JPH06237998A - 気泡検出法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】体外血液循環時等において、体内へ返還される
血液中への気泡の混入は絶対に許されないことである。
本発明は、そのような回路内に混入した気泡を確実に検
知し、装置停止等の措置を採り、気泡の混入した血液が
返血されることのないようにする。 【構成】光透過量或いは光反射量の変動によって気泡を
検出する方法において、検出器の域値によって気泡の存
在を検知するのではなく、体外血液循環回路等を運転
中、検出される一定の電圧値の変動を捉えることによ
り、気泡の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体外血液循環装置或い
は体内へリンゲル液等の液体を導入する装置回路等の回
路内の気泡を確実に検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工心肺、透析、血漿交換療法等、体外
に血液を導出し、何らかの処理を施した後、体内へ返血
する血液体外循環回路或いは点滴時に使用されるリンゲ
ル液等の液体を体内へ導入、還流する回路等において
は、回路内の気泡を検出し、装置停止等何らかの措置を
講ずることにより、この気泡を含む血液がそのまま体内
へ返されることを防止することが必須である。気泡の検
出方法としては、光検検知式、超音波検知方式等が常用
されている。

【０００３】

【従来技術の問題点】しかし、光検知方式は、装置組み
込み時の簡便性、低価格等の面で優れるものの、検出精
度に問題があり、一方、超音波検知方式は、検出精度は
優れるが、回路と検出器の位置合わせが難しく、また、
価格も高いという問題がある。さらに、従来の検出方法
では、血液のみを検知している間は、光透過量を電圧信
号として取り出すと０Ｖであり、血液中の気泡を検知し
た場合は、電圧が高くなるという、所謂、域値という捉
え方で気泡の検出がなされており、通常、それぞれの光
検出器の電気特性によって域値電圧を設定し、検出器か
ら域値電圧より高い電圧が出力された場合を気泡として
認識し、警報、装置停止等の措置がなされる。

【０００４】しかしながら、体外血液循環装置等では、
例えば、治療開始時、血液を体外に導出するに際し、血
液と空気とが界面で接触することを避けるため、回路内
には必ず生理食塩水等の液体が充満され、血液は生理食
塩水と界面を保ちながら或いは一部混合しながら回路内
を搬送され、患者の体内へ還流される。また、治療終了
時には、回路内に残った血液を生理食塩水によって押し
出し還流する。

【０００５】上記の場合、回路内の流体は、生理食塩
水、血液の他、場合によって空気が存在することとな
り、それらの出力電圧は、高い方から透明液体（生理食
塩水）、空気、血液となり、域値により検出する場合
は、透明液体と血液との界面での電圧の変化を気泡の存
在と捕らえてしまう可能性が大きい。このように、光検
知方式では、誤動作を起こす相が必ず存在しており、そ
れを防ぐために操作者が監視するという手段が採られて
いる。

【０００６】

【発明が解決すべき課題】本発明は、体外血液循環装置
等の運転時、回路中に存在する気泡（空気）を、生理食
塩水等の透明液体と誤って認識することのない、正確な
検出方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】血液体外循環装置等の回
路内の流体は、運転開始時或いは終了時等に、生理食塩
水等の透明液体、血液と透明液体の混合物、血液、血液
と透明液体の混合物、透明液体という過程を経る。その
ため、検出器から得られる出力信号は必ず連続的に変化
する。従って、出力信号の突然の変化（不連続性）は、
上記の過程以外の流体、即ち、気泡の混入を意味する。

【０００８】本発明は、体外回路装置内に設置された光
検知方式に基づく気泡検出器から、回路内液体の有する
光透過量或いは光反射量を信号として連続的に取り出
し、この連続信号の不連続点を検出することにより、回
路内の気泡を検知することを特徴とする体外回路装置内
の気泡を検出する方法に関する。本発明において、体外
回路装置とは、人工心肺、透析、血液浄化等、体外に血
液を導出し循環させる場合及び点滴等、外部より体内に
リンゲル液、医薬等を導入する場合の何れの回路をも意
味する。

【０００９】

【発明の効果】本発明の気泡の検出方法によれば、生理
食塩水等の透明な液体を気泡と誤って検知することはな
く、また、検出器の域値を下回るような小さな電圧（言
い換えれば、極めて少量の気泡）であっても確実に回路
内の気泡の存在を検知することができる。

