JPH0720492B2

JPH0720492B2 - 血液の浄化装置

Info

Publication number: JPH0720492B2
Application number: JP61064243A
Authority: JP
Inventors: 耕司小川; 成人原口; 聖羨 ▲はま▼; 宏杉森
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS62221364A

Description

【発明の詳細な説明】｛産業上の利用分野｝本発明は、患者の動脈血液中の老廃物を水分とともに
過器によって過し、それと対応する輸液を静脈血液中
に供給する過型血液浄化装置に関するものであり、詳
しくは、透析施設等の特別な制約を受けずに血液浄化治
療が実施できるようにした血液の浄化装置に関するもの
である。

｛従来の技術｝腎不全等に用いる過型血液浄化装置は、普通の入院施
設で患者のベッドの横で使われることがある。

このため、スペース上、小型にする必要があり、また透
析専門医以外でも簡単に操作できることが必要である。

一般に、患者の体内からとり出される血液の量と、体内
へ戻される血液の量とのバランスを保ちながら血液を浄
化させる装置としては、血液を浄化するときに、フイル
タから排出される過液と、浄化血液に補給する補充液
との重量を測定し、計量された補充液の補給液と液重
量とを一定の重量比にする重量方式（例えば、特公昭55
−13731号公報参照）と、血液圧送用、及び液吸引用
ポンプを１台の２連式ローラポンプで行うことにより、
液量と補充量とを等しくして、バランスを保ち、液
量が供給される開口容器の量を測定する容積方式（例え
ば、特開昭54−18475号公報参照）とが知られている。

｛発明が解決しようとする問題点｝しかしながら、上記従来技術の重量方式では、重量測定
装置、重量制御を必要とし、装置が大型となり、取扱い
が不便である。

また、容積方式では、２連式ローラポンプの２つの入圧
が変化した時や、チューブ径が変化した時の吐出流量を
各々個別に補正することができず、流量精度が悪くな
り、また外部回路等を必要とし、複雑となるため、操作
性が良くない。

本発明の目的は、上記従来技術における装置の大型、流
量精度や操作性の問題点に対し、普通の入院施設におい
ても、ベッドの横で簡易に使え、また透析専門医以外の
医師でも容易に使えるよう装置の小型軽量化と操作の簡
易化、および流量精度等の充分な安全精度の向上を実現
させる血液の浄化装置を提供せんとするものである。

｛問題点を解決するための手段｝上記の目的を達成する本発明の構成は、次の通りであ
る。すなわち、体外血液循環回路中に限外過器を設け、該限外過器
内の限外過膜を介して、血液中の老廃物を液ポンプ
により系外に排出するとともに、排出された液量に対
応する輸液量を輸液ポンプにより上記血液循環回路中へ
返液するようにした血液浄化装置において、イ）上記液ポンプを駆動する液ポンプ駆動用モー
タ、該液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する除水
速度設定器、該液ポンプ駆動用モータの回転数検知手
段、該液ポンプの吸引側に設けられた液圧検知手段
と、ロ）上記輸液ポンプを駆動する輸液ポンプ駆動用モー
タ、該輸液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する輸液
速度設定器、該輸液ポンプ駆動用モータの回転数検知手
段、該輸液ポンプの吸引側に設けられた輸液圧検知手段
と、ハ）上記液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する除
水速度設定器の設定値を、上記液圧検知手段からの
液圧信号に基づいて補正する液ポンプ駆動用モータの
速度設定値補正部、ニ）上記輸液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する輸
液速度設定器の設定値を、上記輸液圧検知手段からの輸
液圧信号に基づいて補正する輸液ポンプ駆動用モータの
速度設定値補正部、とを備え、ホ）前記液ポンプ駆動用モータの実回転速度と輸液ポ
ンプ駆動用モータの実回転速度との差と、前記液ポン
プ駆動用モータの除水速度設定値とを比較し、これがあ
らかじめ与えられた許容範囲を外れた時、異常信号を発
生するようにするとともに、ヘ）前記輸液ポンプ駆動用モータの実回転速度と、前記
輸液ポンプ駆動用モータの速度設定値とを比較し、これ
があらかじめ与えられた許容範囲を外れた時、異常信号
を発するようにしたことを特徴とする血液の浄化装置で
ある。

次に本発明の血液浄化装置の構成と作用について図面に
示す一実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る血液浄化装置のフロー図であ
る。

