JPH0549869A - 透析液の濃度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】透析液の濃度を迅速に目標値に調整してその濃
度を安定して供給する。 【構成】給液ポンプ１０を一定流量で運転し、透析液原
液供給ライン２、３から供給される透析液原液を透析液
原液注入ポンプ４、５によって所定の流量で混合槽６、
７に送液し、給水ライン１から供給される水によって希
釈混合する。混合された薬液の濃度を濃度センサー８、
９により測定し、透析液原液注入ポンプの送液流量を制
御する。濃度調整を開始したときに透析液原液注入ポン
プをある一定流量で運転を開始して目標濃度に迅速に近
づけた後、濃度センサーにより測定した濃度によって透
析液原液注入ポンプの送液流量を変化させて目標濃度に
安定するように濃度を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、個人用透析装置または
多人数用透析液供給装置における透析液の濃度調整装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人工透析を行うにあたって、血液透析装
置の透析液を目標濃度に安定して濃度調整することは、
治療的見地からみて処方上有効かつ重要であり、迅速に
目標濃度に達することは、経済的で効率よく透析を実施
するのに適している。最近では、透析液原液として透析
液の主成分である塩化ナトリウム、塩化カリウム、酢酸
ナトリウムなどからなる濃縮水溶液（以下、Ａ原液とい
う）と、透析液の一成分である炭酸水素ナトリウムの濃
縮水溶液（以下、Ｂ原液という）の２液を準備し、使用
直前に上記２液と水とを希釈混合したバイカーボネート
透析液を用いる透析が一般的に行われるようになってき
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】透析液原液と炭酸水素
ナトリウムの濃縮原液が、常に一定の濃度が保証されて
供給される場合には、透析液を得るためにこれら２種類
の原液と水をその処方通りに、所定の体積比で混合希釈
すればよい。しかし、炭酸水素ナトリウムは粉末の状態
で供給されることが多く、使用前に水に溶かして水溶液
とし濃縮原液としなければならない。このように炭酸水
素ナトリウムが粉末の状態で供給される場合には、 炭酸水素ナトリウムの濃縮原液を常に正確な濃度の
水溶液とすることは困難である。従って、透析液を調整
するときに給液ポンプおよび透析液原液注入ポンプに計
量ポンプを用いて相互の送液流量を連動させて体積比が
一定になるように混合する方式では、透析液原液の濃度
が正確に規定濃度に希釈されていない場合には、図４に
示すごとく目標濃度に達せず、誤差を有したまま一定の
濃度となる（なお、図４は濃度調整の開始時からの透析
液の濃度を示す図であり、図において横軸は時間を示
し、縦軸は透析液の濃度を示している）。

【０００４】 濃度センサーを用いて、必要な濃度に
なるように比例制御、微分制御、積分制御またはそれら
の複合型の制御を行って透析液原液注入ポンプの送液流
量を変化させて透析液を調整する方式では、希釈液が混
合槽で均一になるまでに相当の時間を要するので、希釈
時の透析液原液注入ポンプの送液流量と、その時点の濃
度を濃度センサーで検知するまでの間に時間差が発生す
る。そのために、制御定数の決定が困難であり、最適な
制御が難しく、図５に示すごとく目標濃度に安定するま
でに相当の時間がかかる。などの欠点が顕著であった。

