JPH05192399A - 人工腎臓およびその制御方法 - Google Patents
人工腎臓およびその制御方法Info
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- JPH05192399A JPH05192399A JP4216219A JP21621992A JPH05192399A JP H05192399 A JPH05192399 A JP H05192399A JP 4216219 A JP4216219 A JP 4216219A JP 21621992 A JP21621992 A JP 21621992A JP H05192399 A JPH05192399 A JP H05192399A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は人工腎臓に関するものである。
【構成】 本発明による人工腎臓は、半透過性膜４によ
り分離されている２個の隔室を有しており、第１隔室２
は血液流を身体外部に運ぶためのサーキットに連結され
ている交換器１；血液流を身体外部に運ぶためのサーキ
ットに、あるいはまた交換器の第２隔室３の入口部に連
結するのに適している無菌液供給源；および膜内外圧力
差値の関数として、無菌液供給源を、交換器の第２隔室
の入口部または血液流を身体外部に運ぶためのサーキッ
トのどちらかに、連結するための制御手段；からなる。
この人工腎臓は一時的な腎臓機能不全に被患している患
者に対して最適浄化処置を提供する。
り分離されている２個の隔室を有しており、第１隔室２
は血液流を身体外部に運ぶためのサーキットに連結され
ている交換器１；血液流を身体外部に運ぶためのサーキ
ットに、あるいはまた交換器の第２隔室３の入口部に連
結するのに適している無菌液供給源；および膜内外圧力
差値の関数として、無菌液供給源を、交換器の第２隔室
の入口部または血液流を身体外部に運ぶためのサーキッ
トのどちらかに、連結するための制御手段；からなる。
この人工腎臓は一時的な腎臓機能不全に被患している患
者に対して最適浄化処置を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は人工腎臓に関するもので
あり、特に事故または外科手術の後に、彼等自身の腎臓
の使用が一時的に停止されている患者を処置するための
人工腎臓に関するものである。
あり、特に事故または外科手術の後に、彼等自身の腎臓
の使用が一時的に停止されている患者を処置するための
人工腎臓に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のような患者に見い出される一般的
欠陥状態においては、永久的腎機能不全の患者に与えら
れるような強い処置、すなわち１週間に２回の４時間に
わたる慣用の繰返し血液透析または血液濾過を彼等に受
けさせることはできない。これは、このような繰返し処
置がもたらす内部液体平衡の急速な変化が、処置室に残
される患者を一般的に耐えられないものにする強いスト
レスの下に、彼等の心臓血管系をさらす作用を有するか
らである。
欠陥状態においては、永久的腎機能不全の患者に与えら
れるような強い処置、すなわち１週間に２回の４時間に
わたる慣用の繰返し血液透析または血液濾過を彼等に受
けさせることはできない。これは、このような繰返し処
置がもたらす内部液体平衡の急速な変化が、処置室に残
される患者を一般的に耐えられないものにする強いスト
レスの下に、彼等の心臓血管系をさらす作用を有するか
らである。
【０００３】従って、このような患者の血液を浄化し、
彼等の組織中に蓄積している水分の一部分を除去するた
めに、非常に強くはないが、連続的であり、突然の変化
がないことから身体が容易に耐えられ、かつまた動き回
る状態にない人達にも受け入れられる処置が実用され
る。
彼等の組織中に蓄積している水分の一部分を除去するた
めに、非常に強くはないが、連続的であり、突然の変化
がないことから身体が容易に耐えられ、かつまた動き回
る状態にない人達にも受け入れられる処置が実用され
る。
【０００４】通常、上記のような患者は２種の処置、す
なわち連続血液濾過および連続血液透析を受ける。血液
濾過は半透過性膜を通す限外濾過によって、血液から不
純物含有血漿水の一部分を除去することにもとずいてい
る。この移動は膜を横切る圧力差によって行なわれる。
一般に除去される濾液の量よりも少ない量の代用液を同
時的に患者に灌流させることができ、この量差は患者か
ら失なわれてもよいと見做される量に相当する。
なわち連続血液濾過および連続血液透析を受ける。血液
濾過は半透過性膜を通す限外濾過によって、血液から不
純物含有血漿水の一部分を除去することにもとずいてい
る。この移動は膜を横切る圧力差によって行なわれる。
一般に除去される濾液の量よりも少ない量の代用液を同
時的に患者に灌流させることができ、この量差は患者か
ら失なわれてもよいと見做される量に相当する。
【０００５】この限外濾過の一定時間内に処理される
量、すなわちこの血液濾過処置の効率は、フィルターの
特性（基本的に膜の種類および面積）およびフィルター
を通過する血液の流速の両方によって制限され、この流
速は連続処置期間中にわたり、比較的遅い（永久的腎臓
機能不全を有する患者の処置期間中の１２〜２１リット
ル／時間に比較して、４〜１２リットル／時間）。
量、すなわちこの血液濾過処置の効率は、フィルターの
特性（基本的に膜の種類および面積）およびフィルター
を通過する血液の流速の両方によって制限され、この流
速は連続処置期間中にわたり、比較的遅い（永久的腎臓
