JPH074032Y2 - 体外循環治療装置の気泡除去装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はいわゆる人工腎臓装置
などの体外循環治療装置における体外循環回路中の気泡
を除去する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に体外循環治療装置の例として人工
腎臓装置１を示す。人工腎臓装置１は、患者２の血液を
透析器３内に通して、老廃物を除去した後その血液を患
者２に返す装置である。患者２からの血液は、先ず動脈
側血液回路１２により体外へ導出される。動脈側の血液
回路１２には、血液ポンプ（脱血ポンプ）１３がセット
され、血液ポンプ１３が、血液回路１２を構成するチュ
ーブを回転しながらしごくことにより、血液が送られ
る。血液ポンプ１３の出口側血液回路には、血液が固ま
らないように抗凝固剤を注入する抗凝固剤回路１５が連
結されており、抗凝固剤はシリンジポンプ１４により血
液回路１２に注入される。この抗凝固剤が注入された血
液は、動脈側のドリップチャンバ１６に供給される。こ
の血液はドリップチャンバ１６で気泡がトラップされた
後、透析器３を通る。透析器３には、図示していない透
析液供給装置により、透析液供給回路１７ａから透析液
が供給され、この透析液に血液中老廃物が移動し、その
老廃物を含む透析液を排液回路１７ｂから排出される。
透析器３により浄化された血液は、静脈側の血液回路１
９を通じて静脈側のドリップチャンバ１８に入り、ここ
で再び気泡がトラップされた後、患者２へ返血されるよ
うになっている。

【０００３】このような患者２より出てから患者２に戻
るまでの血液の体外循環回路２０において、気泡が発生
して滞留した場合には、透析効率が低下するばかりでな
く、血液が凝固傾向となり、血栓の発生等の重大な事故
につながる恐れがある。又、この気泡が患者の体内に入
ることは更に重大な、生命にかかわることであるので、
体外循環回路２０のうち、血液回路１９のドリップチャ
ンバ１８の下流側部分、即ち患者への返血回路１９ａに
は、気泡検知器及び回路のチューブを閉塞する手段を設
けることが義務付けられている。しかし、それはあくま
でも患者に気泡が入ることを防ぐのが目的であり、それ
までの体外循環回路における気泡の滞留による前記透析
効率の低下や、血液凝固傾向については、放置されてい
た。

【０００４】気泡が発生する原因としては、血液ポンプ
１３によりチューブが圧平されチューブ内の圧力が減圧
される場合や、透析前のプライミング、つまり体外循環
回路を構成した後その内部の気体（や殺菌液）を生理食
塩水と置換することが完全でなく血液回路や透析器内に
気泡が残存していた場合、温度が上昇して溶存していた
ものが気泡になる場合、などがある。こうして気泡は血
液回路１２，１９や透析器３内に出現し、流れの状態に
よっては滞留したままになることもある。特に、血液ポ
ンプ１３の部分ではチューブが太くなっており、出口側
で再び細くなる部位で気泡が滞留しやすい。この部位で
は抗凝固剤は未注入であるので、凝固傾向は他の部位よ
りも強い。また透析器３内では血液は上から下へ流れる
のが普通であるので、透析器３の上側の入口で気泡が溜
まりやすい。

【０００５】従来は気泡除去のための専用の装置はな
く、気泡の滞留を目で判断し、手や鉗子で血液回路や透
析器を叩いたりして付着した気泡を離してドリップチャ
ンバへ移動させて血液から除去していた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】従来の方法では、静脈
側のドリップチャンバ１８以前に出現する気泡について
は、看護婦、透析技師などの現場スタッフが監視し、気
泡滞留や気泡の量が多い場合には除去していた。従って
煩雑なプライミングを終えた後も、常時ではないにして
も、頻繁に気泡が滞留していないか監視していなければ
ならず、スタッフの負担となるばかりか、本来監視すべ
き患者の容態の監視が手薄になる場合もしばしばあっ
た。また気泡を発見して除去するという作業は本来は機
械的作業であり、非人間的作業を強いられるスタッフの
心理的負担を増加させていた。

