JPH052189Y2 - - 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５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。

円筒上の透析槽１０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を通過する。この半透膜細管１４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
の透析液中に浸透し、この不要物の浸透により浄
化された血液が血液排出管１８から排出される。

［考案が解決しようとする課題］ 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、上記課題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、効率良く短時間で、かつ信頼性の高い透
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。

［課題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、
該透析槽内に超音波を送波するため透析槽の外周
囲に複数配設され、送波する超音波が進行方向に
集束するように屈曲された樋状振動子と、透析槽
内にキヤビテーシヨン発生検出用の超音波を送波
する送信部と、この送信部から受信した超音波に
基づきキヤビテーシヨン発生を検出する受信部と
から成るキヤビテーシヨン検出部と、前記受信部
からのキヤビテーシヨン発生信号に基づき前記各
樋状振動子の駆動制御を行う駆動制御部と、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
析処理を行うと、超音波を照射しないで処理する
場合に比べ、透析槽内部での透析作用の効果をよ
り増進させることができるという点に着目してな
されたものである。

本考案に係る超音波透析装置によれば、透析槽
内に超音波を送波するため透析槽の外周に複数の
振動子が配設され、これら各振動子の形状を樋状
の形状としたことにより、各振動子から送波され
る超音波は透析槽の方向に向けて集束する。従つ
て、透析槽内に照射される超音波は透析槽内でほ
ぼ均一なものとなり、これにより透析槽内に均一
な音場を得ることができる。

すなわち、振動子から照射された超音波は透析
槽内部に進むにつれ減衰する。従つて、透析槽内
部の外周に近い領域では超音波の良好な作用によ
り透析処理が促進されるが、内部領域では超音波
が減衰しているため、十分な超音波による透析促
進作用を得ることができない。しかしながら、本
考案の樋状振動子により超音波を透析槽内部で集
束させるように照射することにより、超音波の減
衰を超音波を集束させることによつて、補強し
て、ほぼ均一な音場を得ることができるものであ
る。

これにより、透析槽内全体の透析作用の効率の
向上を図ることができる。

［実施例］ 第１図は本考案に係る超音波透析装置を血液透
析槽に用いた一実施例を示す概略斜視図であり、
第５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の外周囲に
超音波を照射するための振動子２４を複数配設
し、これら各振動子２４の形状を樋状としたこと
であり、本実施例においては、透析槽１０の外周
囲に４個の振動子２４が四方に配設されている。

第２図の透析装置の平面図に示すように、本例
では各振動子２４は、透析槽１０から所定距離離
れた位置に配設されているが、図上破線で示す個
所に、各振動子と透析槽１０との間には整合層２
６を設けることにより、透析槽１０への超音波の
照射効率を高めることが可能である。本考案の更
に他の特徴的事項は、透析槽１０内の透析処理中
におけるキヤビテーシヨン（空洞現象）の発生を
検出するための、キヤビテーシヨン発生検出用超
音波の送受信を行う送信部及び受信部とから構成
されるキヤビテーシヨン検出部を設けたことであ
る。

これは、超音波の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、増進され
るが、送波する超音波の強度の増加は透析槽１０
内におけるキヤビテーシヨン発生の危険を伴う。
すなわち、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
に対し有害な状態が発生する。そこで、透析作用
促進用の超音波の送波と同時にキヤビテーシヨン
検出部により透析槽内でのキヤビテーシヨン発生
を監視するものである。これにより、できるだけ
強い超音波の送波を行い、キヤビテーシヨンの発
生時には、人体に悪影響を与えることのないよう
に迅速に透析促進用の超音波の出力強度を低下さ
せる等の制御を可能としている。

本実施例では、このキヤビテーシヨン検出部
は、透析槽の上下に設けられたキヤツプ１２ａ及
び１２ｂに振動子２８及び３０をそれぞれ取り付
け、いずれか一方をキヤビテーシヨン検出用の超
音波発信用の振動子とし、他方をこの振動子から
の超音波を受信する受振用振動子として使用する
こととしている。

なお、上記第１図及び第２図には装置の機械的
構成を明瞭にするため、各振動子に駆動信号を出
力する駆動信号出力部及びその駆動信号の出力を
制御することにより各振動子の超音波送波の制御
を行う駆動制御部はその図示を省略している。

第３図は上記実施例に係る超音波透析装置の回
路の全体構成を示しており、透析作用の促進のた
めの超音波を送波する４個の振動子２４には、各
振動子に駆動信号を供給する駆動信号出力部３２
が接続されている。そして、キヤツプ１２ａ及び
１２ｂにキヤビテーシヨン検出部として設けられ
た振動子２８及び３０は、それぞれ発信部３４及
び受信部３６の一構成要素とされており、振動子
２８は発信器３８に出力増幅用の電力アンプ４０
を介して接続されている。発振器３８は、振動子
２８にキヤビテーシヨン発生検出用の超音波を出
力させるための発振器であり、振動子２８の全音
響出力は、透析作用促進用の超音波を送波する振
動子２４の全音響出力が20W程度であるのに対
し、２〜3W程度の小さい出力とされている。振
動子３０は、入力した超音波信号を増幅するため
の電力アンプ４２を介して増幅された信号を受信
する受信器４４に接続されており、更に受信器４
４は検出器４６に接続され、検出器４６は受信さ
れた信号に基づいてキヤビテーシヨンの発生を検
出している。