機能不全を有する患者の処置期間中の１２〜２１リット
ル／時間に比較して、４〜１２リットル／時間）。
【０００６】血液透析処置中には、血液中の不純物は、
血液濾過の場合におけるように半透過性膜を通過する血
漿水分流の対流によって伴出されるのではないが、その
代りに、これらの不純物は、半透過性膜の血液中に浸さ
れていない方の面が除去されるべき物質を含有していな
い透析液流によって潤されることによって、この半透過
性膜を通して拡散される。次いで、この膜を横切る濃度
差によって移動が生じる。
血液濾過の場合におけるように半透過性膜を通過する血
漿水分流の対流によって伴出されるのではないが、その
代りに、これらの不純物は、半透過性膜の血液中に浸さ
れていない方の面が除去されるべき物質を含有していな
い透析液流によって潤されることによって、この半透過
性膜を通して拡散される。次いで、この膜を横切る濃度
差によって移動が生じる。
【０００７】指定タイプの高透過性フィルターの場合に
は、同一血液流速および透析液流速を適度に選択するこ
とによって、血液濾過の場合よりも、血液透析によっ
て、低分子量不純物のさらに効果的な浄化を得ることが
できる。これに対して、血液濾過は、組織中に蓄積する
水分の一部分を除去することに加えて、拡散によっては
ほとんど移動しないか、または全く移動しない高分子量
の不純物を除去することができる。
は、同一血液流速および透析液流速を適度に選択するこ
とによって、血液濾過の場合よりも、血液透析によっ
て、低分子量不純物のさらに効果的な浄化を得ることが
できる。これに対して、血液濾過は、組織中に蓄積する
水分の一部分を除去することに加えて、拡散によっては
ほとんど移動しないか、または全く移動しない高分子量
の不純物を除去することができる。
【０００８】上記から理解されるように、腎機能不全の
患者の血液を効果的に浄化するためには、患者に血液濾
過による処置と血液透析による処置との両方を施すこと
が望ましい。
患者の血液を効果的に浄化するためには、患者に血液濾
過による処置と血液透析による処置との両方を施すこと
が望ましい。
【０００９】ヨーロッパ特許第０，２５６，９５６号に
はこれらの処置を交互に、または同時的に行なうことが
できる人工腎臓が記載されている。この腎臓は半透過性
膜によって分離されている２個の隔室を有する交換器を
包含している。第１の隔室は身体外部に血液流を運ぶた
めのサーキットに連結されている。第２の隔室は無菌透
析液の第１容器に３部式バルブによって連結することが
できる入口部と透析廃液および血液濾液を採取するため
の第２容器に連結している出口部とを有する。
はこれらの処置を交互に、または同時的に行なうことが
できる人工腎臓が記載されている。この腎臓は半透過性
膜によって分離されている２個の隔室を有する交換器を
包含している。第１の隔室は身体外部に血液流を運ぶた
めのサーキットに連結されている。第２の隔室は無菌透
析液の第１容器に３部式バルブによって連結することが
できる入口部と透析廃液および血液濾液を採取するため
の第２容器に連結している出口部とを有する。
【００１０】この３部式バルブはまた、交換器から下流
で第１容器を血液サーキットに連結する役目を果し、こ
の場合には、無菌透析液は注入できる代用液として使用
することができる。この無菌液は自発的に流動すること
ができ、あるいはポンプによって移動させることがで
き、濾液または透析廃液の抽出に使用される。この人工
腎臓を用いる処置方法は医師の指示にもとずき、この３
部式バルブを操作することによって、手動式で選択され
る。
で第１容器を血液サーキットに連結する役目を果し、こ
の場合には、無菌透析液は注入できる代用液として使用
することができる。この無菌液は自発的に流動すること
ができ、あるいはポンプによって移動させることがで
き、濾液または透析廃液の抽出に使用される。この人工
腎臓を用いる処置方法は医師の指示にもとずき、この３
部式バルブを操作することによって、手動式で選択され
る。
【００１１】
【発明の開示】本発明の目的は上記タイプの人工腎臓を
提供することにあるが、本発明の処置方法は自動式に選
択され、医師の指示が与えられた患者に対し最高の浄化
を確実にすることができる。
提供することにあるが、本発明の処置方法は自動式に選
択され、医師の指示が与えられた患者に対し最高の浄化
を確実にすることができる。
【００１２】本発明にしたがい、この目的が次の構成か
らなる人工腎臓によって達成される：血液流を身体外部
に運ぶサーキット；このサーキットは無菌液供給源に連
結することができる、半透過性膜によって分離されてい
る２個の隔室を有し、第１の隔室が血液を身体外部に運
ぶためのサーキットに連結しており、そして第２の隔室
が無菌液供給源に連結できる入口部を有する交換器、交
換器の第１隔室と第２隔室との間に正の膜内外圧力差
（transmembranepressure）を確立するための手段、交
換器の膜内外圧力差の基準値を測定するための手段、お
よび上記測定値が予め定められた閾値より大きい場合
に、交換器の第２隔室の入口部に無菌液供給源を連結さ
せるための制御手段。
らなる人工腎臓によって達成される：血液流を身体外部
に運ぶサーキット；このサーキットは無菌液供給源に連
結することができる、半透過性膜によって分離されてい
る２個の隔室を有し、第１の隔室が血液を身体外部に運
ぶためのサーキットに連結しており、そして第２の隔室
が無菌液供給源に連結できる入口部を有する交換器、交
換器の第１隔室と第２隔室との間に正の膜内外圧力差
（transmembranepressure）を確立するための手段、交
