイツチＳ７を
介して受信部３２に供給され検出器３２ｃによつ
てキヤビテーシヨン発生の有無の検出が行われ
る。

以上のスイツチング制御により、超音波送波の
１サイクルが終了し、このサイクルを繰返し行う
ことにより、透析処理中において透析促進用の超
音波送波及びキヤビテーシヨン発生検出用の超音
波の出入力を行うことができるものである。

ここで、検出器３２ｃによるキヤビテーシヨン
の発生の有無の検出方法について説明する。

１対の振動子対のうち片一方の振動子から出力
されたキヤビテーシヨン発生検出用の超音波の強
度を徐々に上げていつた場合、第５図Ａに示すよ
うに、他方の振動子において入力される超音波の
入力強度は出力強度を上昇させるにつれて上昇す
る。しかしながら、透析槽１０内にキヤビテーシ
ヨンが発生した場合には、第５図Ｂに示すよう
に、超音波の出力強度を上昇させても入力強度は
キヤビテーシヨン発生時から上昇せず入出力の関
係は線形性を失う。従つて、検出器３２ｃでは送
信部３０の発振器３０ａの出力強度及び受信器３
２ｂからの入力強度を監視することによりキヤビ
テーシヨンの発生を検出している。

このように、本実施例によれば、２対の振動子
のうち１対を順次選択的に透析促進用の超音波を
送波する振動子として用い、他の１対の振動子を
キヤビテーシヨン検出用の入出力装置として使用
することができ、透析処理中における透析促進用
超音波の均一な送波及び該超音波の送波によるキ
ヤビテーシヨン発生の有無を検出監視し、キヤビ
テーシヨン発生時における迅速な対応が可能とな
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案に係る超音波透析
装置によれば、透析槽内に超音波を偏りなく均一
に送波することができ、透析槽内における透析作
用の効率の向上を達成することができる。更に、
所定の１対の振動子対をキヤビテーシヨン検出用
の入出力装置として用いることにより、透析処理
中の透析槽内におけるキヤビテーシヨンの発生を
常時監視することができ、キヤビテーシヨン発生
時には迅速に超音波出力強度低下を行うことがで
きる。これにより、効率の良い超音波の操作を行
うことができ、透析処理時間の短縮を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る超音波透析装置の一実施
例を示す概略斜視図、第２図は同実施例の概略平
面図、第３図は同実施例の回路構成図、第４図は
同実施例のスイツチング部のスイツチオンオフ切
換えのタイムチヤート図、第５図Ａ及びＢはキヤ
ビテーシヨン発生検出用超音波の出力強度と入力
強度との関係を示すグラフ図、第６図は従来の血
液透析装置の説明図である。 １０……透析槽、１６……血液供給管、１８…
…血液排出管、２４……振動子、２６……駆動信
号出力部、２８……スイツチング部、３０……送
信部、３２……受信部、３４……制御回路、３５
……駆動制御部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内部で透析処理を行う透析槽と、 該透析槽の外周で透析槽を挟んで互いに対向す
   るように配設され透析槽内に超音波を送波する複
   数の振動子対と、 該複数の振動子対の各振動子に透析促進用の超
   音波を送波させるための駆動信号を供給する駆動
   信号出力部と、 複数の振動子対のうちいずれか１対の振動子の
   一方の振動子に透析槽内のキヤビテーシヨン発生
   検出用の超音波を他方の振動子に向けて出力させ
   るための信号を供給する送信部と、 前記他方の振動子に入力した超音波に基づいて
   キヤビテーシヨンの発生を検出する受信部と、 前記駆動信号出力部から各振動子への駆動信号
   供給を選択的にオンオフ制御するとともに駆動信
   号供給の行われていないいずれかの振動子対の一
   方の振動子へ前記送信部から信号を供給させ他方
   の振動子に入力されたキヤビテーシヨン検出用超
   音波を前記受信部へ送るように各振動子と送信
   部・受信部との接続をオンオフ制御するスイツチ
   ング部と、 受信部からのキヤビテーシヨン信号に基づいて
   駆動信号出力部からの駆動信号の出力を制御する
   駆動制御部と、 を含むことを特徴とする超音波透析装置。