JPS61143074A

JPS61143074A - 血液透析装置

Info

Publication number: JPS61143074A
Application number: JP60280878A
Authority: JP
Inventors: ジエラール・イソウテイール
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-06-30
Also published as: US4684460A; FR2574664A1; FR2574664B1; EP0187109A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は自動的に重量損を監視できる血液透析装置に
関する。

（従来技術）血液透析装置は透析器からなり、これは半透過性膜によ
り２つの区画によって分離され、それぞれに腎不全患者
の血液と透析液が循環している。その結果血液中にある
有毒物（通常は腎臓で浄化される）が膜を通って透析液
に排出される。

透析装置では不純物を含む透析液は排除しなければなら
ないことが知られている。このためこの種の透析装置は
、透析液再生器を有しているが、取扱性が大変悪い。

また透析装置として、透析液を浄化するカートリッジを
備え、この液体を循環しうるものが知られている。この
第２のタイプの装置は、取扱性が良く、患者の家庭に簡
単に取付けることができる。

この発明は、移送容易な第２のタイプの装置に関する。

透析器使用中、患者は透析膜を通る不純物含有液と等量
の重量を損失する。

透析期間は一般に決っているので、重量の全損失は単位
時間当りの重量損に依存する。そしてこれは膜の透過性
に依存する。これは設計上の数値である。更に膜内外圧
、即ち膜の両側における血液の相対圧（これは常に正で
ある）と透析液の相対圧（これは常に負である）との間
の数学的な差に依存する。

現在、膜内外圧を調整するために、血液の圧力は一般に
クランプによって調整される。即ちこのクランプは患者
の静脈方向に行く戻りチューブに配置されており、その
締め付けぐあいをきつくしたり弱くしたりして血液の圧
力を調整している。このような調整は手動でおこなって
いるため、血液の回路における血圧が高くなりすぎる危
険がある。

（発明を解決しようとする技術的課題）この発明の目的
とするところは、単位時間当りの所定の重量損あるいは
所定の透析期間中の全重量損を自動的に検知する手段を
備えた透析装置を提供することにある。

この発明の他の目的は小さく、持運びに便利で、家庭で
使用できしかも旅行時に患者が移動させることができる
透析装置を提供することにある。

（技術的課題を解決する手段１作用、効果）この発明の
血液透析装置は、透析膜を備えた透析器、透析液を含む
貯蔵器、透析液を再生するカートリッジ、上記透析液を
通して患者の血液を循環させる手段、上記貯蔵器、上記
透析器及び上記再生カートリッジ間に閉回路で透析液を
循環させる手段とを具備している。

この発明の目的を達成するために、この発明の装置は、
貯蔵器から透析器へ透析液を導く導管を備え、この導管
が逆止弁とパイノ（スとを備え、このバイパスは上記導
管に上記弁の下流にて接続し、これは第１の正圧押出型
（ｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　）ポン
プを備えている。このポン１プは回転操作方向が２方向
である好適な具体例によれば、血液と透析液を循環する
手段は、ペリスタルチックタイプ（ぜん動タイプ）の第
２の正圧押出型ポンプによって構成され、このローター
は２つの柔軟なチューブを押圧し、血液と透析液をそれ
ぞれ一定比率の流速で送る。そして血液を透析器の入口
へ運ぶ一方のチューブは上記ポンプの出口に接続し、一
方透析器の出口で透析液を取り出すチューブは、上記ポ
ンプの吸引口に接続している。この結果血圧と透析液の
圧力との差は透析膜のいずれのサイドにおいても常に正
である。

この発明の装置は、公知の方法により、第１の圧力セン
サを備えている。これは透析器中あるいはその出口の血
液の圧力を測るものである。

また第２の圧力センサを備え、これは透析器又はその出
口で透析液の圧力を測定するものである。

第１の具体例によれば、この発明の装置は、調整ループ
を備えている。このループは上記センサーからの信号間
の差を検知する手段を設け、また、比較器を設けてこの
差と参照値とを比較して、この差と参照値との間の変化
に比例する信号を発し、この信号により上記第１の押出
をポンプの回転方向と回転スピードを自動的に操作する
。このことにより透析液圧を調整して、上記差が上記参
照値と常に一致するようにする。