換器の膜内外圧力差の基準値を測定するための手段、お
よび上記測定値が予め定められた閾値より大きい場合
に、交換器の第２隔室の入口部に無菌液供給源を連結さ
せるための制御手段。
【００１３】本発明の特徴にしたがい、この制御手段は
また、上記測定値が第２の予め定められた閾値（この閾
値は第１の閾値より小さい）より小さい場合に、血液流
を身体外部に運ぶためのサーキットに、無菌液供給源が
連結されるように設計されている。
また、上記測定値が第２の予め定められた閾値（この閾
値は第１の閾値より小さい）より小さい場合に、血液流
を身体外部に運ぶためのサーキットに、無菌液供給源が
連結されるように設計されている。
【００１４】本発明のもう一つの特徴にしたがい、この
制御手段はまた、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入
口部に連結するタイミング シークエンスおよび無菌液
供給源と、血液流を身体外部に運ぶためのサーキットと
を連結するタイミング シークエンスが交互に始動され
るように設計されている。
制御手段はまた、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入
口部に連結するタイミング シークエンスおよび無菌液
供給源と、血液流を身体外部に運ぶためのサーキットと
を連結するタイミング シークエンスが交互に始動され
るように設計されている。
【００１５】本発明のもう一つの目的は上記タイプの人
工腎臓の制御方法を提供することにあり、この方法は次
の工程からなる：交換器内の膜内外圧力差の基準値を測
定する工程、この測定値を予め定められた閾値と比較す
る工程、およびこの測定値が予め定められた閾値よりも
大きい場合に、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入口
部に連結させる工程。
工腎臓の制御方法を提供することにあり、この方法は次
の工程からなる：交換器内の膜内外圧力差の基準値を測
定する工程、この測定値を予め定められた閾値と比較す
る工程、およびこの測定値が予め定められた閾値よりも
大きい場合に、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入口
部に連結させる工程。
【００１６】本発明のもう一つの方法にしたがう場合に
は、この方法はまた、次の工程をさらに包含する：上記
膜内外圧力差の基準測定値を第２の予め定められた閾値
（この第２の閾値は第１の閾値よりも小さい）と比較す
る工程；およびこの測定値が第２の閾値よりも小さい場
合に、無菌液供給源と、血液流を身体外部に運ぶサーキ
ットとを連結させる工程。
は、この方法はまた、次の工程をさらに包含する：上記
膜内外圧力差の基準測定値を第２の予め定められた閾値
（この第２の閾値は第１の閾値よりも小さい）と比較す
る工程；およびこの測定値が第２の閾値よりも小さい場
合に、無菌液供給源と、血液流を身体外部に運ぶサーキ
ットとを連結させる工程。
【００１７】本発明のもう一つの変法にしたがう場合に
は、この方法は次の工程をさらに包含する：上記測定値
が予め定められた閾値に達した場合に、無菌液供給源と
交換器の第２隔室の入口部との連結および無菌液供給源
と血液流を身体外部に運ぶためのサーキットとの連結
を、タイミング シークエンスで交互に行なう工程。
は、この方法は次の工程をさらに包含する：上記測定値
が予め定められた閾値に達した場合に、無菌液供給源と
交換器の第２隔室の入口部との連結および無菌液供給源
と血液流を身体外部に運ぶためのサーキットとの連結
を、タイミング シークエンスで交互に行なう工程。
【００１８】本発明のその他の特徴および利点は以下の
説明を読むことによって明白になる。添付図面を参考に
することができ、図１は本発明の人工腎臓の第１態様の
略式一覧図であり、そして図２は本発明の人工腎臓の第
２態様の略式一覧図である。
説明を読むことによって明白になる。添付図面を参考に
することができ、図１は本発明の人工腎臓の第１態様の
略式一覧図であり、そして図２は本発明の人工腎臓の第
２態様の略式一覧図である。
【００１９】図１において、本発明の人工腎臓は、半透
過性膜４によって分離されている２個の隔室２および３
を有する交換器１を包含するものとして見ることができ
る。隔室２は血液流を身体外部に運ぶためのサーキット
に連結しており、このサーキットはそこに配置されてい
る循環ポンプ６を有する上流ダクト５および下流ダクト
７からなる。これらのダクト５および７はそれぞれ、バ
ブル トラップ８または９をそれぞれ有しており、これ
らのダクトの自由な方の未端には、これらのダクトを患
者１０の血管循環系に連結することができる針状または
カテーテル状のコネクターがそれぞれ備えられている。
過性膜４によって分離されている２個の隔室２および３
を有する交換器１を包含するものとして見ることができ
る。隔室２は血液流を身体外部に運ぶためのサーキット
に連結しており、このサーキットはそこに配置されてい
る循環ポンプ６を有する上流ダクト５および下流ダクト
７からなる。これらのダクト５および７はそれぞれ、バ
ブル トラップ８または９をそれぞれ有しており、これ
らのダクトの自由な方の未端には、これらのダクトを患
者１０の血管循環系に連結することができる針状または
カテーテル状のコネクターがそれぞれ備えられている。
【００２０】無菌代用液／透析液用の第１容器１１は循
環ポンプ１３を備えた共通ダクト１２を経て３個のダク
ト１４，１５および１６に連結されており、これら３個
のダクト１４，１５および１６はそれぞれ、交換器の隔
