JPH0576870B2 - - Google Patents

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JPH0576870B2
JPH0576870B2 JP63064811A JP6481188A JPH0576870B2 JP H0576870 B2 JPH0576870 B2 JP H0576870B2 JP 63064811 A JP63064811 A JP 63064811A JP 6481188 A JP6481188 A JP 6481188A JP H0576870 B2 JPH0576870 B2 JP H0576870B2
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dialysate
circuit
chamber
dialyzer
water removal
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Takeshi Tsuji
Masaaki Sato
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Med Tech Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は血液透析における体内貯溜の水分除去
を計画的に行う装置において、透析器に供給する
透析液の量を計測し、透析器を通過した後の増加
量を指定して血液中からの除水を計画的に施行す
る血液透析における除水量制御方法及び除水量制
御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
血液透析中の除水量の精度管理は極めて重要で
あり、従来より限外濾過により透析器を介して血
液側の圧力と透析液側の圧力を調節して行う種々
の方法が採られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
然るに血液透析における除水は透析液の流量に
比較して除水量が極めて少量であるため、高精度
の除水管理を行うためには、例えば間欠的に限外
濾過率を知り、除水量を制御する方法があるが、
一般に限外濾過率は透析器の種類に係る物理的特
性の相違や、透析する血液の組成の相違及び経時
的変動等の多数の変数要素による影響をうけるた
め、指定除水量を高精度に管理することは困難で
あつた。また透析の臨床では透析器より排出され
た液の中にタンパク質や脂肪等が含まれ、液通路
及び計量構造にも付着して計測誤差を生じさせ、
可動部分を持つピストンポンプ等を使用して除水
量を制御する方法においては、可動抵抗の増加と
摩耗を促進させて経年の誤差を発生させる問題を
有していた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、血
液透析において高精度に除水量を管理補正するこ
とができる新規除水量制御方法を提唱すると共
に、この方法を実施し高精度の除水管理を行うこ
とができる除水量制御装置を提供することを目的
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る血液透析における除水量制御方法
及び水量制御装置は、以下に示す基本的概念によ
つて課題を全うしている。
構造における基本概念 第1図に示すように、本発明の血液透析におけ
る除水量制御装置は、 (1) 透析液回路の給排液側にそれぞれ独立した透
析液計量チヤンバMCi,MCoを設けてなる。
(2) 排液側計量チヤンバMCoの下流に吸引ポン
プPUを設けてなる。
(3) 透析液計量チヤンバはダイヤフラムにより区
画されて左右2個の隔室を有し、該チヤンバの
導通口に設けられた切換バルブSVi,SVoによ
り上記左右の隔室を交互に吸入側と排出側に切
り換えること。
(4) 透析液供給側回路と排液側にそれぞれ圧力検
知器PSi,PSoを設け、その入力情報に基づい
て吸引ポンプPU及び前記切換バルブSVi,
SVoを制御駆動する中央制御装置CPUを設け
てなる。
血液透析回路において、 (5) 透析器DLの給液側或は排液側の少なくとも
何れか一方の透析液計量チヤンバ内のダイヤフ
