JPH09164197A - 血液の体外循環回路に連結されるドリップチャンバーの液面制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電容量センサーや超音波センサーを使用す
ることなく、安価な圧力センサーを使用して、ドリップ
チャンバーの液面を設定レベルに調整する。 【解決手段】 ドリップチャンバー１に連結されている
排出弁３と空気弁４とを閉弁して、ドリップチャンバー
１に流体を供給する。ドリップチャンバー１の圧力が設
定圧力に上昇したことを圧力センサー５で検出する。ド
リップチャンバー１の液面レベルが設定レベルまで上昇
すると、流体の供給を停止して空気弁４を開弁する。ド
リップチャンバー１内が非加圧状態になったことを検出
して、空気弁４を閉弁すると共に排出弁３を開弁し、そ
の後にドリップチャンバー１に流体を供給して、ドリッ
プチャンバー１を所定の液面レベルに保持しながら排出
弁３から流体を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリップチャンバ
ーの液面レベルを設定レベルに制御して流体を排出する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液を体外に循環させて、血液に必要な
処理をするとき、血液回路の途中にドリップチャンバー
が連結される。ドリップチャンバーは、血液を循環させ
る状態を外部から目でみて確認できるように、一定量の
空気を蓄えて液面レベルを一定に保持している。空気中
に血液を滴下させて、血液の循環状態を観察できる。

【０００３】体外に循環させる血液回路の途中に連結さ
れるドリップチャンバーは、気密に閉塞して使用され、
上部に空気を溜めて所定の液面レベルに保持して使用さ
れる。気密に閉塞されるドリップチャンバーは、供給量
と同じ量の血液を排出するので、液面レベルは変動する
ことはない。ドリップチャンバーは、使用を開始すると
きに、液面レベルを設定レベルに調整する必要がある。
血液を体内に循環させる血液浄化療法においては、治療
を開始する前に、血液回路を生理食塩水で洗浄する、す
なわち、血液回路をプライミングする。プライミング時
に、ドリップチャンバーの液面レベルが調整される。プ
ライミング時に液面レベルが調整されると、循環される
流体が、生理食塩水から血液に代わっても、ドリップチ
ャンバーの液面レベルは変化しない。

【０００４】プライミング時にドリップチャンバーの液
面レベルを設定レベルに調整するために、従来の方法
は、ドリップチャンバーの液面センサーを使用する。液
面センサーは、ドリップチャンバーの液面レベルを検出
するもので、たとえば、静電容量センサーや超音波セン
サーが使用される。液面センサーを使用する方法は、下
記のようにしてドリップチャンバーの液面レベルを設定
値に調整する。

【０００５】 排出弁を閉弁して空気弁を開弁する。 ドリップチャンバーの液面が設定レベルになるま
で、ポンプを運転する。ドリップチャンバーの液面が設
定レベルになったかどうかは、液面センサーが検出す
る。 ドリップチャンバーの液面が設定レベルになると、
空気弁を閉弁すると共に、排出弁を開弁する。 この状態でポンプを運転すると、ドリップチャンバー
は、液面レベルを一定に保持して、供給される流体を排
出できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにして、プ
ライミング時に液面レベルを調整する従来の方法は、液
面センサーに静電容量センサーや超音波センサーを使用
するので、液面センサーが高価になる欠点がある。さら
に、静電容量センサーは、ドリップチャンバーとの距離
がずれると、液面レベルを正確に検出できなくなる。静
電容量センサーがドリップチャンバーから離れるほど、
検出感度が低下するからである。さらに、このセンサー
はドリップチャンバーに手等が触れると静電容量が変動
して正確に検出できなくなる欠点もある。超音波センサ
ーは、ドリップチャンバーに接触していないと正確に液
面レベルを検出できない欠点がある。