室３の入口部、上流バブルトラップ８および下流バブル
トラップ９に連結されている。電磁性クランプなどの
ような遮断手段１７，１８および１９がそれぞれダクト
１４，１５および１６に設置されており、これによって
これらのダクトのうちの一方または他方に容器１１を選
択的に連結することができる。
環ポンプ１３を備えた共通ダクト１２を経て３個のダク
ト１４，１５および１６に連結されており、これら３個
のダクト１４，１５および１６はそれぞれ、交換器の隔
室３の入口部、上流バブルトラップ８および下流バブル
トラップ９に連結されている。電磁性クランプなどの
ような遮断手段１７，１８および１９がそれぞれダクト
１４，１５および１６に設置されており、これによって
これらのダクトのうちの一方または他方に容器１１を選
択的に連結することができる。
【００２１】廃液（血液濾液および／または排出透析
液）を採集するための第２容器２０はダクト２１によっ
て交換器１の隔室３の出口部に連結されており、このダ
クト２１は隔室３の内部に可変性吸引力を確立するため
の抽出ポンプ２２によって代表される手段を有してい
る。
液）を採集するための第２容器２０はダクト２１によっ
て交換器１の隔室３の出口部に連結されており、このダ
クト２１は隔室３の内部に可変性吸引力を確立するため
の抽出ポンプ２２によって代表される手段を有してい
る。
【００２２】２個の容器１１および２０は無菌液の量お
よび廃液の量を測定し、かつまた制御装置２４に信号を
送るためのスケールなどの手段２３に連結されている。
この制御装置はまた、２個の圧力センサー２５および２
６により送られる信号を受け取る。これらの圧力センサ
ー２５および２６はそれぞれ、交換器１からの血液循環
下降流および交換器１と抽出ポンプ２２との間の廃液サ
ーキットに設置されている。
よび廃液の量を測定し、かつまた制御装置２４に信号を
送るためのスケールなどの手段２３に連結されている。
この制御装置はまた、２個の圧力センサー２５および２
６により送られる信号を受け取る。これらの圧力センサ
ー２５および２６はそれぞれ、交換器１からの血液循環
下降流および交換器１と抽出ポンプ２２との間の廃液サ
ーキットに設置されている。
【００２３】以下で説明する方法により、この制御装置
２４は、これらの測定された重量および圧力にもとづ
き、かつまた無菌液と廃液との間の平衡または望まれる
不平衡に相当する基準重量損失速度ＱWLにもとずき、別
段のことがないかぎり、ポンプ１３の流速が固定値に調
整されているものとして、クランプ１７および１９の開
閉およびポンプ２２の流速を制御するべく動作する。
２４は、これらの測定された重量および圧力にもとづ
き、かつまた無菌液と廃液との間の平衡または望まれる
不平衡に相当する基準重量損失速度ＱWLにもとずき、別
段のことがないかぎり、ポンプ１３の流速が固定値に調
整されているものとして、クランプ１７および１９の開
閉およびポンプ２２の流速を制御するべく動作する。
【００２４】この人工腎臓の操作を説明する前に、上記
の血液濾過の要旨に簡単な説明を加える必要がある。交
換器を通る限外濾過液の流速は交換器の２個の隔室間に
存在する圧力差（すなわち、膜内外圧力差）の関数であ
り、またこの流速は交換器を通る血液の流速によって、
およびまた大きい程度にまたは小さい程度に透過性であ
ることができる膜の面積および性質によって制限され
る。濃厚過ぎる血液による交換器のつまり形成の危険を
回避することなく、血液からその血漿水の３分の１以上
を抽出することはできない。
の血液濾過の要旨に簡単な説明を加える必要がある。交
換器を通る限外濾過液の流速は交換器の２個の隔室間に
存在する圧力差（すなわち、膜内外圧力差）の関数であ
り、またこの流速は交換器を通る血液の流速によって、
およびまた大きい程度にまたは小さい程度に透過性であ
ることができる膜の面積および性質によって制限され
る。濃厚過ぎる血液による交換器のつまり形成の危険を
回避することなく、血液からその血漿水の３分の１以上
を抽出することはできない。
【００２５】これら２種の制限因子に加えて、血液の性
質の変化に関連する第３の制限因子が存在する。定めら
れた性質の膜および交換器を通る血液の定められた流速
において、限外濾過速度は実質的に一定の数値に急速に
到達する傾向がある。この現象は膜内外圧力差によって
生じる血漿運搬効果の下で、血漿タンパク質が膜付近に
蓄積し、膜内外圧力差を制限する浸透圧を高めるという
事実によるものである。
質の変化に関連する第３の制限因子が存在する。定めら
れた性質の膜および交換器を通る血液の定められた流速
において、限外濾過速度は実質的に一定の数値に急速に
到達する傾向がある。この現象は膜内外圧力差によって
生じる血漿運搬効果の下で、血漿タンパク質が膜付近に
蓄積し、膜内外圧力差を制限する浸透圧を高めるという
事実によるものである。
【００２６】上記の観点から、本発明の人工腎臓は次の
原則にもとづいて操作する。腎機能を失ったばかりの患
者を先ず、血液濾過によって処置する。次いで、容器１
１中に含有されている無菌液を代用液として使用して、
患者中に灌流させる。この期間の開始時点または期間中
に、浄化速度が不充分であると見做された場合には、医
師は次いで、交換器内の膜内外圧力差を高め（以下に詳
細に説明する指示による）、この圧力が最高限外濾過速
度に実質的に相当する閾値よりも大きくなるようにし、
次いで容器１１からの無菌液を用いて、血液透析モード
で自動的に動作し始める。この際に、この無菌液は透析
液として用いられ、交換器１を通過して流動する。
原則にもとづいて操作する。腎機能を失ったばかりの患