ラムを2枚とし、該ダイヤフラム間の中央室の
容量が増減可能な構造になる。
(6) 透析器DLへの透析液流通を停止し、該透析
DLと並設したバイパス回路を導通することの
できる電磁弁Vi,Vo,VBを具備してなる。
ことを要旨するものである。
制御方法における基本概念 また、前記血液透析における除水量制御装置に
よる除水制御方法は、 (1) 透析器DLの給排液側にそれぞれ設けられた
独立した透析液計量チヤンバMCi,MCo出入
口の切換バルブSVo,SViを圧力検知器PSo,
PSiからの圧力情報に基づき中央制御装置CPU
により、それぞれ切り換える。
(2) 該圧力検知器PSo,PSiから得られる信号の
微分値を中央制御装置CPUにより算出し、そ
の値が一定範囲内になつた時に切換バルブ
SVo,SViを動作させる。
(3) 給排液側の各切換バルブSVo,SVi周期を中
央制御装置CPUにより検知し、給排液側の周
期の差を算出する。
(4) その周期の差より除水量を算出し、要求され
た量と等しくなるように吸引ポンプPUを制御
する。
(5) 給液側と排液側の計量チヤンバMCi,MCo
容量は、材質上の精度限界及び透析中に血液か
らの老廃物がチヤンバ内部に付着することなど
により、厳密に等しくすることは困難である。
従つて定期的に(1回の透析に2乃至3回程
度)バイパス用電磁弁VBを開き、電磁弁Vi,
Voを閉止して透析器DLへの透析液流通を停止
した状態で、上記それぞれの切換バルブSVi,
SVoの切換周期を検知し、補正値を算出するこ
とにより計量チヤンバ容量の差による誤差を補
正する。
上記計量チヤンバの容量差による誤差の補正
は、透析器DLの給液側或は排液側の少なくと
も何れか一方の透析液計量チヤンバ内のダイヤ
フラムを2枚とし、該ダイヤフラム間の中央室
の容量を増減可能な構造にすることによつて、
補正値を算出しなくとも直接的に行うことがで
きる。
(6) 即ち、定期的にバイパス用電磁弁VBを開
き、電磁弁Vi,Voを閉止して透析器DLへの透
析液流通を停止した状態で、排液側計測チヤン
バMCoに設けられた容量調整弁SVmを開く。
給排液側ともに切換バルブSVi,SVoの切り換
え動作を一時停止させ、給液側計測チヤンバ
MCiの透析器DLに給液する側の室にあつた透
析液を全てバイパス用電磁弁VBを通じて排液
側計量チヤンバMCoに送り込み、しばらくし
て容量調整弁SVmを閉止する。
その後、切り換え動作を再開させ、バイパス
状態を解除する。
上記操作によつて給液側計測チヤンバMCiと
と排液側計測チヤンバMCoの容量差は、排液
側計測チヤンバMCoのダイヤフラム間に流れ
込んだ液により補正される。
〔作用〕
上記制御方法について詳細に説明する。
排液側透析液計量チヤンバMCoの容積を
Vo、給液側透析液計量チヤンバMCiの容積を
Vi、透析液流量をAとしバイパス状態下にお
いて、給液側切換バルブSViの周期をTi、排液
側切換バルブSVoの周期をToとすると、 Ti=Vi/A …(1) To=Vo/A よつて Vo=(To/Ti)*Vi 従つて補正係数をβとすると、 β=To/Tl …(2) となる。
通常の透析状態において、給液側切換バルブ
SViの周期をTi、排液側切換バルブSVoの周期
をToとし、周期の差をTとすると、除水速度
αとの関係は、 T=Ti−To =(Vi/A)−{β*Vi/(A+α)} =Vi*{A*(1−β)+α}/{A*(A
+α)} …(3) (1)式より A=Vi/Ti であるから、(3)式よりAを消去して除去速度α
の式に変形すると、 α=[Vi*{(1−β)−T/Ti}]/(T−
Ti) となり、TとTiを測定することにより、除水
速度αを求めることができる。従つて除水総量
は、除水速度αと透析時間の積として求められ
る。
また、ダイアフラム間の中央室の容量を増減
可能な構造にして直接的に排液側計測チヤンバ
MCoと排液側計測チヤンバMCoの容量を一致
させておけば、 Vi=Vo であり、β=1となるため、(3)式は α=Vi*(−T/Ti)/(T−Ti) …(4) となる。
従つて上記のように廃液側計測チヤンバと給
液側計測チヤンバの容量を等しく調整すること
ができることは、計量時器の温度膨張による容
量変化や機解摩耗による誤差等を常時修正する
ことができることを意味し、精度機能を保証す