【０００７】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、静電容量センサーや超音波センサーを使用すること
なく、安価な構造でドリップチャンバーの液面を設定レ
ベルに制御できる血液の体外循環回路に連結されるドリ
ップチャンバーの液面制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の血液の体外循環
回路に連結されるドリップチャンバーの液面制御方法
は、体外循環回路に連結されているドリップチャンバー
１に流体を供給して液面レベルを設定レベルに制御し、
この状態で排出弁を開弁して供給される流体を排出弁か
ら排出する液面の制御方法を改良したものである。

【０００９】本発明の血液の体外循環回路に連結される
ドリップチャンバーの液面制御方法は、体外循環回路を
圧力によって実質的に膨張しないようにすると共に、ド
リップチャンバー１に連結されている排出弁３と空気弁
４とを閉弁する状態で、ドリップチャンバー１に流体を
供給する。この状態で、ドリップチャンバー１の圧力が
設定圧力に上昇したことを圧力センサー５で検出する。
ドリップチャンバー１の液面レベルが設定レベルまで上
昇すると、流体の供給を停止して空気弁４を開弁し、空
気弁４でもってドリップチャンバー１内に蓄えられる加
圧空気を排出する。ドリップチャンバー１内が非加圧状
態になったことを検出して、空気弁４を閉弁すると共に
排出弁３を開弁し、その後に流体を供給して、ドリップ
チャンバー１を所定の液面レベルに保持しながら排出弁
３から流体を排出する。

【００１０】本発明の方法に使用される体外循環回路を
図２に例示する。この図の体外循環回路は、ドリップチ
ャンバー１にポンプ２で流体を供給する。ポンプ２は血
液を移送する血液ポンプ２Ａと、血漿を移送する血漿ポ
ンプ２Ｂとを備える。血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂ
からなるポンプ２で流体をドリップチャンバー１に供給
する装置は、ドリップチャンバー１の圧力が設定圧力に
上昇して、ドリップチャンバー１の液面レベルが設定レ
ベルまで上昇したときにポンプ２の運転を停止すると
き、血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂの両方のポンプ２
の運転を停止する。その後、ポンプ２の運転を停止して
空気弁４を開弁し、空気弁４でもってドリップチャンバ
ー１内に蓄えられる加圧空気を排出し、ドリップチャン
バー１内が非加圧状態になったことを検出して、空気弁
４を閉弁すると共に排出弁３を開弁し、その後に運転す
るポンプ２は、血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂの何れ
か、あるいは両方である。

【００１１】図２に示す回路は、ポンプ２に代わって、
制御回路９で開閉弁１１を制御し、開閉弁１１を開閉し
て、ドリップチャンバー１への流体の供給を制御するこ
ともできる。開閉弁１１を開閉する装置は、ポンプ２を
運転する状態で開閉弁１１を開閉して、ドリップチャン
バー１への流体の供給を調整することができる。

【００１２】

【作用】本発明の液面制御方法が、ドリップチャンバー
の液面を設定レベルに制御する好ましい工程を図１に示
す。この図の液面制御方法は下記のようにして、ドリッ
プチャンバーの液面を設定レベルに制御する。

【００１３】(1) 空気弁４と排出弁３とを開弁して、
ドリップチャンバー１に流体を供給する。流体は、開閉
弁１１を開弁して、血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂか
らなる何れかまたは両方のポンプ２を運転してドリップ
チャンバー１に供給される。流体には生理食塩水が使用
される。ポンプ２から供給される流体は、ドリップチャ
ンバー１の下端に連結されている排出弁３から排出され
る。この状態は、空気弁４と排出弁３を開弁しているの
でドリップチャンバー１は供給される流体で加圧される
ことはない。