者を先ず、血液濾過によって処置する。次いで、容器１
１中に含有されている無菌液を代用液として使用して、
患者中に灌流させる。この期間の開始時点または期間中
に、浄化速度が不充分であると見做された場合には、医
師は次いで、交換器内の膜内外圧力差を高め（以下に詳
細に説明する指示による）、この圧力が最高限外濾過速
度に実質的に相当する閾値よりも大きくなるようにし、
次いで容器１１からの無菌液を用いて、血液透析モード
で自動的に動作し始める。この際に、この無菌液は透析
液として用いられ、交換器１を通過して流動する。
【００２７】さらに詳細に言えば、本発明の人工腎臓は
次のとおりに操作する。処置期間の開始前に、操作者は
望まれる基準血液流速ＱB および望まれる重量損失速度
ＱWLの両方について、医師による指示にしたがい、制御
装置のメモリイに保存する（ここで、ＱWLは限外濾過流
速と代用液流速との間の所望の差であると定義され
る）。
次のとおりに操作する。処置期間の開始前に、操作者は
望まれる基準血液流速ＱB および望まれる重量損失速度
ＱWLの両方について、医師による指示にしたがい、制御
装置のメモリイに保存する（ここで、ＱWLは限外濾過流
速と代用液流速との間の所望の差であると定義され
る）。
【００２８】そのメモリイに予め保存されている相当す
る関係にしたがい、制御装置２４は、使用される交換器
に特異的な膜内外圧力差の高い方の閾値ＴＭＰ1 および
低い方の閾値ＴＭＰ2 と血液流速値ＱB とを自動的に関
係させる。ＴＭＰ1 は有利には、限外濾過流速が選択さ
れた血液流速ＱB において、実質的に一定にとどまる、
高い方の膜内外圧力差に相当する。
る関係にしたがい、制御装置２４は、使用される交換器
に特異的な膜内外圧力差の高い方の閾値ＴＭＰ1 および
低い方の閾値ＴＭＰ2 と血液流速値ＱB とを自動的に関
係させる。ＴＭＰ1 は有利には、限外濾過流速が選択さ
れた血液流速ＱB において、実質的に一定にとどまる、
高い方の膜内外圧力差に相当する。
【００２９】初めのダクトのすすぎおよび充填の後に、
そしてまた血液流を身体外部に運ぶサーキットが患者１
０の血管循環系に連結された後に、ポンプ６および１３
を一定の流速に調整する。
そしてまた血液流を身体外部に運ぶサーキットが患者１
０の血管循環系に連結された後に、ポンプ６および１３
を一定の流速に調整する。
【００３０】患者の血液を中程度に浄化するか、あるい
はさらに強く浄化するかに応じて、２種の状況が生じ
る。中程度の浄化の場合には、無菌液ポンプ１３の流速
ＱINはＴＭＰ1 引く重量損失流速ＱWLに相当する限外濾
過流速よりも遅くなるように選択する。圧力センサー２
５および２６によって送られるデータから測定されるも
のとして、制御装置２４により行なわれる、ＴＭＰ1 と
交換器１内の膜内外圧力差との間の比較結果はＴＭＰ1
が大きいことを指示するから、この制御装置はクランプ
１７および１８を閉じたままにし、かつまたクランプ１
９を開ける。この場合に、この腎臓は血液濾過モードで
動作し、容器１１内に含有されている無菌液は患者に灌
流され、次いでポンプ２２により隔室３に確立される吸
引力により交換器１内で抽出された濾液が第２容器２０
を満たす。このポンプ２２はスケール２３によって提供
されるデータの関数としての永久的ベースにもとづき制
御装置２４によって制御され、これによって、真の重量
損失速度が所望の重量損失速度ＱWLと等しくなる。
はさらに強く浄化するかに応じて、２種の状況が生じ
る。中程度の浄化の場合には、無菌液ポンプ１３の流速
ＱINはＴＭＰ1 引く重量損失流速ＱWLに相当する限外濾
過流速よりも遅くなるように選択する。圧力センサー２
５および２６によって送られるデータから測定されるも
のとして、制御装置２４により行なわれる、ＴＭＰ1 と
交換器１内の膜内外圧力差との間の比較結果はＴＭＰ1
が大きいことを指示するから、この制御装置はクランプ
１７および１８を閉じたままにし、かつまたクランプ１
９を開ける。この場合に、この腎臓は血液濾過モードで
動作し、容器１１内に含有されている無菌液は患者に灌
流され、次いでポンプ２２により隔室３に確立される吸
引力により交換器１内で抽出された濾液が第２容器２０
を満たす。このポンプ２２はスケール２３によって提供
されるデータの関数としての永久的ベースにもとづき制
御装置２４によって制御され、これによって、真の重量
損失速度が所望の重量損失速度ＱWLと等しくなる。
【００３１】患者１０の血液が初期の選択された流速Ｑ
INによって非常にゆっくりと浄化されているものと医師
が判断した場合には、この流速は早くしなければならな
い。この流速ＱINを早くして、ＴＭＰ1 引く重量損失流
速ＱWLに相当する限外濾過流速より早くするかまたは等
しくする場合には、交換器１内で測定される膜内外圧力
差はＴＭＰ2 より大きくなるか、または等しくなり、制
御装置２４はクランプ１９を閉じ、同時的にクランプ１
７を開け、そしてクランプ１８は閉じたままにする。
INによって非常にゆっくりと浄化されているものと医師
が判断した場合には、この流速は早くしなければならな
い。この流速ＱINを早くして、ＴＭＰ1 引く重量損失流
速ＱWLに相当する限外濾過流速より早くするかまたは等
しくする場合には、交換器１内で測定される膜内外圧力
差はＴＭＰ2 より大きくなるか、または等しくなり、制
御装置２４はクランプ１９を閉じ、同時的にクランプ１
７を開け、そしてクランプ１８は閉じたままにする。
【００３２】次いで、この人工腎臓は「血液透析−濾