【０００７】この考案の目的は、このように重要ではあ
るが、人間にとっては単純で機械的な作業からスタッフ
を解放して、出現した気泡を自動的に検出して除去し、
体外循環治療を安全にかつ効率的に行うための気泡除去
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この考案によれば、体外
循環回路中の気泡を検出する気泡検出手段と、その気泡
検出手段の下流側に設けられ、体外循環回路に振動を付
加する加振手段と、その加振手段の加振を制御する制御
手段とを備える体外循環治療装置の気泡除去装置におい
て、 気泡検出手段が気泡を検出した場合に、加振手段の
加振を強める制御手段が設けられ、気泡検出手段及び加
振手段は血液回路に対して洗濯挟み式に着脱自在に取付
けられる構成とされている。 また体外循環回路内の血液
を血液ポンプで送るようにされた体外循環治療装置の気
泡除去装置において、 血液ポンプの入力側にその血液回
路中の気泡を検出する気泡検出手段が設けられ、血液ポ
ンプの出力側にその血液回路に振動を付加する加振手段
が設けられ、気泡検出手段が気泡を検出した場合に、加
振手段を起動し又は加振手段の加振を強める制御手段が
設けられ、気泡検出手段及び加振手段は血液回路に対し
て着脱自在に取付けられる構成とされている。 また体外
循環回路に透析器が挿入され、その透析器で血液回路を
通じて供給された血液を、透析液と透析膜を介して接触
させ、透析器に振動を加振手段で付加するようにされた
体外循環治療装置の気泡除去装置において、 透析器の入
力側に血液回路の気泡を検出する気泡検出手段が設けら
れ、透析器の姿勢を逆さまに回転させる手段を設け、気
泡検出手段が気泡を検出した場合に、回転手段により透
析器を逆さまにすると共に、加振手段を起動し、又はそ
の加振手段の加振を強める制御手段が設けられる。

【０００９】

【作 用】気泡検出手段が気泡を検出すると、この気泡
検出位置の下流側で体外循環回路の壁が加振手段により
振動され、かつその振動が強められてその部分の回路壁
面に付着していた気泡が回路壁面から離脱する。離脱し
た気泡はその下流のドリップチャンバで血液から除去さ
れる。また透析器の入力側の気泡検出手段が気泡を検出
した場合に、回転手段により透析器が逆さまに回転され
ると共に加振手段により加振され、かつその加振が強め
られて透析器内の気泡は静脈側のドリップチャンバで除
去される。

【００１０】

【実施例】第１実施例図１はこの考案の第１実施例の体
外循環治療装置の気泡除去装置を示す図である。この実
施例は、体外循環回路中の血液回路内に出現した気泡を
検出し、気泡を除去する場合の実施例である。

【００１１】血液回路１２内の気泡を検出する気泡検出
手段２２が設けられる。この例では、気泡が出現しやす
い部位として、血液ポンプ１３の入口の血液回路１２ａ
に、気泡検出手段２２が設けられた場合を示す。また、
超音波を利用して気泡を検出するようにした場合であ
る。つまり、血液回路１２ａを構成するチューブを挟ん
で対向して超音波送信子２３と超音波受信子２４とが設
けられて、発振回路２９の出力により超音波送信子２３
が励振され、超音波送信子２３から放射された超音波が
チューブ内、つまりその内部を流れる血液を透過して超
音波受信子２４に受波される。その超音波の通路、つま
り血液中に気泡が存在すると、超音波受信子２４に受波
される超音波のレベルが低下する。超音波受信子２４の
出力は増幅・検波回路２５で増幅・検波され、その出力
は平滑回路２６で平滑され、その平滑出力は、比較レベ
ル信号発生回路２７からの基準レベルと比較器２８で比
較される。平滑回路２６の出力が基準レベルより大きい
場合は比較器２８は低レベルを出力し、平滑回路２６の
出力が基準レベルより小さい場合、つまりチューブ内に
気泡３０が存在する場合は比較器２８は高レベルを出力
するように構成され、血液回路１２ａ内に気泡３０が存
在すると、これが検出される。