【００１４】(2) 液体センサー６が、流体の通過を検
出して、排出弁３と空気弁４を閉弁する。排出弁３と空
気弁４を閉弁してドリップチャンバー１を気密に密閉す
る状態で、ポンプ２が流体をドリップチャンバー１に供
給する。気密に密閉されたドリップチャンバー１は、供
給される流体で加圧される。また、供給される流体がド
リップチャンバー１に蓄えられて液面レベルが上昇す
る。液面レベルの位置は、ドリップチャンバー１内の圧
力の関数となる。たとえば、気密に密閉されたドリップ
チャンバー１を含む容積の半分に流体が圧入されると、
流体は体積が変化しないので、ドリップチャンバー１の
内圧は約１気圧高くなる。加圧された空気の体積と圧力
の積が一定になるからである。したがって、ドリップチ
ャンバー１の内圧を検出して、ドリップチャンバー１の
液面が設定レベルになったことを検出できる。

【００１５】(3) ドリップチャンバー１の液面が設定
レベルになって、内圧が設定された圧力になると、この
ことを圧力センサー５が検出して、ドリップチャンバー
１への流体の供給を停止して空気弁４を開弁する。ドリ
ップチャンバー１への流体の供給を停止するために、血
液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂの運転を停止し、あるい
は、開閉弁１１を閉弁する。この状態で、排出弁３は閉
弁状態に保持される。開弁した空気弁４から、加圧され
たドリップチャンバー１内の空気が排気されて、ドリッ
プチャンバー１の内圧が大気圧になる。 (4) 空気弁４を閉弁し、排出弁３を開弁して、ドリッ
プチャンバー１に流体を供給する。流体を供給するため
に、血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂの何れかまたは両
方のポンプ２を運転し、開閉弁１１を閉弁しているとき
は、この開閉弁１１を開弁する。ドリップチャンバー１
は空気弁４が閉弁されているので、液面が設定レベルに
保持されて、供給される流体を排出弁３から排出する。
すなわち、ドリップチャンバー１の液面が設定レベルに
保持されて、流体が排出される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための方法を例示するものであ
って、本発明は血液の体外循環回路に連結されるドリッ
プチャンバーの液面制御方法を下記の方法に特定しな
い。

【００１７】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００１８】図２は本発明の血液の体外循環回路に連結
されるドリップチャンバーの液面制御方法に使用する装
置の概略図である。この図のドリップチャンバー１は、
血液循環路に連結されている。この図は、ドリップチャ
ンバー１を血液循環路の返血側に連結している。ただ、
ドリップチャンバーは、血液循環路の採血側に、あるい
は循環路の途中にも連結される。循環路に連結されるド
リップチャンバーは、空気や凝固した血液が体内に入る
のを防止する。さらに、ドリップチャンバーの空気中に
血液を滴下させることにより、血液の流れる速度をチェ
ックすることができる。

【００１９】ドリップチャンバーは、カテーテルを介し
て体内に輸液を入れる回路にも使用される。この用途に
使用されるドリップチャンバーも、体内に空気が入るの
を防止し、また、輸液の供給量をチェックできる。

【００２０】図２の血液循環回路の詳細図を図３に示
す。これ等の図に示す血液循環路は、採血側の血液ポン
プ２Ａで血液を吸入して、血漿を分離するフィルター７
に供給する。フィルター７は血漿とそれ以外の成分に分
離する。分離された血漿は、血漿ポンプ２Ｂでもって血
漿中の病原物質を除去する吸着器１０とファイナルフィ
ルター８に供給される。ファイナルフィルター８を通過
した血漿は、フィルター７で分離された血漿以外の成分
とともに、開閉弁１１を通過して、ドリップチャンバー
１に供給され、ドリップチャンバー１から体内に返血さ
れる。

【００２１】これ等の図に示す回路は、洗浄のために血
液を循環させる前に、生理食塩水を流してプライミング
する。プライミングするときに、ドリップチャンバー１
の液面を設定レベルに調整する。ドリップチャンバー１
の液面を設定レベルに調整するために、ドリップチャン
バー１は下端に排出弁３を連結し、上端には空気弁４と
圧力センサー５とを連結している。さらに、ドリップチ
ャンバー１の排出側に液体センサー６も連結している。
空気弁４と排出弁３と血液ポンプ２Ａ及び血漿ポンプ２
Ｂと開閉弁１１が制御回路９に制御されて、ドリップチ
ャンバー１の液面を設定レベルに調整する。