過」（ｈｅｍｏｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）モードで
動作する。このモードでは、透析の効果が限外濾過効果
と組合されており、第１容器１１内に含有されている無
菌液は次いで、血漿水が限外濾過により移動しつづいて
いる交換器１の隔室３中に流入する。クランプ１７の開
放は液を交換器１の隔室３中に流入させ、膜内外圧力差
を低下させる。膜内外圧力差がＴＭＰ2 のレベルに達し
た時点で、次いで制御装置２４はクランプ１７および１
９の状態を転換させ、この人工腎臓は膜内外圧力差がＴ
ＭＰ1 のレベルに再び達するまで、血液濾過モードに戻
り、これを繰返す。
過」（ｈｅｍｏｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）モードで
動作する。このモードでは、透析の効果が限外濾過効果
と組合されており、第１容器１１内に含有されている無
菌液は次いで、血漿水が限外濾過により移動しつづいて
いる交換器１の隔室３中に流入する。クランプ１７の開
放は液を交換器１の隔室３中に流入させ、膜内外圧力差
を低下させる。膜内外圧力差がＴＭＰ2 のレベルに達し
た時点で、次いで制御装置２４はクランプ１７および１
９の状態を転換させ、この人工腎臓は膜内外圧力差がＴ
ＭＰ1 のレベルに再び達するまで、血液濾過モードに戻
り、これを繰返す。
【００３３】本発明の人工腎臓においては、このように
して、患者の血液が、血液濾過相および血液透析−濾過
相の交代によって迅速に浄化され、この交代の頻度はＴ
ＭＰ 2 を適当に選択することによって調整することがで
きる。
して、患者の血液が、血液濾過相および血液透析−濾過
相の交代によって迅速に浄化され、この交代の頻度はＴ
ＭＰ 2 を適当に選択することによって調整することがで
きる。
【００３４】図２には、前記態様と共通して、血液流を
身体外部に運ぶためのサーキットおよび無菌液および廃
液用のサーキットの両方を有する、本発明の第２の態様
が示されている。第１の態様と異なる点は、交換器１内
の可変性膜内外圧力差を確立する手段が血液を身体外部
に運ぶためのサーキットの下流ダクト７に設置されてい
る点にある。この結果として、隔室３内の圧力の減少に
よって膜内外圧力差が生じる代りに、隔室２内の圧力の
増加によって膜内外圧力差が生じる。この場合には、廃
液サーキットは抽出ポンプを有していない。
身体外部に運ぶためのサーキットおよび無菌液および廃
液用のサーキットの両方を有する、本発明の第２の態様
が示されている。第１の態様と異なる点は、交換器１内
の可変性膜内外圧力差を確立する手段が血液を身体外部
に運ぶためのサーキットの下流ダクト７に設置されてい
る点にある。この結果として、隔室３内の圧力の減少に
よって膜内外圧力差が生じる代りに、隔室２内の圧力の
増加によって膜内外圧力差が生じる。この場合には、廃
液サーキットは抽出ポンプを有していない。
【００３５】さらに、容器１１および２０は２個の独立
したスケール３１および３２から吊り下げられている。
これによって、交換器１内の膜内外圧力差を、スケール
３１および３２による限外濾過流速の測定によって直接
に測定することができ（スケール３１はそれら自体で血
液濾過モードであり、スケール３１および３２は血液透
析−濾過モードである）、従って交換器１の隔室２およ
び３のそれぞれの圧力を測定して膜内外圧力差を決定す
る必要はなくなる。
したスケール３１および３２から吊り下げられている。
これによって、交換器１内の膜内外圧力差を、スケール
３１および３２による限外濾過流速の測定によって直接
に測定することができ（スケール３１はそれら自体で血
液濾過モードであり、スケール３１および３２は血液透
析−濾過モードである）、従って交換器１の隔室２およ
び３のそれぞれの圧力を測定して膜内外圧力差を決定す
る必要はなくなる。
【００３６】従って、制御装置２４において基準血液流
速値ＱB と自動的に組合され、一方の処置モードから他
方の処置モードへの切換え基準として使用される閾値は
ここでは限外濾過流速値ＱUF1 とＱUF2 であり、これら
の限外濾過流速値は第１図に示されている人工腎臓にお
いて基準として使用される膜内外圧力差値ＴＭＰ1 およ
びＴＭＰ2 に相当する。
速値ＱB と自動的に組合され、一方の処置モードから他
方の処置モードへの切換え基準として使用される閾値は
ここでは限外濾過流速値ＱUF1 とＱUF2 であり、これら
の限外濾過流速値は第１図に示されている人工腎臓にお
いて基準として使用される膜内外圧力差値ＴＭＰ1 およ
びＴＭＰ2 に相当する。
【００３７】この第２の人工腎臓と第１の人工腎臓との
間の最後の差違は、無菌液循環ポンプ１３にあり、この
ポンプ１３はスケール３１および３２によって提供され
るデータから計算して、所望の重量損失速度ＱWLと真の
重量損失速度との間でなされる比較にもとずいて、制御
装置２４によって、サーボ操縦され、そのスロットル部
品３０は別の手段によって独立して調整される。
間の最後の差違は、無菌液循環ポンプ１３にあり、この
ポンプ１３はスケール３１および３２によって提供され
るデータから計算して、所望の重量損失速度ＱWLと真の
重量損失速度との間でなされる比較にもとずいて、制御
装置２４によって、サーボ操縦され、そのスロットル部
品３０は別の手段によって独立して調整される。
【００３８】第２図に示されている人工腎臓は次のとお
りに動作する。限外濾過流速がＱUF 1 に達した時点で、
血液透析−濾過モードと血液濾過モードとの間の切換え
がタイミング シークエンスの関数として制御される。
この目的に対して、これら２種の処置モードにそれぞれ