患者の動脈１より、血液を取出し、限外過器２内の限
外過膜を介して過し、きれいな血液を静脈３へ戻す
とともに、液４は液回路4a、液ドリップチャンバ
５を経て液ポンプ駆動用パルスモータ６により駆動さ
れる液用ロータリポンプ７により液回路4bから排出
される。

輸液８は、輸液ドリップチャンバ９を経て輸液ポンプ駆
動用パルスモータ10により駆動される輸液用ロータリポ
ンプ11により送出され、浄化された血液とともに、静脈
３に送液される。

各ロータリポンプ7,11を駆動させるパルスモータ6,10の
速度監視のうち、先ず液ポンプ駆動用パルスモータ６
については、除水速度設定器12からの設定値により決め
られる。

ここで、液ドリップチャンバ５の圧力を液圧センサ
13で液圧として検出し、この液圧の値の変化に基づ
き、上記除水速度設定器12からの設定値が、速度制御器
14で補正された上で液ポンプ駆動用パルスモータ６に
速度設定値として信号が送られる。

また、液ポンプ駆動用パルスモータ６の回転数をエン
コーダ15でパルスに変換し、速度制御器14にフイードバ
ックして設定値通り回転しているかどうか監視して、あ
る許容範囲を越えると、異常警報を出し、液ポンプ駆
動用パルスモータ６を止める等の異常処置を行なう（後
述する第２図に示す液−輸液バランス監視212に相
当）。

同様にして、輸液ポンプ駆動用パルスモータ10は、輸液
ポンプ速度設定器16からの設定値によりその回転数が決
められ、輸液ドリップチャンバ９の圧力を輸液圧センサ
17で輸液圧として検出し、この輸液圧の値の変化に基づ
き、上記輸液ポンプ速度設定器16からの設定値が、速度
制御器14で補正された上で、輸液ポンプ駆動用パルスモ
ータ10に速度設定値として信号が送られる。

上記輸液ポンプ駆動用パルスモータ10の回転数をエンコ
ーダ18でパルスに変換し、速度制御器14にフイードバッ
クして設定値通り回転しているかを監視して、ある許容
範囲を越えると、異常警報を出し、輸液ポンプ駆動用パ
ルスモータ10を止める等の異常処置を行なう（後述する
第２図に示す輸液速度監視213に相当）。

異常、液流量、および輸液流量は、ポンプの回転数に
比例した値として表されるが、そのままではローラポン
プの流量は、ポンプの入口圧力に依存して不正確である
ので、精度を上げるためポンプ回転数に加えてあらかじ
め実験で求められている液圧、輸液圧の影響分を補正
して、正確な液流量、および輸液流量を求めるように
なしたものである。

この速度制御、および異常監視にマイクロプロセッサを
使用した例を第２図に示す。

第２図において破線で囲まれた部分は、第１図で示した
速度制御器14を示す。

除水速度設定器12で設定された信号は、輸液速度設定値
と合わされた後、液圧センサ13からの液圧信号によ
り、液圧補正部21で補正され、液ポンプ速度制御部
22に与えられて、液ポンプ駆動用パルスモータ６の回
転数設定が行なわれる。この液ポンプ駆動用パルスモ
ータ６の回転に応じて液ポンプ７が駆動される。

同様に、輸液ポンプ速度設定器16で設定された信号は、
輸液圧センサ17からの輸液圧信号と、設定値補正部23と
により、輸液圧補正部24で補正された後、輸液ポンプ速
度制御部25に与えられて、輸液ポンプ駆動用パルスモー
タ10の回転数設定が行なわれる。この輸液ポンプ駆動用
パルスモータ10の回転に応じて輸液ポンプ11が駆動され
る。

設定値補正部23については、後で詳細を説明する。

次に、液ポンプ駆動用パルスモータ６の回転数は、回
転パルス出力部15でパルスに変換され出力される。この
パルスに液圧補正部26による液圧に応じた補正がな
され、液量として液量カウント27が行なわれる。

同様に、輸液ポンプ駆動用パルスモータ10の回転数は、
回転パルス出力部18でパルスに変換され、出力される。
このパルスに輸液圧補正部28による輸液圧に応じた補正
がなされ、輸液量として輸液量カウンタ29が行なわれ
る。このカウント値を輸液量として輸液量表示部210で
表示が行なわれる。また、液量カウント27から輸液量
カウント29を差し引いた値を除水量として除水量表示部
211で表示される。

