JP3210716B2 - 単一針回路内での血液の循環を制御するための装置 - Google Patents

単一針回路内での血液の循環を制御するための装置

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JP3210716B2 JP04775192A JP4775192A JP3210716B2 JP 3210716 B2 JP3210716 B2 JP 3210716B2 JP 04775192 A JP04775192 A JP 04775192A JP 4775192 A JP4775192 A JP 4775192A JP 3210716 B2 JP3210716 B2 JP 3210716B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単一針回路に関する。
【０００２】
【従来技術】血液を処理するための体外循環には問題が
ある。実際上、血液は先ず患者から抜き出され適宜のデ
バイスによって処理された後、患者に戻される。患者か
らの血液の抜き出し及び戻しは２つの別々の針を介して
為され得る。しかしながら、慢性腎不全の患者の透析治
療の如く反復態様で為されるべき処理に対しては、針穴
の数を制限し、単一針式の体外血液回路を使用して血液
を単一の血管針を介して患者から抜き出しそして戻すの
が有益である。そうした場合、血液は一方向及びその反
対方向に於て針内部を交互に循環せねばならない。従っ
て、吸引ステージ、即ち動脈ステージ及び戻しステー
ジ、即ち静脈ステージを交互に行う上での問題を解決す
る必要がある。米国特許第４７７６８３７号は単一針式
の体外回路に関するものであり、動脈部分のみならず静
脈部分を含んでいる。動脈側部分には動脈側リザーバー
とこの動脈側リザーバーの上流側及び針の下流側に位置
付けられた回路を開閉するための開閉手段とが含まれ、
また静脈側部分には静脈側リザーバーとこの静脈側リザ
ーバーの下流側及び針の上流側に位置付けられた回路を
開閉するための開閉手段とが含まれる。この体外回路で
は静脈側ステージ、即ち血液戻しステージは静脈側リザ
ーバー内部の液体量が上限に達したのに応じて作動さ
れ、また動脈側ステージ、即ち血液吸引ステージは動脈
側リザーバー内部の血液量が下限に達したのに応じて作
動される。前記米国特許には、動脈ステージ及び静脈ス
テージの交互の作動を、動脈側リザーバー内部の液体量
が不十分になった場合にだけ動脈ステージを始動しまた
静脈側リザーバー内の液体量が十分な場合にだけ静脈ス
テージを始動するように自己調節させることにより、処
理時間の最適使用がなされると記載される。しかし、動
脈ステージ及び静脈ステージの交互作動を制御するため
のそうした方法は、最適な安全状況を得るためには適し
ていない。実際、動脈ステージ実施中、動脈側リザーバ
ー及び静脈側リザーバー内の液量は同時に増加し、液体
量が上限に達したことは静脈側リザーバーだけに於て検
出されることから、静脈側リザーバー内部の液体量が上
限に達する前に動脈側リザーバー内の液体量が過剰とな
ってあふれ出る恐れがある。同様に、静脈ステージ中、
前記２つのリザーバー内部の液体量は同時に減少し、液
体量が下限に達したことは動脈側リザーバーだけに於て
検出されることから、静脈側リザーバー内の液体量が不
十分になる可能性がある。従って、患者には処理済血液
だけでなく空気が戻される恐れがあり、この場合には塞
栓症の如き深刻な障害が生じ得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】動脈ステージ中に、静
脈側リザーバー内部の液体量が上限に達する前に動脈側
リザーバー内の液体量が過剰となってあふれ出る恐れ
や、静脈ステージ中に、患者には処理済血液だけでなく
空気が戻されて塞栓症の如き深刻な障害が生じ得る恐れ
のない、単一針式の装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、 体外で
血液を処理するための単一針式の装置であって、 動脈側
リザーバー（７）に嵌合する動脈側ライン（５）に接続
した入口部分と、静脈側リザーバー（１０）に嵌合する
静脈側ライン（６）に接続した出口部分とを有する血液
処理装置４と、 液体の予め決定した高レベル及び予め決
定した低レベルを検出するための、動脈側リザーバー
（７）及び静脈側リザーバー（１０）の各々に関連する
手段（８、１１；１５、１６、１７、１８）と、 制御手
段（１３）にして、 動脈側リザーバー（７）及び静脈側
リザーバー（１０）の各内部の液体が予め決定した高レ
ベルに達したことが、該高レベルに先ず達した側の上記
各リザーバにおいて検出された場合に、吸引相から戻し
相に変更するよう制御し、 動脈側リザーバー（７）及び
静脈側リザーバー（１０）の各内部の液体が予め決定し
た低レベルに達したことが、該低レベルに先ず達した側
の上記各リザーバに於いて検出された場合に、戻し相か
ら吸引相に変更するよう制御するための制御手段と、 を
含んでいる体外で血液を処理するための単一針式の装置
が提供される。