相当する２種の継続時間Ｔ1 およびＴ2 を先ず、制御装
置２４のメモリイに保存する。この際に、医師はこれら
２種の継続時間およびその比を正確に選択することによ
って、各患者にとって最適の浄化効果を得ることができ
る。
りに動作する。限外濾過流速がＱUF 1 に達した時点で、
血液透析−濾過モードと血液濾過モードとの間の切換え
がタイミング シークエンスの関数として制御される。
この目的に対して、これら２種の処置モードにそれぞれ
相当する２種の継続時間Ｔ1 およびＴ2 を先ず、制御装
置２４のメモリイに保存する。この際に、医師はこれら
２種の継続時間およびその比を正確に選択することによ
って、各患者にとって最適の浄化効果を得ることができ
る。
【００３９】本発明は上記の２種の態様に制限されるも
のではなく、変法を提供することもできる。すなわち、
無菌液供給源は、予め袋詰めされた溶液またはその場で
調製された液が詰められるように設計されている容器か
らなることができる。本発明の人工腎臓はまた、ダクト
１４，１５，１６によって、それぞれ交換器の第２隔室
３およびバブル トラップ８，９に連結されている数個
の独立した無菌液供給源からなることもできる。
のではなく、変法を提供することもできる。すなわち、
無菌液供給源は、予め袋詰めされた溶液またはその場で
調製された液が詰められるように設計されている容器か
らなることができる。本発明の人工腎臓はまた、ダクト
１４，１５，１６によって、それぞれ交換器の第２隔室
３およびバブル トラップ８，９に連結されている数個
の独立した無菌液供給源からなることもできる。
【００４０】この無菌液は全ての血液電解質を含有する
慣用の透析溶液であることができ、あるいは緩衝剤（重
炭酸ナトリウム）を含有していない溶液であることもで
きる。このような状況の下では、緩衝剤は交換器内で生
じる拡散および運搬を補償するために、灌流させること
ができる。
慣用の透析溶液であることができ、あるいは緩衝剤（重
炭酸ナトリウム）を含有していない溶液であることもで
きる。このような状況の下では、緩衝剤は交換器内で生
じる拡散および運搬を補償するために、灌流させること
ができる。
【００４１】第２図の態様においては、スロットル部品
３０の代りに、交換器１の隔室２に存在する圧力の関数
として、制御装置２４によって制御されるポンプを使用
することができる。この特定の態様では、隔室３内の圧
力は容器１１と２０との相対位置に、およびまたダクト
におけるヘッドロスにのみ依存するので、この圧力は、
一定の配置の腎臓に係り一定であり、従って、隔室２内
の圧力が交換器内の膜内外圧力差の基準になる。このよ
うな状況の下では、ポンプ１３の流速は規則的ではない
が、初めに、一定の数値に調整される。
３０の代りに、交換器１の隔室２に存在する圧力の関数
として、制御装置２４によって制御されるポンプを使用
することができる。この特定の態様では、隔室３内の圧
力は容器１１と２０との相対位置に、およびまたダクト
におけるヘッドロスにのみ依存するので、この圧力は、
一定の配置の腎臓に係り一定であり、従って、隔室２内
の圧力が交換器内の膜内外圧力差の基準になる。このよ
うな状況の下では、ポンプ１３の流速は規則的ではない
が、初めに、一定の数値に調整される。
【００４２】また、第１図に示されている人工腎臓は第
２図に示されている人工腎臓に適応するモードで操作す
ることができる。この場合には、血液濾過処置と血液−
透析−濾過処置との交代はタイミング シークエンスの
関数として制御される。この場合は、圧力センサー２５
および２６を使用して、膜のどちらかの側面の圧力が安
全閾値を越えないように変える。
２図に示されている人工腎臓に適応するモードで操作す
ることができる。この場合には、血液濾過処置と血液−
透析−濾過処置との交代はタイミング シークエンスの
関数として制御される。この場合は、圧力センサー２５
および２６を使用して、膜のどちらかの側面の圧力が安
全閾値を越えないように変える。
【００４３】さらにまた、本発明の人工腎臓の操作を、
身体外部に血液流を運ぶサーキットおよび交換器からの
下流に代用液を注入する血液濾過による処置および血液
透析−濾過処置の実施に関して説明したが、本発明の人
工腎臓はその他の種々のタイプの処置に使用することが
でき、このような処置にはクランプ１７，１８および１
９が閉じられ、そしてまた無菌液ポンプ１３を停止する
純粋な限外濾過処置およびまた代用液を、身体外部に血
液流を運ぶためのサーキット中に、交換器からの上流点
で注入し、クランプ１７および１９を閉じ、クランプ１
８を開ける血液濾過処置が含まれる。
身体外部に血液流を運ぶサーキットおよび交換器からの
下流に代用液を注入する血液濾過による処置および血液
透析−濾過処置の実施に関して説明したが、本発明の人
工腎臓はその他の種々のタイプの処置に使用することが
でき、このような処置にはクランプ１７，１８および１
９が閉じられ、そしてまた無菌液ポンプ１３を停止する
純粋な限外濾過処置およびまた代用液を、身体外部に血
液流を運ぶためのサーキット中に、交換器からの上流点
で注入し、クランプ１７および１９を閉じ、クランプ１
８を開ける血液濾過処置が含まれる。
【００４４】
【図１】本発明による人工腎臓の第一の態様の略式一覧
図。
図。
【図２】本発明による人工腎臓の第二の態様の略式一覧
図。
図。