また、ポンプの異常をチェックするため、液ポンプ駆
動用パルスモータ６の回転に応じた回転パルス出力部15
からのパルスと、輸液ポンプ駆動用パルスモータ10の回
転に応じた回転パルス出力部18からのパルスとの差は、
液−輸液バランス監視部212により除水速度定器12の
設定値と比較され、両ポンプのバランスを監視してい
る。バランスの許容範囲を越えると異常警報を出し、両
パルスモータを止めることにより両ポンプを止める。

輸液速度監視部213では、輸液ポンプ駆動用パルスモー
タ10に応じた回転パルス出力18からのパルスと、輸液ポ
ンプ速度設定器16の設定値とを比較して、ポンプの異常
を監視している。パルスと設定値との差が許容範囲を越
えると、異常警報を出し、両パルスモータを止めること
により両ポンプを止める。

次に、設定値補正部23については、液圧の低下に応じ
て液量を減少させるもので、従来、血液を体外循環す
る血液浄化療法、特に中空糸型フイルタを用いる治療法
においては、フイルタを構成する高分子膜の孔が血液蛋
白などによって経時的な目詰り現象を呈することに対す
る補償を行なうものである。

すなわち、ある液速度で液を続けると、徐々に液
圧が低下し、ついには膜耐圧強度の限界に達する。

このため、通常は、液圧、または限外過圧（膜間差
圧）を監視して、耐圧強度以内で治療を行なっている。

液圧の低下度合は、液速度を低くすると軽減できる
ので、従来は、治療管理者が液圧の低下程度から判断
して液速度の低下処置を行なっていた。

そこで、液圧の低下を監視して、液速度を自動調整
することにより、フイルタの目詰りによる除水性能の低
下を軽減させて、フイルタ耐用期間を延長させるととも
に、治療管理者の負担を軽減させるものである。

次に、膜の目詰り対策を盛込んだ実施例を第１図により
説明する。

限外過器２から引かれる液回路4aの圧力を液用ド
リップチャンバ５の気相部を通して液圧センサ13によ
り測定し、その測定結果が速度制御器14に入力されるよ
うになっている。

速度制御器14は、輸液速度設定器16により設定された値
が液圧センサ13の液圧信号により補正された速度で
輸液ポンプ11、液ポンプ７を制御するように構成され
ている。

ここで、液圧による補正は、例えば、液圧の変化範
囲を４段階に分割し、その各段階に対して補正係数を設
定しておくものである。

すなわち、輸液ポンプ速度設定器16の設定値に対して、
×1,×0.9,×0.8,×0.7などの補正を設定値補正部23で
行なわせる。

このように、輸液、液速度を液圧と連動させて補正
制御することにより、限外過膜の寿命を延長でき、ま
た輸液、および液速度を自動補正するので、治療管理
者の負担が軽減できる。

以上のことを符号を用いて説明する。

除水速度をＡ、輸液速度をＢとした時、輸液速度Ｂに対
しては、設定値補正部23で設定値に対する液圧センサ
13からの圧補正ａを掛け、Ｂ・ａとして、輸液圧補正部
24で輸液ポンプ１回転の吐出流量に対する輸液圧センサ
17からの圧補正ｂを掛け、Ｂ・abが輸液ポンプ速度制御
部25に入り、パルスモータが駆動される。

一方、除水速度Ａに対しては、液圧補正部21で、除水
速度Ａに前記設定値補正部23のＢ・ａを加えて、ポンプ
１回転の吐出流量に対する液圧センサ13からの圧補正
Ｃを掛ける。すなわち、（Ａ＋Ｂ・ａ）Ｃとなり、これ
が液ポンプ速度制御部22に入り、液ポンプ駆動用パ
ルスモータ６が駆動される。

回転パルス出力部18からの出力Ｂ・abに、輸液圧補正部
28により、1/bを掛け、Ｂ・ａが輸液量カウント29で積
算され、輸液量表示部210で表示される。

同様に、回転パルス出力部15からの出力（Ａ＋Ｂ・ａ）
・Ｃに、液圧補正部26により、1/Cを掛け、Ａ＋Ｂ・
ａが液量カウント27で積算され、液積算量から輸液
積算量を差し引いたもの、つまり、（Ａ＋Ｂ・ａ）−Ｂ
・ａ＝Ａが除水量表示部211で表示される。