【００１２】この例では、気泡検出手段２２が血液回路
に対し、簡単に着脱自在に取付けることができるように
された場合を示す。すなわち、図２に示すように、支持
片３１ａ，３１ｂがその中間部で軸３２により互いに開
閉自在に連結され、支持片３１ａ，３１ｂの対向する一
端部間にばね３３ａが介在し、支持片３１ａ，３１ｂの
他端が互いに弾性的に対接して、洗濯挟み状に構成され
ている。支持片３１ａ，３１ｂの互いに対接されている
側の対向面の中間部にそれぞれ軸３２と平行な軸心の半
円筒状凹部が形成され、これら両半円筒状凹部の底面位
置において、超音波送信子２３、超音波受信子２４が支
持片３１ａ，３１ｂに各々支持される。これら両半円筒
状面部内に血液回路１２ａのチューブを挟み、気泡検出
手段２２を血液回路１２ａに取付けることができる。

【００１３】気泡検出手段２２の下流側において体外循
環回路に振動を付加する加振手段３４が設けられる。こ
の加振手段３４が設けられる部位は、気泡３０が滞留し
易い所が好ましく、図１の例では血液ポンプ１３の出口
の血液回路１２ｂとされている。加振手段３４はこの例
では図１及び図３に示すように、直流モータ３５とこれ
により回転される回転ヘッド３６とである。回転ヘッド
３６は菊花弁状とされ、つまり、円板の周面に、比較的
大きい中心角度間隔で、比較的大きな落込みが形成さ
れ、全体として周方向に複数の大きな凹凸が構成されて
いる。この回転ヘッド３６の周面が血液回路１２ｂのチ
ューブの外周面に圧接され、回転ヘッド３６の板面はそ
のチューブの延長方向とほぼ平行している。回転ヘッド
３６の回転により、その凸部が１つずつチューブの外面
を叩き、血液回路１２ｂのチューブを振動させる。よっ
て、そのチューブに気泡が付着していたり、その内部に
気泡が滞留していると、気泡がチューブから離され、気
泡が流れ易くなる。回転ヘッド３６の回転方向は、血液
回路１２ｂのチューブ内を流れる血液に対し順方向に転
接するような、つまり内部の血液の流れを加速する方向
が好ましい。

【００１４】この例では、加振手段３４も血液回路に着
脱自在に取付けられるようにした場合を示し、このため
ハウジング３７内に直流モータ３５が固定され、その直
流モータ３５の回転軸に取付けた回転ヘッド３６は、ハ
ウジング３７の一側面の端部に形成された開口から一部
が外部に突出している。このハウジング３７の回転ヘッ
ド突出側の側面と対向して、中間部で軸３８で回動自在
に挟持片３９が連結され、挟持片３９とハウジング３７
との間にばね３３ｂが介在して、挟持片３９とハウジン
グ３７の間に血液回路１２ｂのチューブを挟み、加振手
段３４がチューブに取付けられる。そのチューブは回転
ヘッド３６と挟持片３９とにより、弾性的に挟持され
る。

【００１５】この実施例では、気泡検出手段２２が気泡
を検出すると、制御手段４０により加振手段３４の加振
が強められるようにした場合を示す。つまり気泡検出手
段２２が気泡を検出しない状態においても、加振手段３
４により血液回路１２ｂに対し、比較的弱い加振が常時
行われている。このため低レベル電圧発生回路４１が設
けられ、この低レベル電圧発生回路４１から比較的レベ
ルが低い一定電圧が出力されて、加算器４２へ供給され
る。この加算器４２の出力が駆動回路４３に供給され、
駆動回路４３の出力により加振手段３４の直流モータ３
５が回転される。この時、直流モータ３５は比較的遅い
速度で回転し、血液回路１２ｂに対し、比較的弱い振動
を与える。更に加算レベル電圧発生回路４４が設けら
れ、この加算レベル電圧発生回路４４の出力電圧がスイ
ッチ４５を通して加算器４２へ供給される。スイッチ４
５は、比較器２８の出力により制御され、血液回路１２
ａ内で気泡が発生して平滑回路２６の出力が比較レベル
信号発生回路２７の基準レベルより小さくなると、比較
器２８の出力によりスイッチ４５が閉じ、加算レベル電
圧発生回路４４の出力電圧が加算器４２で低レベル電圧
発生回路４１の出力電圧と加算される。従って直流モー
タ３５の回転速度が速くなり、血液回路１２ｂに対する
振動が強くなる。