【０００５】
【実施例】図１に示される本発明の第１具体例の体外回
路１は単一の針３を介して患者２から血液を抜き出しそ
れを体外回路１に循環させそして、血液透析器４の如き
デバイスによって処理した後、患者に戻すことが可能で
ある。体外回路１には、前記針３及び血液透析器４間に
おける血液を取り扱うための動脈側部分５と血液透析器
４及び針３間における血液を取り扱うための静脈側部分
６とが含まれる。動脈側部分５には動脈側リザーバー７
が含まれ、この動脈側リザーバー７には圧力トランスデ
ューサー８と回路を開閉させるための、クランプ９のよ
うな開閉手段とが設けられる。同様に、静脈側部分６に
は静脈側リザーバー１０が含まれ、この静脈側リザーバ
ー１０には圧力トランスデューサー１１と回路を開閉さ
せるための、クランプ１２のような開閉手段とが設けら
れる。圧力トランスデューサー８及び１１からのデータ
はクランプ９及び１２の開閉を制御する制御ユニット１
３に伝送される。更には、血液透析器４の前方且つ動脈
側リザーバー７から下流側の動脈側部分５にはポンプ１
４が位置付けられる。
【０００６】こうした単一針式の体外回路は従来通りの
方法によって動脈ステージ及び静脈ステージを交互に実
施させることによって行われる。動脈ステージを実施
中、クランプ９は開放されクランプ１２は閉ざされる。
この場合血液は、ポンプ１４が起動されることによって
患者から抜き出され、針３、動脈側部分５、血液透析器
４を介して静脈側部分６へと循環する。クランプ１２が
閉じていることから、動脈側リザーバー７及び静脈側リ
ザーバー１０内の液体量は増大する。これら各リザーバ
ーは閉じていることから、その内圧もまた液体量の増大
と共に増大する。
【０００７】一方、静脈ステージに於ては、クランプ１
２は開放され、クランプ９は閉ざされ血液は患者に戻さ
れる。血液透析器４を通しての血液の循環は、動脈側リ
ザーバー７に液体が存在することによって維持される。
しかしながら、動脈側リザーバー７及び静脈側リザーバ
ー１０内の液体量は減少し、各リザーバー内部の圧力も
また減少する。動脈側部分５内部に存在する圧力は常に
負であり、動脈ステージ終了時の約−２００ｍｍＨｇ
（大気圧に対して−２．６７・１０４ Ｐａ）と、静脈
ステージ終了時の約−３５０ｍｍＨｇ（大気圧に対して
−４．６・１０４Ｐａ）との間で変化する。静脈側部分
の内側で得られる圧力は正であり、静脈ステージ終了時
の約＋２００ｍｍＨｇ（大気圧に対して２．６７・１０
４ Ｐａ）と、動脈ステージ終了時の約＋３５０ｍｍＨ
ｇ（大気圧に対して４．６・１０４ Ｐａ）との間で変
化する。
【０００８】各リザーバー内部の圧力は作業の開始時点
で設定される。体外回路の既知の幾何形状、特には動脈
側及び静脈側の各リザーバー７及び１０の容積に基い
て、動脈ステージ及び静脈ステージ間における各リザー
バー内部の液体量の特定の最大量及び最小量に、従って
特定の変化量に対応するよう選択される。更には、前記
圧力は、血液適合性であるように且つ各リザーバー内部
の適宜の液体レベルに対応するよう選択される。
【０００９】本発明に従えば、圧力トランスデューサー
８及び１１によって測定された圧力の値が制御ユニット
１３に伝送され、制御ユニット１３は前記圧力値を初期
設定中にメモリーに記憶された値、例えば、圧力トラン
スデューサー８によって測定された動脈側圧力値に対し
ては−３５０ｍｍＨｇ及び−２００ｍｍＨｇと、そして
圧力トランスデューサー１１によって測定された静脈側
圧力値に対しては＋２００ｍｍＨｇ及び＋３５０ｍｍＨ
ｇと比較する。かくして、本デバイスが動脈ステージ実
施状態にあり、且つ動脈側及び静脈側の各リザーバー内
の液体量が増大された場合、動脈側リザーバー７の測定
圧力値が−２００ｍｍＨｇに或は静脈側リザーバー１０
の測定圧力値が＋３５０ｍｍＨｇに達するとすぐに、制
御ユニット１３がクランプ９を閉じ、クランプ１２が開
放される。次いで静脈ステージが開始され、その間、各
リザーバー内部の液体量は減少される。この場合、動脈
側リザーバーの測定圧力値が−３５０ｍｍＨｇに或は静
脈側リザーバーの測定圧力値が＋２００ｍｍＨｇに達す
るとすぐに、制御ユニット１３がクランプ１２を閉じそ
してクランプ９を開放する。動脈ステージ及び静脈ステ
ージが交互に制御されることから、体外回路１の作動上
の安全性は従来のものと比較して改良される。
【００１０】図２には本発明の第２具体例が例示され、
図１に示される第１具体例と同一の要素には同一の参照
番号が付記されている。この第２具体例では、動脈側リ
ザーバー７と静脈側リザーバー１０には各２つのレベル
検出体が設けられ、これら２つのレベル検出体の位置は
各リザーバー内部の所望の最大量及び最小量と対応され
る。かくして動脈側リザーバー７には高レベル検出体１
５及び低レベル検出体１６が設けられ、同様に静脈側リ
ザーバー１０には高レベル検出体１７及び低レベル検出
体１８が設けられる。
【００１１】高レベル検出体１５、低レベル検出体１
６、高レベル検出体１７そして低レベル検出体１８から
のデータは制御ユニット１３に伝送される。第２具体例
における体外回路には更に空気ポンプ１９が含まれる。