【００２２】制御回路９は、マイクロコンピュータを内
蔵している。制御回路９は、圧力センサー５と液体セン
サー６からの入力信号を演算して、空気弁４と排出弁３
を開閉し、血液ポンプ２Ａ及び血漿ポンプ２Ｂで構成さ
れるポンプ２の運転、あるいは開閉弁１１を制御してド
リップチャンバー１の液面を設定レベルに調整する。制
御回路９は、図４のフローチャートでドリップチャンバ
ーの液面を設定レベルに調整する。

【００２３】［Ｎ１のステップ］制御回路９が、空気弁
４と排出弁３とを開弁する。 ［Ｎ２のステップ］制御回路９が、血液ポンプ２Ａ及び
血漿ポンプ２Ｂからなるポンプ２を運転する。血液ポン
プ２Ａ及び血漿ポンプ２Ｂからなるポンプ２は、生理食
塩水を、フィルター７と吸着器１０とファイナルフィル
ター８とドリップチャンバー１に供給する。このとき、
開閉弁１１は開弁される。

【００２４】［Ｎ３のステップ］液体センサー６が、ド
リップチャンバー１の排出側を生理食塩水が通過したか
どうかを検出して、検出信号を制御回路９に入力する。
液体センサー６が生理食塩水を検出するまで、このステ
ップがループされる。 ［Ｎ４のステップ］ドリップチャンバー１の排出側に生
理食塩水が流れるようになると、液体センサー６がこの
ことを検出し、制御回路９は排出弁３を閉弁する。

【００２５】［Ｎ５のステップ］圧力センサー５が、ド
リップチャンバー１の内圧が大気圧と等しい状態、すな
わち、大気圧との差圧が０ｋｇ／ｃｍ²の非加圧状態に
あるかどうかを判定する。排出弁３を開弁した状態で、
ドリップチャンバー１に供給される生理食塩水は、排出
弁３を通過して自然に流下して排出される。このため、
排出弁３を開弁して生理食塩水を供給すると、ドリップ
チャンバー１の内圧は負圧、すなわち０ｋｇ／ｃｍ²よ
りも低くなる。排出弁３を閉弁して生理食塩水を供給す
ると、排出弁３を通過して生理食塩水が流下しなくなる
ので、ドリップチャンバー１内の圧力は大気圧まで上昇
する。ドリップチャンバー１の内圧が大気圧になるまで
このステップをループする。

【００２６】［Ｎ６のステップ］ドリップチャンバー１
の内圧が大気圧になると、空気弁４を閉弁する。空気弁
４と排出弁３とが閉弁されると、ドリップチャンバー１
は気密に閉塞される。この状態で血液ポンプ２Ａ及び血
漿ポンプ２Ｂからなるポンプ２が生理食塩水をドリップ
チャンバー１に供給しているので、ドリップチャンバー
１の内圧が上昇を始める。

【００２７】［Ｎ７のステップ］空気弁４を閉弁した
後、制御回路９に内蔵されるタイマーがカウントを開始
する。制御回路９は、ドリップチャンバー１の内圧が設
定圧力になるまでの時間が、規定範囲にあるかどうかを
判定して、システムが正常に作動しているかどうかを判
定するために設けられている。

【００２８】［Ｎ８のステップ］圧力センサー５がドリ
ップチャンバー１の内圧を検出し、ドリップチャンバー
１の内圧が設定圧力になるまでこのステップをループす
る。設定圧力は制御回路９のメモリに記憶されている。
記憶される設定圧力は、ドリップチャンバー１の液体が
設定レベルに上昇するときの圧力、たとえば、３５０ｍ
ｍＨｇに調整されている。ただ、本発明の方法は設定圧
力をこの値に特定しないのは言うまでもない。設定圧力
は、ドリップチャンバーの形状や要求される液面レベル
によって最適値に設定される。ドリップチャンバー１の
液面が設定レベルまで上昇すると、ドリップチャンバー
１の内圧は設定圧力まで上昇する。