上記振動子２８、発振器３８及び電力アンプ４
０により発信部３４が構成され、振動子３０、電
力アンプ４２、受信器４４及び検出器４６により
受信部３６が構成されている。そして、発信部３
４及び受信部３６によりキヤビテーシヨン検出部
３７が構成されている。

検出器４６は、駆動制御部４８に接続されてお
り、キヤビテーシヨン発生信号を駆動制御部４８
に供給する。駆動制御部４８は、キヤビテーシヨ
ンの発生信号に基づいて駆動信号出力部３２を制
御する。

次に、本実施例の実際の動作について説明す
る。

本実施例では、透析処理が開始されると、４個
の振動子２４から透析作用促進用の超音波が透析
槽１０内に送波される。このとき、各振動子２４
は樋状に形成され、送波される超音波は透析槽内
部で集束するように送波される。従つて、超音波
は、振動子から遠ざかるにつれて減衰するが、超
音波を集束させることにより、この減衰を防止す
ることができる。すなわち、超音波の減衰のパラ
メータと集束のパラメータとが相互に合致するよ
うに設定し、超音波の減衰を音響エネルギーを集
束させることにより補完し、透析槽１０内に均一
な音場を形成することができる。

そして、この透析処理中に振動子２４からの出
力強度を高くし過ぎること等により、透析槽１０
内にキヤビテーシヨンが発生した場合、これをキ
ヤビテーシヨン検出部３７によつて迅速に検知す
る。このキヤビテーシヨン発生の検知は、第４図
Ａ及びＢに示すように、キヤビテーシヨンが発生
していない場合（第４図Ａ）には、超音波の出力
強度を上昇させると、これにつれて入力強度も上
昇するが、キヤビテーシヨンが発生した場合（第
４図Ｂ）には、入出力強度の関係は線形性を失
い、入力強度は上昇しなくなる。

このようなキヤビテーシヨン発生検出用の超音
波の入出力強度の関係に基づいて検知を行つてい
る。

すなわち、受信器４４での入力強度の上昇の停
止あるいは入力強度の低下等に基づいて検出器４
６にてキヤビテーシヨンの発生を検知するもので
ある。

ここで、検出器４６はキヤビテーシヨン発生信
号を駆動制御部４８に出力する。キヤビテーシヨ
ン発生信号を入力した駆動制御部４８は、駆動信
号出力部３２へ出力制御信号を出力し、発振器３
２ａの出力強度の低下あるいは出力の停止を行
う。これにより、キヤビテーシヨンの発生時に迅
速かつ自動的に対応措置をとることができ、人体
への悪影響を防止することができる。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
の送波を行うことも可能である。

以上のように、本実施例によれば、透析槽内に
均一な音場を形成することにより、効率良くかつ
信頼性の高い透析処理を行うことができ、同時に
キヤビテーシヨンの発生に対しても迅速な処置を
取ることができる。

［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、振動子の形状を樋状としたことに
より、送波される超音波を透析槽内部へ向けて集
束させ超音波強度の減衰を補完し、透析槽内に均
一な音場を形成することができ、偏りのない均一
な透析処理が可能となる。また、キヤビテーシヨ
ン検出部を設けたことにより、キヤビテーシヨン
発生を監視しつつ透析処理を行うことができ、キ
ヤビテーシヨン発生時には迅速な処置を講ずるこ
とが可能となる。

これにより、透析処理の効率化により透析時間
を短縮することができ、併せて透析装置の信頼性
の向上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図は実施例の回路構成図、第４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５図
は従来の血液透析装置の概略断面図である。 １０……透析槽、１２……キヤツプ、２４，２
８，３０……振動子、３２……駆動信号出力部、
３４……発信部、３６……受信部、３７……キヤ
ビテーシヨン検出部、４８……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、 該透析槽内に超音波を送波するため透析槽の外
   周囲に複数配設され送波する超音波が進行方向に
   集束するように屈曲された樋状振動子と、 透析槽内にキヤビテーシヨン発生検出用の超音
   波を送波する送信部と、 この送信部から受信した超音波に基づきキヤビ
   テーシヨン発生を検出する受信部とから成るキヤ
   ビテーシヨン検出部と、 前記受信部からのキヤビテーシヨン発生信号に
   基づき前記各樋状振動子の駆動制御を行う駆動制
   御部と、 を含むことを特徴とする超音波透析装置。