【００１０】以下に実施例によって本発明を詳しく説明
する。図１は実施例に使用した回路である。血液ポンプ
５を所定回転数で回転させ、先ず、クランプ４を開放し
て生理食塩水を流通させる。回路内が生理食塩水によっ
て満たされた時点で、クランプ４を閉止し、クランプ３
を開放し血液を流通させる。回路内が血液のみで満たさ
れてから一定時間そのまま運転を続けた後、今度はクラ
ンプ３を閉止し、クランプ４を開放して、再び回路内を
生理食塩水で満たす。その間に各過程において、注射器
６によって所定量の空気を回路中に注入する。気泡検出
器７からの出力電圧はＡ／Ｄ変換器によってデジタル信
号に変換され、演算処理回路９によつて演算処理された
後、記録計１０により記録される。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 図１に示す回路によって気泡の検出を行った。先ず、生
理食塩水側の回路を開放し、回路内に生理食塩水を満た
し、２秒後、血液側回路を開放し、血液を回路内に導入
した。約１５秒後に、回路内が完全に血液に置換された
ことを確認した後、約１４秒間そのまま運転を続けた。
次いで、回路内に再度生理食塩水を導入した。約１５秒
後には、回路内は再び生理食塩水で完全に置換された。
そして、それぞれの過程で回路中に注射器によって０．
５ｍｌの空気を注入し、気泡検出器（出力電圧は、血液
で０Ｖ、空気で９Ｖ、透明な液体で１２Ｖ）からの出力
電圧を連続的に記録した。また、実験中を通じてポンプ
流量は１００ｍｌ／分とした。回路を形成する材料とし
ては内径３．２ｍｍの塩化ビニル製のチューブを使用し
た。

【００１２】回路内に生理食塩水を満たした時点では出
力電圧は１２Ｖであった。次いで、血液の導入により電
圧は逐次、直線的に低下し、回路内が完全に血液に置換
された時点で０Ｖとなった。一定時間運転後、再び生理
食塩水を導入することにより、電圧は逐次、直線的に上
昇し、回路内が完全に生理食塩水に置換された時点で１
２Ｖとなった。それぞれの過程で０．５ｍｌの空気を注
入したが、出力電圧は瞬間的に９．２Ｖに上昇し、連続
的な電圧直線に乱れ（不連続点）を生じ、気泡の混入を
確実に捕捉することができた。

【００１３】本実施例では、空気の場合の電圧が９Ｖで
あるため、この数値が域値となり、仮に域値という捉え
方で運転を開始した場合、回路内が生理食塩水で満たさ
れた初期の段階で気泡と認識され、それ以上運転は進ま
なくなる。

【００１４】実施例２ 実施例１と同一の回路を使用し、同一の手順で、空気注
入量のみ０．０５ｍｌとして運転を実施した。基本的な
電圧の変化は実施例１と同様であった。しかし、空気注
入量が少量であるため、血液と生理食塩水との混合過程
では、約１Ｖ程度の電圧変化が観察され、血液が満たさ
れている過程では、０Ｖであった電圧が、気泡を捉えた
時点で３．２Ｖ程度の電圧になった。それでも気泡の検
出という目的は充分に達せられた。この場合にも域値と
いう捉え方であれば、実施例１と同様、回路内が生理食
塩水で満たされた初期の段階で気泡と認識され、それ以
上運転は進まなくなる。この実施例２のように空気量が
非常に少ない場合は、それに加えて、仮に初期の段階で
は検出器を停止し、血液が増加して電圧が域値９Ｖを越
えてから検出器を作動させるという面倒な操作をしたと
しても、血液が満たされている過程での気泡による電圧
は３．２Ｖであるため、使用した域値９Ｖの検出器では
これを検知することはできず、気泡の混入は見逃されて
しまう。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、気泡を検出するための血流回路を示
す。尚、破線は信号の流れを示す。

【符号の説明】

１ 血液バッグ ２ 生理食塩水バッグ ３，４ クランプ ５ 血液ポンプ ６ 注射器（気泡注入器） ７ 気泡検出器 ８ アナログ・デジタル変換器 ９ 演算処理回路 １０ 記録計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】体外回路装置内に設置された光検知方式に
   基づく気泡検出器から、回路内液体の有する光透過量或
   いは光反射量を信号として連続的に取り出し、この連続
   信号の不連続点を検出することにより、回路内の気泡を
   検知することを特徴とする体外回路装置内の気泡を検出
   する方法。