【００２９】［Ｎ９、１０のステップ］ドリップチャン
バー１の内圧が設定圧力まで上昇すると、タイマーがカ
ウントを停止すると共に、生理食塩水の供給を停止す
る。生理食塩水の供給を停止させるために、血液ポンプ
２Ａ及び血漿ポンプ２Ｂからなるポンプ２の運転を停止
する。ポンプの運転を停止しないで、開閉弁１１を閉弁
して生理食塩水の供給を停止することもできる。ドリッ
プチャンバー１の内圧は圧力センサー５に検出されるの
で、ドリップチャンバー１の圧力信号は圧力センサー５
から制御回路９に入力される。したがって、制御回路９
は圧力センサー５からの信号で、ドリップチャンバー１
が設定圧力になったことを検出して、タイマーのカウン
トを停止して、血液ポンプ２Ａと血漿ポンプ２Ｂからな
るポンプ２の運転を停止し、あるいは開閉弁１１を閉弁
する。

【００３０】以上の実施例は、血液ポンプと血漿ポンプ
からなる両方のポンプを運転して、生理食塩水をドリッ
プチャンバーに供給している。ただ、血液ポンプと血漿
ポンプのいずれか一方を運転して、生理食塩水をドリッ
プチャンバーに供給することもできる。 ［Ｎ１１のステップ］制御回路９は、タイマーのカウン
ト値が規定範囲内にあるかどうかを判定する。タイマー
のカウント値が規定の範囲にないときは、システムを停
止して警報を発する。たとえば、カウント値が規定時間
を越えるのは、ドリップチャンバー１が完全に気密に閉
塞されていないときである。ドリップチャンバー１に漏
れがあると、空気や生理食塩水が漏れるので、圧力上昇
が遅くなるからである。 ［Ｎ１２のステップ］タイマーのカウント値が規定時間
の範囲内にあると、空気弁４を開弁する。空気弁４から
加圧されたドリップチャンバー１内の空気が排気され
る。 ［Ｎ１３のステップ］ドリップチャンバー１の内圧が大
気圧となるまでこのステップをループする。

【００３１】［Ｎ１４、１５、１６のステップ］ドリッ
プチャンバー１の内圧が大気圧になると、空気弁４を閉
弁し、排出弁３を開弁して、ドリップチャンバー１に生
理食塩水を供給する。ドリップチャンバー１に生理食塩
水を供給するには、運転を停止している血液ポンプ２Ａ
と血漿ポンプ２Ｂからなるポンプ２の運転を再開する。
開閉弁１１を閉弁しているときには、開閉弁１１を開弁
する。この状態で、ドリップチャンバー１の液面は設定
レベルに保持されて、供給される生理食塩水が排出弁３
を通過して排出される。この工程において、血液ポンプ
２Ａと血漿ポンプ２Ｂのいずれか一方を運転することも
できる。

【００３２】以上のフローチャートでドリップチャンバ
ーの液面を設定レベルに調整した結果、下記の〜の
ように液面レベルは正確に制御された。ただし、この表
は、Ｎ８のステップにおけるドリップチャンバーの設定
圧力を３５０ｍｍＨｇに設定し、ドリップチャンバーは
内径を１７ｍｍ、ドリップチャンバーの長さを１１０ｍ
ｍとし、液面レベルはドリップチャンバーの下端を基準
に測定した。

