JPH0636826Y2

JPH0636826Y2 - 血液透析装置

Info

Publication number: JPH0636826Y2
Application number: JP1987170220U
Authority: JP
Inventors: 秀裕棚橋
Original assignee: 株式会社三陽電機製作所
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2002-11-06
Also published as: JPH0175440U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は人工腎臓のような透析技術を用いる装置にお
いて、限外ろ過量を制御する機能を備えた血液透析装置
に関する。

「従来の技術」従来の血液透析装置を第６図を参照して説明する。

血液が患者の動脈より血液チューブ１に与えられ、血液
ポンプ２により吸引されチャンバー３を介して透析器４
に供給される。この血液は透析器４内で膜を介して透析
液と接触し、血液中の水分や老廃物は透析液側へ移動す
る。透析器４により除水された血液は血液チューブ７よ
りチャンバー５を経由し、患者の静脈へ戻される。

一方、透析液供給部８より与えられた透析液は、定流量
弁９、温度制御器10、入口弁11を順次経由して入口ライ
ンにより透析器４に供給される。透析器４で血液から水
分や老廃物を取り込んだ透析液は出口ライン13を通り出
口弁14を経由してドレイン15へ廃液される。入口弁11の
上流側の入口ラインと出口弁14の下流側の出口ラインと
の間はバイパス弁16を含む流路で側路される。バイパス
弁16は通常閉にされている。

チャンバー５には圧力センサ23が設けられ、血液回路側
の圧力が検出される。また、透析器４に近い出口ライン
13には、UFポンプ17が接続されている。

TMP制御部24は圧力センサ23,25のデータを取り込み血液
回路側圧力Ｐと透析液側圧力Ｑとの差圧P-QであるTMP
（TRANS MEMBRANES PRESSURE）を演算し、予め設定され
た限外ろ過量に対応したTMPの制御値と比較し、その偏
差を無くすように、出口ライン13の陰圧ポンプ50を制御
する。すなわち、まずTMP制御値の測定モードでは、入
口弁11、出口弁14は閉じられ、バイパス弁16は開かれ透
析器４を中心とした透析液回路は独立したものとされ
る。この間UFポンプ17が運転され設定スイッチ21で設定
された限外ろ過流量と等しい流量で透析液が吸引され
る。すると連通された透析液回路の圧力は、徐々に下が
りだす。圧力が平衡になると、透析液回路の圧力は一定
となる。

UFポンプ17で吸引中、圧力センサ23により検出された圧
力値Ｐおよび圧力センサ25で検出された透析液の圧力Ｑ
がTMP制御部24に取り込まれ、順次ＰとＱとの差圧P-Q即
ちTMPが演算される。所定時間例えば５分後のTMPが、そ
の制御設定値TMPOとしてTMP制御部24のメモリに記憶さ
れる。

次に、透析モードでは入口弁11、出口弁14は開かれバイ
パス弁16は閉じられ、UFポンプ17は停止され、透析器４
に透析液が流通される。同時にTMP制御部24により各圧
力センサの検出値が取り込まれ、前と同様にTMPが演算
される。この演算されたTMPと先に記憶されたTMPの制御
値TMPOとが比較され、その偏差を無くすように陰圧ポン
プ50が制御される。このモードにおいてはTMP制御値の
測定されたTMPOつまり設定された限外ろ過流量を与える
差圧を保持するように陰圧ポンプ50が制御され、限外ろ
過が所定時間（測定モードと合わせて、例えば30分）の
間行なわれる。以後TMP制御値の測定モードと透析モー
ドとが交互に周期的に行なわれる。

「考案が解決しようとする問題点」ａ）透析器４は、各製造会社、種類により、透析液側の
圧損（液を流した時に出る圧力損失）が異なっている。
具体的には500ml/min流している時に約10-25mmHgの幅が
ある。