輸液速度監視部213では、輸液ポンプ速度設定器16から
の設定値Ｂと、回転パルス出力部18からの出力Ｂ・abか
ら補正分abを除いたＢとを比較監視している。

同様に、液−輸液バランス監視部212では、除水速度
設定器12からの設定値Ａと、回転パルス出力部15から補
正分Ｃを除いた値Ａ＋Ｂ・ａから、回転パルス出力部18
から補正分ｂを除いた値Ｂ・ａ・を差し引いた値Ａとを
比較している。

本実施例では、ポンプの駆動源にパルスモータを使用し
ているが、この他に直流モータやスピードコントロール
モータ等で回転速度を設定できるものであれば、それを
使用してもよい。

ポンプについても、本実施例に使用してあるローラポン
プに限らず、定量性のあるポンプであれば他のポンプで
もよい。しかし、ローラポンプであれば、血液等が流れ
る部分はチューブのみでディスポーザブルにでき、回路
のセット等簡単にできるのでローラポンプの方が好まし
い。

本実施例で輸液ポンプの入圧を監視しながら、各圧力に
対応して補正を行なっているが、輸液ビンは、だいたい
一定高さの所に置かれるので、入圧が一定になる。した
がって補正係数は定数にしてもよい。

なお、本実施例においては、速度監視部分については、
圧補正を除いた速度値を用いて速度監視を行なっている
が、これは圧補正のかかった速度値を用いて速度監視を
行なってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る血液浄化装置のフロー図であ
る。第２図は、本発明に係る血液浄化装置の他の実施態
様を示し、マイクロプロセッサを使った輸液液ポンプ
の駆動制御システムであり、マイクロプロセッサ内、お
よびその周辺部についてのブロック図で示してある。図面中の符号の説明 1:動脈 2:限外過器 3:静脈 4:液 4a,4b:液回路 5:液用ドリップチャンバ 6:液ポンプ駆動用パルスモータ 7:液ポンプ 8:輸液 9:輸液用ドリップチャンバ 10:輸液ポンプ駆動用パルスモータ 11:輸液ポンプ 12:除水速度設定器 13:液圧センサ 14:速度制御器 15:回転パルス出力部（エンコーダ） 16:輸液ポンプ速度設定器 17:輸液圧センサ 18:回転パルス出力部（エンコーダ） 21:液圧補正部 22:液ポンプ速度制御部 23:設定値補正部（対圧） 24:輸液圧補正部 25:輸液ポンプ速度制御部 26:液圧補正部 27:液量カウント部 28:輸液圧補正部 29:輸液量カウント部 210:輸液量表示部 211:除水量表示部 212:液−輸液バランス監視部 213:輸液速度監視部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体外血液循環回路中に限外過器を設け、
該限外過器内の限外過膜を介して、血液中の老廃物
を液ポンプにより系外に排出するとともに、排出され
た液量に対応する輸液量を輸液ポンプにより上記血液
循環回路中へ返液するようにした血液浄化装置におい
て、イ）上記液ポンプを駆動する液ポンプ駆動用モー
タ、該液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する除水
速度設定器、該液ポンプ駆動用モータの回転数検知手
段、該液ポンプの吸引側に設けられた液検知手段
と、ロ）上記輸液ポンプを駆動する輸液ポンプ駆動用モー
タ、該輸液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する輸液
速度設定器、該輸液ポンプ駆動用モータの回転数検知手
段、該輸液ポンプの吸引側に設けられた輸液圧検知手段
と、ハ）上記液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する除
水速度設定器の設定値を、上記液圧検知手段からの
液圧信号に基づいて補正する液ポンプ駆動用モータの
速度設定値補正部、ニ）上記輸液ポンプ駆動用モータの回転数を設定する輸
液速度設定器の設定値を、上記輸液圧検知手段からの輸
液圧信号に基づいて補正する輸液ポンプ駆動用モータの
速度設定値補正部、とを備え、ホ）前記液ポンプ駆動用モータの実回転速度と輸液ポ
ンプ駆動用モータの実回転速度との差と、前記液ポン
プ駆動用モータの除水速度設定値とを比較し、これがあ
らかじめ与えられた許容範囲を外れた時、異常信号を発
生するようにするとともに、ヘ）前記輸液ポンプ駆動用モータの実回転速度と、前記
輸液ポンプ駆動用モータの速度設定値とを比較し、これ
があらかじめ与えられた許容範囲を外れた時、異常信号
を発するようにしたことを特徴とする血液の浄化装置。