【０００５】従って、従来の装置では精度良く濃度を調
整できなかったり、または精度良く濃度を調整できたと
しても時間がかかり、その間大量の透析液が無駄になっ
ていた。本発明は、上記課題を解決して、透析液濃度を
迅速に目標濃度到達させ、その濃度を安定に維持させる
透析液の濃度調整装置を提供することを課題とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、給水ライン
と、透析液原液供給ラインと、前記透析液原液供給ライ
ンから供給される透析液原液を所定の流量で送液する透
析液原液注入ポンプと、前記給水ラインから供給される
水によって前記透析液原液注入ポンプから供給される透
析液原液を希釈混合するための混合槽と、前記混合され
た薬液の濃度を測定する濃度センサーと、前記透析液原
液と水とで調合された透析液を透析器に供給する給液ポ
ンプと、前記濃度センサーからの信号を受けて前記透析
液原液注入ポンプの送液流量を制御するための制御部と
からなる透析液の濃度調整装置であって、濃度が予め定
めた所定の濃度範囲外にあるときは、前記濃度センサー
で測定した濃度が前記予め定めた所定の濃度範囲内に達
するまで若しくはさらにその後所定の期間、前記透析液
原液注入ポンプの送液流量を予め定めた所定の流量で濃
度を調節して、濃度が前記予め定めた所定の範囲内にあ
るときは前記濃度センサーにより測定した濃度によって
前記透析液原液注入ポンプの送液流量を変化させて濃度
を調節することを特徴とするものである。

【０００７】更に本発明においては、濃度が前記予め定
めた所定の範囲内にあるときは、透析液原液注入ポンプ
の送液流量を変化させて調整するが、所定の期間が経過
するまでその送液流量を維持するか、もしくは濃度が予
め定めた目標濃度との許容誤差内に入るまで調整する。
そして、薬液濃度センサーによる濃度の測定を繰り返
し、透析液の濃度が上記予め定めた目標濃度との許容誤
差内に入るようにしている。

【０００８】前記透析液原液注入ポンプの送液流量変更
の計算には、比例制御、微分制御、積分制御またはこれ
らの複合型による演算、その他マイクロコンピューター
によりさまざまな制御を用いることができる。目標濃度
との差が大きいときには、段階的に目標濃度に近づくよ
うに変化幅の最大値を規制するなどの演算処理を行うこ
とが可能である。また、前記透析液原液注入ポンプの初
期流量の値として、目標値に安定に濃度調整されている
ときの送液流量を用いるのがよい。

【０００９】

【作用】透析液の濃度調整は以下の順序で行われる。す
なわち、 ステップ１： 濃度調整を開始したときは、透析液原液
注入ポンプの送液流量をあらかじめ定めた一定の初期流
量で運転を開始する。 ステップ２： 濃度が予め定めた所定の濃度範囲外にあ
るときは、薬液濃度センサーで測定した濃度が濃度範囲
内に達するまで、若しくはさらにその後の所定期間、透
析液原液注入ポンプの送液流量を初期流量で運転して、
迅速に目標濃度に近づけ、濃度が予め定めた所定の濃度
範囲内に達するようにし、上記期間が過ぎた後、ステッ
プ３に進む。

【００１０】ステップ３： 濃度が上記範囲内にあると
きは、薬液濃度センサーにより測定した実際の濃度によ
って透析液原液注入ポンプの送液流量を変化させ、その
送液流量を所定の期間維持して目標濃度に近づける。或
は濃度が予め定めた目標濃度との許容誤差を越えるまで
濃度の調整を行い、その後ステップ３を繰り返す。濃度
が前記濃度範囲外になったときは、ステップ２に移行す
る。という調整をおこなう。

【００１１】濃度が予め定めた所定の濃度範囲外にある
ときは、透析液原液注入ポンプの送液流量を予め定めた
所定の流量で運転し、薬液濃度センサーで測定した濃度
が濃度範囲内に達するまで、もしくはさらにその後の所
定期間、前記透析液原液注入ポンプの送液流量を前記初
期流量で調整するので濃度を迅速に目標濃度に近づける
ことができる。

【００１２】また、濃度が上記予め定めた所定の濃度範
囲にあるときは、薬液濃度センサーにより測定した実際
の濃度を用いて目標濃度に近づくように前記透析液原液
注入ポンプの送液流量を変化させて、その送液流量を維
持したまま、ある一定期間経過が経過するまで、もしく
は濃度が予め定めた目標濃度との許容誤差を越えるまで
調整するので精度良く透析液をその安定した濃度に維持
させることができる。