【００１６】以上のように、気泡検出手段２２内の血液
回路１２ｂ内に気泡が存在しない状態においては、加振
手段３４により血液回路１２ｂが比較的弱く振動され
て、血液回路１２ｂに気泡が付着し難くされ、かつ気泡
が流れ易いようにされている。血液回路１２ａ内に気泡
が存在するようになると、加振手段３４により血液回路
１２ｂが強く振動され、血液回路１２ｂに付着した気泡
が離され、また滞留した気泡が一層流れ易くされる。こ
れにより流された気泡は従来と同様に動脈側ドリップチ
ャンバ１６で血液中から除去される。

【００１７】加振手段３４の他の例を図４，図５に示
す。この加振手段は、電磁石を断続励磁することにより
血液回路に振動を印加するようにした場合である。電磁
石５１の一方の磁極と血液回路のチューブとの間に磁性
材の板ばね５２が配され、板ばね５２の一端は固定さ
れ、他端部はチューブに圧接される。電磁石５１のコイ
ル５３に電流を断続的に流すと、電流が流れた時、板ば
ね５２が電磁石５１に吸着され、電流が断となると電磁
石５１から板ばねが離れ、チューブを叩く。従ってチュ
ーブが繰返し叩かれることになる。この図４，図５の場
合も、図１及び図３の場合と同様に洗濯挟み式に、血液
回路に加振手段を着脱できるようにすることができる。
つまりハウジング３７に電磁石５１，板ばね５２が取付
けられ、挟持片３９とハウジング３７とで血液回路のチ
ューブを挟むことができるようにされている。

【００１８】第２実施例上述の実施例では体外循環回路
中の血液回路を加振手段３４で加振して気泡を除去した
が、体外循環回路中の透析器を加振手段で加振して透析
器内の気泡を除去する場合にも、この考案を適用でき
る。その実施例を図６に示す。透析器３は、その内部血
液が上から下に流れるように、ホルダ６１で、透析器３
の上下方向の中間部が保持され、ホルダ６１は透析器３
を上下に回転可能に、スタンド６２に取付けられる。即
ち、垂直に延長したスタンド６２に上下の位置を調節可
能に取付部６３が取付けられ、取付部６３内にステッピ
ングモータ６４が固定され、ステッピングモータ６４の
回転軸６５は水平方向とされており、その回転軸６５に
ホルダ６１が固定される。気泡検出手段２２が透析器３
の入口側の血液回路に設けられる。気泡検出手段２２と
しては図１に示したものと同様のものを使用でき、その
出力は信号処理回路７０へ供給される。つまり信号処理
回路７０は、図１中の増幅・検波回路２５，平滑回路２
６，比較器２８，比較レベル信号発生回路２７からな
る。図に示していないが、ホルダ６１内に加振手段３４
が設けられ、その加振手段３４により透析器３に振動を
加えることができるようにされる。この加振手段３４と
しては、例えば図４，図５に示した電磁石式のものが用
いられる。