TMP測定モードでは、透析液の流れていない状態で測定
し、透析モードでは透析液を流してTMP測定モードで計
測されたTMPで制御するため、前記圧損が誤差の出る原
因となった。特に最近、限外ろ過能（1mmHgのTMPが１時
間加わった時に1ml除水される透析器を限外ろ過能１と
言う。通常の透析器は3-7である）が10をこえる透析器
が販売されるようになり、これを使用して透析すると必
要な限外ろ過流量UFRを得るためのTMPが今までの透析器
に比べ低くなり、透析器内の圧損が制御誤差（除水量の
表示値と、実際に血液回路側より除水した量との差）に
大きく影響するようになってきた。

ｂ）測定モードで設定スイッチ21により限外ろ過流量UF
Rを設定するが、設定量が多くなればなるほど、制御誤
差が増加する傾向にあった。これは、TMP測定モードで
設定された限外ろ過流量UFRにより吸引された結果発生
するTMPの値をパラメータにして、制御誤差が増加する
結果によるものであった。同一設定量においても（設定
スイッチによる）透析器のちがいにより制御誤差が異な
っていたためである。

この考案の目的は、上記制御誤差を、できるだけ小さく
した血液透析装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」この考案では透析器への入口ラインに、新たな圧力セン
サが設けられ、透析液側圧力に関与する出口側圧力セン
サの検出値と入口側圧力センサの検出値の割合が設定TM
P制御値に基づいて算出され、その割合と出口側及び入
口側の圧力センサの検出値とから透析時のTMPは求めら
れる。

例えば入口側の透析液圧力をQ1,出口側の透析液圧力をQ
2とし、設定TMP制御値をTMPOとすると、透析液側圧力に
関与するQ1とQ2の割合が次式により算出される。

Ｋ＝（‐0.003）×TMPO＋0.5 この割合とQ1,Q2とから透析時の透析液側の圧力が次式
により算出される。

Ｑ′＝Ｋ×Q1＋（1-K）×Q2 この算出値Ｑ′を用いて透析時のTMPが算出される。

このように、この考案によれば設定したTMPOの制御値に
基づいて透析時の透析液側の圧力Ｑ′に関与するQ1,Q2
の割合（比率）が変更され、圧損に影響されず正しい制
御が可能となる。

「実施例」この考案の実施例を第１図を参照して説明する。第６図
と同一部分には同じ符号を付して重複説明は省略する。

この例では、入口弁11より透析器４へ入る間の入口ライ
ン12に、圧力センサ25と同一特性の圧力センサ26が取付
られる。これにより、透析器４の下流側の圧力（圧力セ
ンサ25）だけでなく、上流側の圧力（圧力センサ26）も
検出することにより、透析器の違いによる制御誤差を出
来るだけ小さくしようとし、また、TMPのちがいによる
制御誤差を小さくしようとするものである。

この装置の制御を第２図の流れ図に基いて説明する。

ａ）TMP制御値の測定モード入口弁11、出口弁14を閉じ、バイパス弁16を開き、UFポ
ンプ17を限外ろ過量の設定値と対応した速度で吸引する
（ステップSO）。UFポンプ17での吸引中、血液回路側の
圧力センサ23により検出された値Ｐ、および透析液側の
圧力センサ26により検出された値Q1と、圧力センサ25に
より検出された値Q2とが、順次TMP制御部24に取り込ま
れ、の演算が行なわれる（ステップ１）。

一方、の値が安定したかどうかの判別が行なわれ、安定したと
みなされると次のステップへ進む（ステップS2）。

この時のTMP制御値をTMPO（mmHg）としてTMP制御部24内
のメモリに格納する（ステップS3）。

次の定数計算を行なう。

Ｋ＝（‐0.003）×TMPO＋0.5 （ただしＫ≧０に限る） TMPOが166mmHgをこえるとＫの値が負になるが、この場
合にはＫ＝０として制御する（ステップS4）。

ｂ）透析モード各弁11,14,16が切り替え（ステップS5）、透析器４内に
透析液が流通されると同時に、P,Q1,Q2の各圧力センサ
のデータがTMP制御部24に取り込まれ（ステップS6）、
次の演算が行なわれる。