１ 交換器 ２ 第１隔室 ３ 第２隔室 ４ 半透過性膜 ５ 上流ダクト ６，１３ 循環ポンプ ７ 下流ダクト ８，９ バブル トラップ １０ 患者 １１ 第１容器 １２ 共通ダクト １４，１５，１６，２１ ダクト １７，１８，１９ 遮断手段（クランプ） ２０ 第２容器 ２２ 抽出ポンプ ２３，３０，３１ スケール ２４ 制御装置 ２５，２６ 圧力センサー ＱWL 基準重量損失速度 ＱB 基準血液流速 ＱIN 無菌液ポンプ１３の流速 ＱUF1 ，ＱUF2 限外濾過流速 ＴＭＰ1 高い方の閾値 ＴＭＰ2 低い方の閾値 Ｔ1 ，Ｔ2 継続時間
Claims (15)
- 【請求項１】 血液流を身体外部に運ぶためのサーキッ
トであって、無菌液供給源に連結できるサーキット、 半透過性膜によって分離されている２個の隔室を有し、
第１隔室は血液流を身体外部に運ぶためのサーキットに
連結されており、そして第２隔室は無菌液供給源に連結
できる入口部を有する交換器、 交換器の第１隔室と第２隔室との間に膜内外圧力差を確
立するための手段、 交換器内の膜内外圧力差の基準値を測定するための手
段、および上記測定値が予め定められた閾値より大きい
場合に、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入口部に連
結させる制御手段、からなる人工腎臓。 - 【請求項２】 上記制御手段がまた、上記測定値が上記
第１の閾値より低い第２の予め定められた閾値より小さ
い場合に、無菌液供給源が、身体外部に血液流を運ぶた
めのサーキットに連結されるように設計されている、請
求項１に記載の人工腎臓。 - 【請求項３】 上記制御手段がまた、無菌液供給源と交
換器の第２隔室の入口部との連結および無菌液供給源と
血液流を身体外部に運ぶためのサーキットとの連結がタ
イミング シークエンスで交互に行なわれるように設計
されている人工腎臓。 - 【請求項４】 交換器内の膜内外圧力差の基準値を測定
するための上記手段が、交換器の２個の隔室のそれぞれ
に連結されている圧力センサーである、請求項１に記載
の人工腎臓。 - 【請求項５】 交換器内の膜内外圧力差の基準値を測定
するための上記手段が交換器内の流入する無菌液の重量
または血液流を身体外部に運ぶためのサーキット中に流
入する無菌液の重量をそれぞれ測定するためのスケール
であり、この測定値はこれらのスケールによって提供さ
れるデータにもとずき計算される限外濾過流速である、
請求項１に記載の人工腎臓。 - 【請求項６】 上記無菌液供給源を、血液流と身体外部
に運ぶためのサーキットに、交換器からの上流または下
流のどちらかの位置で、連結することができる、請求項
１に記載の人工腎臓。 - 【請求項７】 交換器内の膜内外圧力差を確立するため
の上記手段が、交換器の第２隔室の出口部に連結されて
いるダクトに配置されているポンプからなる、請求項１
に記載の人工腎臓。 - 【請求項８】 無菌液供給源から流出する無菌液の流量
と交換器の第２隔室から流出する廃液の流量との差を測
定する手段を含む、請求項１に記載の人工腎臓。 - 【請求項９】 上記無菌液供給源が容器からなり、そし
て無菌液の流量と廃液との間の差を測定するための手段
が無菌液の容器の重量および廃液を採集するための第２
容器の重量を測定するためのスケールからなる、請求項
８に記載の人工腎臓。 - 【請求項１０】 上記制御手段が、交換器内の膜内外圧
力差を確立するための手段を、無菌液流量と廃液流量と
の間の測定された差と望まれる差との比較の関数として
制御するように設計されている、請求項８に記載の人工
腎臓。 - 【請求項１１】 血液を身体外部に運ぶための上記サー
キットと透析器の第２隔室とが同一の液供給源に連結で
きるものである、請求項１に記載の人工腎臓。 - 【請求項１２】 人工腎臓の制御方法であって、 血液流を身体外部に運ぶためのサーキットであって、無
菌液供給源に連結できるサーキット、 半透過性膜によって分離されている２個の隔室を有し、
第１隔室が血液を身体外部に運ぶためのサーキットに連
結されており、そして第２隔室は無菌液供給源に連結で
きる入口部を有する、交換器、および交換器の第１隔室
と第２隔室との間に正の膜内外圧力差を確立するための
手段、を包含する人工腎臓において、 交換器内の膜内外圧力差の基準値を測定する工程、 この測定値が予め定められた閾値と比較する工程、およ
びこの測定値が予め定められた閾値よりも大きい場合
に、無菌液供給源を交換器の第２隔室の入口部に連結さ
せる工程、からなる、上記人工腎臓の制御方法。 - 【請求項１３】 下記第２の閾値が上記第１の閾値より
小さい場合に、上記膜内外圧力差の基準測定値と第２の
予め定められた閾値とを比較する工程、およびこの測定
値が第２の閾値よりも小さい場合に、血液流を身体外部
に運ぶためのサーキットを無菌液供給源に連結させる工
程、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 上記測定値が予め定められた閾値に達
した時点で、無菌液供給源と交換器の第２隔室の入口部
との間の連結および無菌液供給源と血液流を身体外部に
運ぶためのサーキットとの間の連結が、タイミング シ
ークエンスで、交互に行なわれる工程、をさらに含む、
請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１５】 人工腎臓が無菌液供給源から流出する
無菌液の流量と交換器の第２隔室から流出する廃液の流
量との間の差を測定する手段をさらに含んでいる場合
に、交換器内の膜内外圧力差を確立するための手段を、
無菌液の流量と廃液の流量との間の測定された差と望ま
れる差との比較の関数として、制御する工程をさらに含
む、請求項１２に記載の制御方法。
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