【００１９】透析器３の入口における血液回路内に気泡
が存在するようになると、そのことが図１について説明
したようにして、信号処理回路７０の出力として検出さ
れ、この検出出力が制御手段４０内の制御用論理回路７
１に入力され、制御用論理回路７１はステッピングモー
タ駆動回路７２を通じてステッピングモータ６４を駆動
し、透析器３を１８０°回転し、つまり、上下を逆と
し、この状態で制御用論理回路７１は電磁石駆動回路７
３を通じてホルダ６１内の加振手段３４の電磁石を断続
励磁して板ばね５２を振動させ、透析器３に振動を与え
る。その振動を適当な時間与え、透析器３内に付着した
気泡が離され、気泡が上方に浮き上って流れ、その気泡
は静脈側ドリップチャンバ１８で血液から除去される。
気泡検出手段２２から気泡の存在が検出されなくなり、
信号処理回路７０の出力の変化状態の経過から、気泡が
十分透析器３から抜けたと判断されると、電磁石の励磁
を停止し、ステッピングモータ６４を１８０°回転させ
て、正常状態の位置に戻す。

【００２０】以上の実施例においては、血液透析の場合
を述べたが、他の体外循環治療、例えば人工肺や、血漿
交換などの治療においても適用可能である。また振動を
発生させる方法についても、実施例では電気源による振
動発生について述べたが、圧縮空気など他の手段による
発生も可能である。

【００２１】

【考案の効果】この考案によれば、体外循環治療装置の
体外循環回路の気泡が滞留しやすい部分に気泡検出手段
及び加振手段を洗濯挟み式に着脱自在に取付けることが
でき気泡を自動的に検出し、振動を付加して気泡を自動
的に除去することができるので、煩雑かつ非人間的な気
泡除去作業から多忙なスタッフが解放される。この心理
的負担の軽減は非常に大きいものがあり、この分、スタ
ッフは本来の患者の容態の監視に専念できる。また人手
による場合と異り、気泡検出にばらつきがないので、安
全に体外循環治療を行うことができる。このように本考
案による体外循環治療装置の気泡除去装置は体外循環治
療の質を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１実施例の体外循環治療装置の気
泡除去装置を示す説明図

【図２】図１の気泡除去装置に用いた気泡検出手段を示
す正面説明図

【図３】図１の気泡除去装置に用いた加振手段を示す正
面説明図

【図４】加振手段の他の例を示す正面図

【図５】図４におけるＶ−Ｖ部断面図

【図６】この考案の第２実施例を示す説明図

【図７】体外循環治療装置を示す概略説明図

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 体外循環回路中の気泡を検出する気泡検
   出手段と、その気泡検出手段の下流側に設けられ、前記
   体外循環回路に振動を付加する加振手段と、前記加振手
   段の加振を制御する制御手段とを備える体外循環治療装
   置の気泡除去装置において、前記気泡検出手段が気泡を
   検出した場合に前記制御手段は前記加振手段の加振を強
   める手段を有することを特徴とする体外循環治療装置の
   気泡除去装置。
2. 【請求項２】 体外循環回路内の血液を血液ポンプで送
   るようにされた体外循環治療装置の気泡除去装置におい
   て、 前記血液ポンプの入力側に設けられ、その血液回路
   中の気泡を検出する気泡検出手段と、 前記血液ポンプの
   出力側に設けられ、前記血液回路に振動を付加する加振
   手段と、 前記気泡検出手段が気泡を検出した場合に前記
   加振手段を起動し又は前記加振手段の加振を強める制御
   手段とを有することを特徴とする体外循環治療装置の気
   泡除去装置。
3. 【請求項３】 体外循環回路に透析器が挿入され、その
   透析器で血液回路を通じて供給された血液を、透析液と
   透析膜を介して接触させ、前記透析器に振動を加振手段
   で付加するようにされた体外循環治療装置の気泡除去装
   置において、 前記透析器の入力側に設けられ、前記血液
   回路の気泡を検出する気泡検出手段と、 前記透析器の姿
   勢を逆さに回転させる回転手段と、 前記気泡検出手段が
   気泡を検出した場合に、前記回転手段により前記透析器
   を逆さにすると共に、前記加振手段を起動し、又はその
   加振手段の加振を強める制御手段とを有することを特徴
   とする体外循環治療装置の気泡除去装置。
4. 【請求項４】 前記気泡検出手段及び前記加振手段は、
   前記血液回路に対して洗濯挟み式に着脱自在に取付けら
   れていることを特徴とする請求項１または２記載の体外
   循環治療装置の気泡除去装置。