【００１３】また、透析液の濃度のみならず、浸透圧、
電導度または成分比の調整を行うに場合にも上記のよう
な構成で調整を行うことが出来る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は本発明の透析液の濃度調整装置を用いた個人
用透析装置の概略系統図であり、図において、２０が本
発明の透析液の濃度調整装置である。本実施例の濃度調
整装置２０は、Ａ原液とＢ原液の２液を水と希釈混合し
て、バイカーボネート透析液を調整する場合を示してい
る。

【００１５】図１において １は給水ライン、２はＢ原
液供給ライン、３はＡ原液供給ライン、４はＢ原液注入
ポンプ、５はＡ原液注入ポンプ、６はＢ液混合槽、７は
Ａ液混合槽、８及び９は濃度センサー、１０は給液ポン
プ、１１は給液ライン、１２は透析器、１３はバイパス
コネクタ、１４は排液ポンプ、１５は排液ライン、１６
は制御部である。

【００１６】透析液は、まずバイパスコネクタ１３によ
り透析液の流路を形成し、Ａ原液注入ポンプ５、Ｂ原液
注入ポンプ４、給液ポンプ１０、排液ポンプ１４を運転
する。この際、Ｂ液混合槽６にてＢ原液供給ライン２か
ら供給されるＢ原液を給水ライン１から供給される水に
よって希釈混合してＢ液希釈液を調合し、さらにＡ液混
合槽７にてＡ原液供給ライン３から供給されるＡ原液を
上記のＢ液希釈液で希釈混合してバイカーボネート透析
液が調合される。調合されたバイカーボネート透析液は
給液ポンプ１０と排液ポンプ１４によりバイパスコネク
タ１３を介して排液ライン１５を通って排出される。

【００１７】バイカーボネート透析液の濃度調整は、給
液ポンプ１０の流量とＡ原液注入ポンプ５の流量とＢ原
液注入ポンプ４の流量によって調整される。すなわち、
Ａ原液及びＢ原液の量はそれぞれＡ原液注入ポンプ５の
流量とＢ原液注入ポンプ４の流量によって決定され、水
の量は給液ポンプ１０の流量からＡ原液注入ポンプ５の
流量とＢ原液注入ポンプ４の流量を差し引いた量とな
る。従って、給液ポンプ１０の流量とＡ原液注入ポンプ
５の流量とＢ原液注入ポンプ４の流量を制御することに
よりバイカーボネート透析液の濃度を調整することがで
きる。一般には、給液ポンプ１０の流量は患者の処方に
合わせて一定に制御されるため、バイカーボネート透析
液の濃度はＡ原液注入ポンプ５の流量とＢ原液注入ポン
プ４の流量によって調整される。

【００１８】図２は本発明を適用した場合のバイカーボ
ネート透析液の濃度変化曲線である。図において横軸は
時間を示し、縦軸はバイカーボネート透析液の濃度を示
している。まず、濃度調整を開始した時に、例えば給液
ポンプ１０を５００〔ミリリットル／分〕で一定に制御
して運転し、Ｂ原液注入ポンプ４を１８〔ミリリットル
／分〕、Ａ原液注入ポンプ５を１４．３〔ミリリットル
／分〕でそれぞれ一定に制御して運転する。これらの流
量は、バイカーボネート透析液の濃度が制御範囲内に入
るように予め設定しておく。制御範囲はある程度の幅を
有し、後述するフィードバック制御に適した値とするこ
とが望ましい。

【００１９】こうして濃度は、図２のＡのように濃度が
上昇してゆき、約１分後にＢ点の制御範囲下限を通過し
て制御範囲内に入る。このとき、Ｂ原液は正確な処方通
りの濃度に調整されていない場合には目標濃度からずれ
たＣの状態で安定する。Ｂ点を通過した時点で時間計測
を開始して、例えば２分後に濃度センサー８で濃度を測
定して、制御部１６の指示により、透析液が目標濃度に
近づくようにフィードバック制御し、目標濃度との差の
分だけＢ原液注入ポンプ４の送液流量を増加させる。フ
ィードバック制御は、本実施例のように制御範囲内に達
した後に所定の期間おいて開始してもよいし、また制御
範囲内に達した後に直ちに開始してもよい。