ることができる。
又、計量機構がダイヤフラムによつて構成さ
れているため、作動上の計量誤差を完全に解消
することができ、除水精度を改善することがで
きるものであり、計量回路の摩耗と気泡発生の
ない構成と相まつて血液透析における高精度の
除水管理制御を達成することができる。
〔実施例〕
以下、図面に従つて本発明の血液透析におけ
る除水量制御方式及び除水量制御装置を説明す
る。
第1図は本発明に係る除水速度制御装置の透
析液回路を示すものであり、透析器DLのA側
が透析液側、B側が血液側である。符号Viと
Voはそれぞれ透析器DLの透析液供給側と排出
側流路に設けた流入側電磁弁と排出側電磁弁で
あり、バイパス用電磁弁VBを持つバイパス流
路1を構成すると共に、流入側電磁弁Viは切
換バルブSViを介して新鮮透析液供給側INに
設けた脱気装置DGと接続して透析液供給側回
路2を構成してなる。又、排出側電磁弁Voは
切換バルブSVoを介して廃透析液排出側
DRAINの上流に設けた吸引ポンプPUと接続
して廃液回路3を構成すると共にに、両切換バ
ルブSVi,SVoを透析液供給側回路2と廃液回
路3にそれぞれ設けた圧力検知器PSi,PSoか
らの入力情報によつて制御し、更にそれらの切
換時間を検知して該吸引ポンプPUを制御する
中央制御装置CPUによつて駆動してなる。符
号MCiは上記切換バルブSViに分岐接続した給
液側計量チヤンバーであり、ダイヤフラム4に
よつて区画され、切換バルブSViによつて吸入
側と排出側が逆転する左右2個の隔室(第2図
参照)を有しており、該ダイヤフラム4はチヤ
ンバー内壁に貼着することなく密着するシリコ
ンラバー薄膜等の滑性膜で相対する内壁の左右
に展沿する構造になる。またMCoは上記切換
バルブSVoに分岐接接続した排液側計量チヤン
バーであり、切換バルブSVoによつて吸入側と
排出側が逆転する2枚のダイヤフラム5,5′
によつて区画された左右2個の隔室とダイヤフ
ラム5,5′間の中央室6を有しており、該ダ
イヤフラム5,5′は前記給液側計量チヤンバ
ーMCiと同様に、チヤンバー内壁に貼着するこ
となく密着するシリコンラバー薄膜等の滑性膜
で構成され、相対する内壁の左右に展沿する構
造になる。該排液側計量チヤンバーMCoは、
中央室6を容量調整弁SVmを介して液溜め7
と連通する構造になる。又、前記脱気装置DG
から供給される透析液供給側回路2の一部に
は、気泡検知器ADとフロートFLを構成してな
る。
上記構成の除水量制御装置は、脱気装置DG
によつて脱気された新鮮な透析液を給液側計量
チヤンバーMCiの片側室に切換バルブSVi通路
を介して流入させ、該チヤンバーを仕切つてい
るダイヤフラム4を拡張移動させて満杯に充填
(第2図参照)する。
該ダイヤフラム4は相対する内壁の左右に展
沿する形状になつているため、流入した透析液
は給液側計量チヤンバーMCiの片側室が充満に
達した瞬間に流れが停止すると流入側管路の圧
力が急上昇する。該圧力上昇現象は圧力検知器
PSiで検出することができ、その電気信号で切
換バルブSViを動作させることができる。。該
切換バルブSViを動作させると透析液は該給液
側計量チヤンバーMCiの反対側室に流入し、圧
力検知器PSiで検出する透析液供給側回路2の
圧力も元に戻る。このような片側室の充満の検
出から流入路の変までは一瞬の動作であり、切
換バルブSViによつて両隔室の液通路を同時に
変更すると共に、切換前に流入されていた片側
室は通路の切り換わりに依り透析器DFの回路
に新鮮透析液を送るようになる。またた透析器
DFを通つた廃液は前記給液側計量チヤンバー
MCiと同容量の排液側計量チヤンバーMCoに
導かれ、左右室の交互の廃液流入と排出で作動
し、吸引ポンプPUによつて積極的に液を吸引
する。
該排液側計量チヤンバーMCoの中央室6に
は気泡や溶解気体のない無揮発性の液体(シリ
コーン油、パラフイン油等)を充満させてあ
り、容量調整弁SVmを開閉して液溜め7と中
央室6間を連通閉塞し、該中央室6内の容量を
増減調節して排液側計量チヤンバーMCoの容
量を調節する。また該排液側計量チヤンバー
MCoと吸引ポンプ間PUに装備した圧力検知器
PSoによつて該チヤンバーの左右室流入・充満
の圧力信号を検出し、切換バルブSVoを動作さ