第２の具体例によれば、透析液を再生するカートリッジ
は貯蔵器内側に設けられ、この貯蔵器は柔軟チューブに
よつて装置の他の部分と接続している。更に貯蔵器には
重量センサが設けられ、これは単位時間当りの貯蔵器の
重量変化を測定するものである。また調整ループは比較
器を備え、この比較器はこの測定値を参照値と比較して
、その変化に比例する信号を発し、第１のポンプの回転
方向や回転スピードを自動的に操作せしめる。そしてこ
のことにより透析液の圧力をｖｌ整して測定した単位時
間当りの重量損が上記参照値に常に等しくなるように維
持する。

この発明によれば血液透析装置の重量と寸法を小さくで
き、この結果家庭あるいは旅行中において使用できる。

またこの装置は単一のペリスタルチックポンプのロータ
により血液と透析液の両方を循環させているので、血液
の流速と透析液の流速との比を一定とし、かつ膜内外圧
を正とすることができる。

この発明による装置はマイクロプロセッサを備えている
。これは単位時間当りの重量損の参照値を２つのデータ
（全重量損及び透析期間）から計算するもので、これは
全重量の測定値から単位時間当りの有効重量損を計算し
、２つの値を比較し、もりてバイパス中に設けたポンプ
の作動方向及びスピードを自動的にコントロールする。

このことにより、所定方向における透析液の圧力を変え
、測定された単位時間当りの重量損を、計算された単位
時間当りの重量損と常に等しくなるようにしている。

圧力の参照値はマイクロプロセッサに入り、マイクロプ
ロセッサでは、２つの圧力センサーから送られた血液の
圧力と透析液の圧力とから有効な膜内外圧を計算する。

マイクロプロセッサでは参照値と比較して、バイパスに
設けたポンプの回転方向及びスピードを自動的にコント
ロールして、測定した膜内外厚が参照値と常に等しくな
るようにする。

（実施例）以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は血液透析装置（あるいは人工腎臓とも呼ばれる
）を示し、この装置は透析膜２を有する透析器１を備え
ている。透析器１及び透析膜２は任意の公知のものでよ
い。患者の動脈人から取出された血液を正圧押出型ポン
プ３によつて吸引し、透析器１内に送る。ここで血液は
膜２の片面に接触しながら循環する次いで浄化された血
液は気泡除去器４を通って患者の静脈Ｖ内に戻される。

透析液（又はｄｉａｌｙｚａｔｓ　）は膜２の他方の面
と接触しながら透析器１内を循環する。

血液中にある不純物即ち腎臓で浄化すべき不純物（とく
に尿素やクレアチニン）を含む液体を膜を通して透析液
と混合する。

第１図に示す装置は、軽くかつ携帯可能な装置として設
計され、患者が家庭で使用できかつ旅行中に持ち運びで
きるものである。

この装置は、１０ノの容量の貯蔵器５又は容器を備え、
ここには透析液が入っている。貯蔵器５は、好ましくは
プラスチック材、例えば４リエチレンからなり、互いに
接合され又は密封して溶接された２つの部分５ｈ、５ｂ
からなる。

透析液（公知のタイプのもの）を再生するカートリッジ
７は貯蔵器５の中心に垂直に配置されている。貯蔵器５
の一部を構成する基台８には、カートリッジ７０基台の
中心に開口した軸管９が設けである。