【００２０】このようにして透析液の濃度はＤのごとく
濃度調整開始後約３分で容易に目標濃度に到達すること
ができる。以後２分毎にこの操作を繰り返してゆけば、
目標濃度に安定したバイカーボネート透析液を得ること
ができる。また、図３は濃度が安定しているときに、目
標濃度からの誤差が発生したときの濃度変化曲線であ
る。上記のように、２分毎に濃度の補正操作を行ってい
るので、例えばＥ点に示すような外乱による目標濃度か
らの誤差が発生したとき、Ｆ点に示すように２分以内に
その誤差を検知して、Ｂ原液注入ポンプ４の送液流量を
変化させ、一定時間、この場合２分間維持することによ
り濃度を目標濃度との許容誤差内に入れることが出来
る。この場合、約１分でＧ点に示すように、目標濃度に
復帰する事が出来る。

【００２１】透析液Ａ原液に対しても同様に濃度センサ
ー９で濃度を測定して、制御部１６の指示により、Ａ原
液注入ポンプの流量を変化させると、濃度調整開始後約
３分で、目標濃度に安定したバイカーボネート透析液を
調整することができる。以上のように速やかに透析液を
調合することができ、バイパスコネクタ１３を解放し、
透析器１２に正確に調合された透析液を供給することが
できる。また、透析液の濃度が変化した場合にも、速や
かに濃度を修正することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】薬液の希釈混合に、本発明の濃度調整装
置を用いると、迅速に濃度を安定させることができるの
で、原液の無駄な消費量が少なくなり、さらに装置使用
前の準備運転時間が短縮されるので、経済的な効果が上
げられるうえに、作業の待ち時間が短縮されるので、効
率的な装置の稼働を実現させることができる。また、薬
液濃度を目標濃度に安定させることができるために、処
方上の適正濃度の調整に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濃度調整装置を用いた血液透析装置の
概略系統図である。

【図２】本発明の濃度調整装置による濃度調整開始時の
濃度変化曲線を示す図である。

【図３】本発明の濃度調整装置による濃度安定時の濃度
変化曲線を示す図である。

【図４】従来の濃度調整装置による濃度調整開始時の濃
度変化曲線を示す図である。

【図５】従来の濃度調整装置による濃度調整開始時の濃
度変化曲線を示す図である。

【符号の説明】

１ 給液ライン ２ Ｂ原液供給ライン ３ Ａ原液供給ライン ４ Ｂ原液注入ポンプ ５ Ａ原液注入ポンプ ６ Ｂ液混合槽 ７ Ａ液混合槽 ８ 濃度センサー ９ 濃度センサー １０ 給液ポンプ １１ 給液ライン １２ 透析器 １３ バイパスコネクタ １４ 排液ポンプ １５ 排液ライン １６ 制御部 ２０ 濃度調整装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給水ラインと、透析液原液供給ライン
   と、前記透析液原液供給ラインから供給される透析液原
   液を所定の流量で送液する透析液原液注入ポンプと、前
   記給水ラインから供給される水によって前記透析液原液
   注入ポンプから供給される透析液原液を希釈混合するた
   めの混合槽と、前記混合された薬液の濃度を測定する濃
   度センサーと、前記透析液原液と水とで調合された透析
   液を透析器に供給する給液ポンプと、前記濃度センサー
   からの信号を受けて前記透析液原液注入ポンプの送液流
   量を制御するための制御部とからなる透析液の濃度調整
   装置であって、濃度が予め定めた所定の濃度範囲外にあ
   るときは、前記濃度センサーで測定した濃度が前記予め
   定めた所定の濃度範囲内に達するまで若しくはさらにそ
   の後所定の期間、前記透析液原液注入ポンプの送液流量
   を予め定めた所定の流量で濃度を調節して、濃度が前記
   予め定めた所定の範囲内にあるときは前記濃度センサー
   により測定した濃度によって前記透析液原液注入ポンプ
   の送液流量を変化させて濃度を調節することを特徴とす
   る透析液の濃度調整装置。