せて計量する。
計量等の温度膨張による容量変化や機械的摩
耗による誤差等を常時修正することができるこ
とは精度機能を保証する重要な要素である。
人工透析の機能は、血液中より尿毒症性物質
である老廃物を除去することであり、透析液と
の濃度差により拡散させる処置と水分の除去を
目的としており、前項は透析器の特性によつて
決定されるが、水分の除去は透析器の膜を介し
た血液と透析液との圧力差により物理的に行わ
れる。生理的にみて体内水分の量は重要な生命
の要素であり、適正な推進管理が透析装置に要
求されている。又、近年では透析器の膜製造技
術が向上し、除水特性の改善が著しく、計画的
除水管理の実行とその精度及び装置保守管理が
重要となつている。
現在において、臨床に用いられている装置に
おいても計測除水する中心的機能部分に摩耗等
で誤差もを生じるピストンポンプリンク機構、
加えて計量器間の液回路にギヤーポンプ等の気
泡発生要因の構造を用いるなど、除水制御を行
うには安全性、安定性の上で問題がある。
しかし本発明では透析開始時に給液側計量チ
ヤンバーMCiと廃液側計量チヤンバーMCoの
容量を等しくなるように調整することにより、
計量器の温度膨張による容量変化や機械的摩耗
による誤差等を常時修正することができること
は精度機能を保証する重要な要素となり、これ
によつて装置が永年に亘つて高精度を維持し、
殊に低除水量指定時の誤差を抑制することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明に係る除水量制御御
装置は、計量機構にダイヤフラムを用いたこと
により該部分の作動上の計量誤差を解消するこ
とができ、除水精度を改善することができるも
のであり、本発明実施後の効果は極めて大き
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る除水量制御装置の透析
液回路図、第2図は給液側計量チヤンバーの作
動説明図であり、aは右室流入、左室送液状
態、bは切換弁作動状態、cは左室流入、右室
送液状態を示す、第3図は排液側計量チヤンバ
ーの右室流入、左室送液状態を示す作動説明図
である。 DL…透析器、Vi,Vo…電磁弁、SVi,SVo
…切換バルブ、VB…バイパス用電磁弁、SVm
…容量調整弁、DG…脱気装置、PU…吸引ポ
ンプ、PSi,PSo…圧力検知器、CPU…中央制
御装置、MCi…給液側計量チヤンバー、MCo
…排液側計量チヤンバー、AD…気泡検知器、
4,5…ダイヤフラム、7…液溜り。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透析液回路の給排液側にそれぞれ独立して設
    けられ、それぞれダイヤフラムにより区画された
    左右2個の隔室を有すると共に、各入出口に設け
    られた切換バルブSVi,SVoにより2室を交互に
    吸入側と排出側に切り換える構造になる透析液計
    量チヤンバMCi,MCoと、 該排液側計量チヤンバMCoの下流に設けた吸
    引ポンプPUと、 前記透析器DLの透析液供給側回路と排液側に
    それぞれ設けた圧力検知器PSi,PSoの入力情報
    に基づいて吸引ポンプPU及び前記両切換バルブ
    SVi,SVoを制御駆動する中央制御装置CPUとか
    らなる血液透析回路において、 前記透折器DLの給液側或は排液側のの少なく
    とも何れか一方の透析液計量チヤンバ内のダイヤ
    フラムを2枚にし、該ダイヤフラム間の中央室の
    容量が増減可能な構造にすると共に、前記透析器
    DLと平行するバイパス回路を構成し、該透析器
    DLへの透析液流通を停止し、バイパス回路を導
    通することを可能にする3個の電磁弁Vi,Vo,
    VBを構成してなる、前記2個の計量チヤンバの
    容量の差になる誤差を補正することを特徴とする
    血液透析における除水量制御装置。 2 透析液供給側回路の圧力検知器PSiの前記回
    路中に気泡検知器を有する脱気装置を設けて成る
    請求項1記載の血液透析における除水量制御装
    置。
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