この空気ポンプ１９はディストリビューター２０の位置
に依存して、動脈側リザーバー７或は静脈側リザーバー
１０と連通する。空気ポンプ１９は制御ユニット１３に
よって制御される状態下で空気を各リザーバーに追加し
或はそこから抜き出すことが出来る。ディストリビュー
ター２０は、同じくその位置が制御ユニット１３によっ
て制御されるものであり、そうした制御下で空気ポンプ
１９をして動脈側リザーバー７或は静脈側リザーバー１
０と選択的に連通可能ならしめ得る。本発明のこの第２
具体例に従えば、動脈ステージの終わりには各リザーバ
ーの一方に於て特定の最大液体量が達成される。即ち、
液体レベルが高レベル検出体１５或は１７の何れか一方
に達するとその高レベル検出体が信号を発し、この信号
が制御ユニット１３に伝送される。この制御ユニットは
これによりクランプ１２を開放しそしてクランプ９を閉
じそれにより静脈ステージの作動を保証する。同様に、
静脈ステージの終わりには各リザーバーの他方に於て特
定の最小液体量が達成される。即ち、液体レベルが低レ
ベル検出体１６或は１８の何れか一方に達するとその低
レベル検出体が信号を発し、この信号が制御ユニット１
３に伝送される。この制御ユニットはこれによりクラン
プ１２を閉じそしてクランプ９を開放しそれにより動脈
ステージを作動させる。
【００１２】かくして、一方のステージから他方のステ
ージへの切り替えは、体外回路の一方側の部分の状況だ
けに応じて、その時の体外回路の他方側の状態に拘らず
行われるばかりではなく、またその逆に、体外回路全体
の作動状況に従っても調節される。更には、各リザーバ
ー内部の液体レベルを制御するためには、圧力トランス
デューサーからのデータを使用するよりもレベル検出体
からのデータを直接使用する方がより簡単であり且つ信
頼性がより高い。
【００１３】体外回路内の血液量の取り扱い効率を最適
化するために、本発明の方法では更に、各リザーバー内
の液体レベルの高レベル及び低レベル間での実際の変化
を検査可能である。実際上、動脈ステージの終わりの部
分に於て制御ユニット１３が第１の、即ち一方側のリザ
ーバー内の液体レベルが高レベル検出体に達したことを
知らせると、制御ユニット１３は第２の、即ち他方側の
リザーバーに於ける時間計測、即ち、この第２のリザー
バー内の液体レベルが低レベル検出体に達するまでの時
間の計測を開始する。こうして計測された時間は、制御
ユニット１３によって、高レベル検出体及び低レベル検
出体間に存在する既知の液体量から決定された参照時間
並びに体外回路の作動状況（即ち作動の始動時に設定さ
れたポンプ１４の送出量及び圧力値）と比較される。前
記参照時間は、もし第２のリザーバー内の液体が第１の
リザーバーの液体と同時に高レベル検出体に達した場合
は液体レベルを下げるべき時間に相当する。測定された
時間と参照時間との間の差によって、第１のリザーバー
内部の液体が高レベル検出体に達した時の第２のリザー
バー内の液体レベルを評価可能となる。
【００１４】測定された時間が参照時間と対応しない場
合或は少なくとも参照範囲に含まれない場合は、少なく
とも一方のリザーバーの内部の圧力状況が所望のそれで
はないことを意味する。圧力トランスデューサー８及び
１１によって為された測定により、制御ユニット１３は
どちらのリザーバーで不一致が生じているかを見極める
ことが出来る。空気ポンプ１９によって空気を追加或は
抜き出すことにより補正が実施され得る。この補正の効
果は以下の周期中における測定によって検査出来る。即
ち、静脈ステージの終わりに際して一方のリザーバー内
の液体レベルが低レベル検出体に達した時に同様の様式
で時間計測を開始させ、そして他方のリザーバー内の液
体レベルが上昇し始める時間を測定可能であることは勿
論である。本発明が具体例に限定されるものではなく、
多くの変更を為し得ることを認識されたい。各リザーバ
ーに対し、全部で２つのレベル検出体或はそれらレベル
検出体を使用するのに代えて、リザーバー内の液体レベ
ルに直接比例する信号を発生する単一のレベル検出体を
使用出来る。かくして、各リザーバー内の液体レベルが
高レベル及び低レベルに同時に達したことを検査するた
めには、一方のリザーバー内の液体レベルが限界レベル
（高レベル或は低レベル）に達した時、他方のリザーバ
ー内のレベル検出体によって伝送された信号が参照範囲
に含まれるか否かを制御ユニット１３によって検査すれ
ば十分となる。参照範囲に入らない場合は制御ユニット
１３によって空気ポンプ１９及びディストリビューター
２０が起動され、所望の作動状況が再確立される。
【００１５】動脈ステージ中に、静脈側リザーバー内部
の液体量が上限に達する前に動脈側リザーバー内の液体
量が過剰となってあふれ出る恐れや、静脈ステージ中
に、患者には処理済血液だけでなく空気が戻されて塞栓
症の如き深刻な障害が生じ得る恐れのない、単一針式の
装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１具体例の概念図である。
【図２】本発明の第２具体例の概念図である。
【符号の説明】