【００３３】 ６５．４ｍｍ ６４．７ｍｍ ６５．７ｍｍ ６１．９ｍｍ ６３．１ｍｍ 平均値 ６４．２ ＳＤ＝１．６１５

【００３４】この結果から、ポンプや開閉弁にバラツキ
等があっても上記の精度となり、相当に高い精度で液面
レベルが調整できた。

【００３５】以上の実施例は、プライミングするときに
ドリップチャンバーの液面を設定レベルに調整するの
で、供給する流体を生理食塩水とする。ただ、本発明の
液面制御方法は、ドリップチャンバーに供給する流体を
生理食塩水に特定しない。ドリップチャンバーには生理
食塩水以外の流体、たとえば、血液や洗浄水等の流体を
供給して設定レベルを調整することもできる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の血液の体外循環回路に連結され
るドリップチャンバーの液面制御方法は、従来のよう
に、静電容量センサーや超音波センサーを使用すること
なく、極めて安価な圧力センサーを使用して、ドリップ
チャンバーの液面を設定レベルに調整できる特長があ
る。圧力センサーは、従来の液面センサーのように、ド
リップチャンバーとの距離を正確に管理する必要がな
く、また、液面センサーに手等が触れても検出誤差の影
響がなく、ドリップチャンバーの液面を正確に設定レベ
ルに制御できる特長がある。

【００３７】さらに、本発明の方法は、ドリップチャン
バーに別の目的で圧力センサーを連結する装置において
は、すでに連結している圧力センサーを併用して液面を
設定レベルに調整できる特長がある。血液を体外に循環
させて、血液に必要な処理をする血液循環路に連結され
るドリップチャンバーは、血液の圧力を正確に検出する
ために、圧力センサーが連結される。圧力センサーは、
血液の供給状態を制御して、血液の圧力を正確に制御す
る。たとえば、血液をフィルターに透過させるときに
は、血液の圧力を設定圧に調整する必要がある。圧力が
設定値からずれると、濾過条件が最適条件から外れた
り、あるいは、濾過膜に損傷を与える等の弊害が発生す
るからである。このように、ドリップチャンバーに圧力
センサーを連結している装置においては、この圧力セン
サーを併用して、液面を設定レベルに制御できるので、
極めて簡単な構造で液面レベルを正確に制御できる特長
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の血液の体外循環回路に連結されるドリ
ップチャンバーの液面制御方法の一例を示す断面図

【図２】本発明の液面制御方法に使用する血液循環回路
の概略図

【図３】本発明の液面制御方法に使用する血液循環回路
の回路図

【図４】図３に示す血液循環回路の制御回路がドリップ
チャンバーの液面を設定レベルにするフローチャート図

【符号の説明】

１…ドリップチャンバー ２…ポンプ ２Ａ…血液ポンプ ２Ｂ…血
漿ポンプ ３…排出弁 ４…空気弁 ５…圧力センサー ６…液体センサー ７…フィルター ８…ファイナルフィルター ９…制御回路 １０…吸着器 １１…開閉弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体外循環回路に連結されているドリップ
   チャンバー(1)に流体を供給して液面レベルを設定レベ
   ルに制御し、この状態で排出弁(3)を開弁して供給され
   る流体を排出弁(3)から排出する血液の体外循環回路に
   連結されるドリップチャンバーの液面制御方法におい
   て、 ドリップチャンバー(1)に連結されている体外循環回路
   を圧力によって実質的に膨張しないようにすると共に、
   ドリップチャンバー(1)に連結されている排出弁(3)と空
   気弁(4)とを閉弁する状態で、ドリップチャンバー(1)に
   流体を供給し、ドリップチャンバー(1)の圧力が設定圧
   力に上昇したことを圧力センサー(5)で検出して、ドリ
   ップチャンバー(1)の液面レベルが設定レベルまで上昇
   すると、流体の供給を停止して空気弁(4)を開弁し、空
   気弁(4)でもってドリップチャンバー(1)内に蓄えられる
   加圧空気を排出し、ドリップチャンバー(1)内が非加圧
   状態になったことを検出して、空気弁(4)を閉弁すると
   共に排出弁(3)を開弁し、その後にドリップチャンバー
   (1)に流体を供給して、ドリップチャンバー(1)を所定の
   液面レベルに保持しながら排出弁(3)から流体を排出す
   るように構成されてなることを特徴とする血液の体外循
   環回路に連結されるドリップチャンバーの液面制御方
   法。