Ｑ′＝Ｋ×Q1＋（1-K）×Q2…ステップS7 TMP′＝P-Q′ …………ステップS8 先に取り込まれたTMPOと演算結果のTMP′の値とが比較
され（ステップS9）、TMPO＞TMP′であれば（ステップS
10）陰圧ポンプ50を多く回転されるように電圧を上げ、
逆にTMPO＜TMP′であれば（ステップS11）陰圧ポンプ50
の回転を少くするように電圧を下げるように制御を加え
る。TMPO＝TMP′のときは（ステップS12）陰圧ポンプ50
の回転は変えないよう電圧は前の状態を保持する。結果
として、TMPOがTMP′になるように制御される。

以後測定モードと透析モードが交互に周期的に行われ
る。

次にステップS₄におけるＫの式を利用する理由を説明す
る。

圧力センサ26,25でそれぞれ検出された値Q1,Q2をもちい
て平均値を測定TMPとして制御すると、第３図に示すようにTMPの
値が高くなればなる程、誤差が過除水の方向に大きくな
る傾向にある。

この誤差を少なくするためには、圧力センサ26,25で、
それぞれ検出された値Q1,Q2の制御比率（分配比）をTMP
Oをパラメータにして変化させてやれば良いと考えた。
第３図をもとにTMPと分配比との関係を求めると第４図
に示すようになる。TMPOがゼロに近づけばQ1:Q2＝0.5:
0.5となり、TMPOが166になると、Q1:Q2≒0:1となる。こ
の関係の式がＫ＝（‐0.003）×TMPO＋0.5である。

ただし、TMPO≦166 第４図ではQ2より下に出ている点もるが、適正な制御値
が２個の圧力センサ26,25の値の外に出ることは考えら
れず、誤差のばらつきによるものと考えられる。またTM
POが166を超える場合はQ2の値（Ｋ＝０）で制御するも
のとした。

このようなＫを用いた制御結果は第５図に示すようにな
り、誤差0g/minを中心に上下にばらついており、TMPが
高くなれば誤差が増加する第３図の傾向がなくなってい
る。

「考案の効果」今まで透析器の種類により、制御誤差が大きくなるもの
があったが、今回の考案により透析器のちがいによる誤
差のバラツキを少なくすることができた。つまり、透析
器の持っている固有の透析液側の圧力損失を測定し、陰
圧ポンプにより、どの透析器でも同様な条件でTMP制御
をすることにより、このシステムが持っている不利な点
をカバーし、精度向上にむすびつけることができた。ま
た、透析液側の２ケのセンサを利用し前記演算による制
御により、TMPの値が高い方より低い方まで、制御誤差
を少なくおさえることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の動作例を示す流れ図、第３図は従来装置のTMP
と制御誤差との関係例を示すグラフ、第４図は分配比Ｋ
の式を求めるグラク、第５図はこの装置のTMPと制御誤
差との関係例を示すグラフ、第６図は従来の血液透析装
置を示すブロック図である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】透析器と、その透析器に接続される血液流路及び透析液流路と、それぞれの流路内の圧力を検出する圧力検出手段と、上記透析器の出口側および入口側の透析液流路を同時に
開閉し、その開時は血液透析を行い、閉時には上記透析
器と上記透析液側圧力検出手段とを含む閉止流路を形成
する流路遮断手段と、この閉止流路に接続され、閉止流路の形成時に予め設定
された流量分液を吸引するポンプと、血液側圧力検出手段および透析液側圧力検出手段の両検
出値の差としてTMP（トランスメンブレン圧）を算出す
るとともに、上記のポンプ吸引時のTMPをTMP制御値とし
て記憶する一方、上記流路遮断手段が透析液流路を開い
て透析が行われるときのTMPを、上記TMP制御値になるよ
うに流路の圧力を制御するTMP制御部とを備える血液透
析装置において、上記透析液側圧力検出手段として、透析器の出口側と入
口側にそれぞれ圧力センサが設けられ、上記透析液側圧力に関与する上記出口側圧力センサの検
出値と入口側圧力センサの検出値の割合が上記TMP制御
値に基づいて算出され、その割合と上記出口側および入口側の圧力センサの検出
値とから透析時の上記透析液側圧力が算出され、その算出値を用いて透析時のTMPが算出されることを特
徴とする血液透析装置。