１：体外回路 ３：針 ４：血液透析器 ５：動脈側部分 ６：静脈側部分 ７：動脈側リザーバー ９：クランプ ８：圧力トランスデューサー １０：静脈側リザーバー １１：圧力トランスデューサー １２：クランプ １３：制御ユニット １５：高レベル検出体 １６：低レベル検出体 １７：高レベル検出体 １８：低レベル検出体 １９：空気ポンプ ２０：ディストリビューター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−24849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−80255（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142570（ＪＰ，Ａ) 米国特許4643714（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 1/14 - 1/30

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 体外で血液を処理するための単一針式の
    装置であって、 動脈側リザーバー（７）に嵌合する動脈側ライン（５）
    に接続した入口部分と、静脈側リザーバー（１０）に嵌
    合する静脈側ライン（６）に接続した出口部分とを有す
    る血液処理装置４と、 液体の予め決定した高レベル及び予め決定した低レベル
    を検出するための、動脈側リザーバー（７）及び静脈側
    リザーバー（１０）の各々に関連する手段（８、１１；
    １５、１６、１７、１８）と、 制御手段（１３）にして、 動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザーバー（１０）
    の各内部の液体が予め決定した高レベルに達したこと
    が、該高レベルに先ず達した側の上記各リザーバにおい
    て検出された場合に、吸引相から戻し相に変更するよう
    制御し、 動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザーバー（１０）
    の各内部の液体が予め決定した低レベルに達したこと
    が、該低レベルに先ず達した側の上記各リザーバに於い
    て検出された場合に、戻し相から吸引相に変更するよう
    制御するための制御手段と、 を含んでいる体外で血液を処理するための単一針式の装
    置。
  2. 【請求項２】 動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザ
    ーバー（１０）の各内部の空気量を変化させるための手
    段を更に含んでいる請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 制御手段（１３）が、 イ）動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザーバー（１
    ０）の一方における予め決定した高レベル及び予め決定
    した低レベルの一方を検出し、動脈側リザーバー（７）
    及び静脈側リザーバー（１０）の他方における予め決定
    した高レベル及び予め決定した低レベルの他方を検出す
    るために要する時間の計測を開始させること、 ロ）計測した時間を設定時間と比較すること、 ハ）動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザーバー（１
    ０）の各内部で液体が予め決定した高レベル及び予め決
    定した低レベルに同時に達するように、動脈側リザーバ
    ー（７）及び静脈側リザーバー（１０）の少なくとも一
    方における空 気量を変化させるべく手段（１９、２０）
    を制御すること、 のために設けられることを含む請求項２の装置。
  4. 【請求項４】 液体の予め決定した高レベル及び予め決
    定した低レベルを検出するための、動脈側リザーバー
    （７）及び静脈側リザーバー（１０）の各々に関連する
    手段が圧力測定手段（８、１１）である請求項１〜３の
    何れかの装置。
  5. 【請求項５】 液体の予め決定した高レベル及び予め決
    定した低レベルを検出するための、動脈側リザーバー
    （７）及び静脈側リザーバー（１０）の各々に関連する
    手段が光学的検出手段（１５、１６、１７、１８）であ
    る請求項１〜３の何れかの装置。
  6. 【請求項６】 動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザ
    ーバー（１０）の各内部の空気量を変化させるための手
    段が、動脈側リザーバー（７）及び静脈側リザーバー
    （１０）の各々に選択的に結合することができるポンプ
    （１９）と、該ポンプから送給される空気とである請求
    項２〜５の何れかの装置。
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