透析液の温度は、３７℃〜３８℃間に保持され、この制
御は絶縁カバー下の容器口りに設けた加熱ジャケットに
対して温度コントロールすることによりなされる。

透析液６は貯蔵器５の底部から吸引パイプ１０によって
取出される。この吸引パイプ１０には逆止弁１１が設け
である。透析液は透析器を通り、ここで血液とは逆方向
に流れる。そして透析液は透析器からｉ４イブ１２へ流
れる。このパイプ１２は柔軟なチューブで、正圧押出型
のポンプ３を備え、ている。このポンプ３は透析液を柔
軟チューブ１３に送り出すもので、このチューブ１３は
貯蔵器５内に入り導管９に接続している。このことによ
り、透析液は継続的に循環されている。透析器ｌから取
出される不純物を含む透析器は、再生カートリッジ２０
基部を通り、上方に移行し、その間に浄化される。

そしてカートリッジの上端から貯蔵器の底部へ流下する
。

貯蔵器６とｆ過カートリッジ７は、血液透析後使い捨て
が可能なユニットを形成している。

血液透析装置は、公知の測定、警報装置を備えている。

例えばあわ除去器４は出血や塞栓症を防ぐものである。

あわ除去器４の底部の一側には、公知の方法により超音
波発信、受信器が設けられている。

そしてあわ除去器に空気が充潰してこれが静脈Ｖ内に入
り、塞栓症を生じるおそれがある場合、超音波が伝わら
ず、この結果超音波検出器が警報を発してボンデ３が自
動的に停止する。

あわ除去器４はヘモグロビン色度検出器を設けており、
これは、血液ヘモグロビンの赤色に調整された単色の光
／電気受信器を備えている。

この検出器は、赤色かうすくなりあるいは消えた時、（
これはあわ除去器の血液レベルの低下に対応している）
警報を発し、自動的に停止する。

透析器の端部では、等張溶液の袋が血液循環系に接続さ
れて、血液をすすぐ。溶液があわ除去器に到着すると色
度検出器が自動的にポンプ３を停止する。

透析液の循環系はまたヘモグロビン色度計検出器を備え
ており、この検出器は、膜破損で透析液中に血液が含ま
れた場合、これを検出して警報を発し、ポンプを自動的
に停止する。

これらの循環モニタリング装置はすべて公知であり、図
示されていない。

公知の血液透析装置は２個の異なる正圧押出型ポンプを
備えている２の一つは血液循環用であり、他の一つは透
析液を循環させるためである。この場合、装置が重くか
つ煩雑となっている。

この発明の装置によれば、１つのペリスタリティックタ
イプ（せん動タイｆ）の正圧押出型ポンプからなる。こ
のポンプは例えば環状の架台に対して偏心しているロー
ターを備え、この上に柔軟チューブを押圧するローラ１
４・・・を設けている。そしてこれらチューブはローラ
ーと架台との間を通るΦ血液と透析液は径の異なる別の
柔軟チューブを通るが、１つのポンプのローターによっ
て押圧される。この結果、ポンプ３のスピードにかかわ
らず血液と透析液の流量比は一定に保持される。

血液が循環する透析器の区画には、ボンデ３からの導入
管１５が接続され、一方透析液が循環する透析器の区画
にはポンプ３の吸引導管１２が接続されている。従って
血液の相対圧と透析液の相対圧との間に、膜２のいずれ
のサイドにおいても正の差圧が存在している。

透析器の基本的なパラメーターの１つは、単位時間当り
膜を通る限外ｒ過（水＋塩）の値である。そしてこれは
透析中の患者の重量損を決定している。

基本的な形態に従えば、この発明の透析装置は透析器の
透析液の圧力を自動的に変えて血液と透析液との間の圧
力差を変える手段を備え、このことにより所定単位時間
当りの重量損を得ることができる。

ｔ！イデ１６は吸引パイプ１０のバイパスとして逆止弁
１１と透析器１との間に接続されている。この／４’イ
ブは、柔軟チューブで、ペリスタルチックポンプ１７を
通り、貯蔵器５の底部に戻っている。

別の例として、ポンプ１７から出たノ々イブ１６が弁１
１の上流の導管１０に接続してもよい。ポンプ１７が一
方向又は他方向に駆動されるものでもよい。

この装置は第１の圧力センサ１８を設け、このセンサ１
８が、透析器のレベル又はその出口（例えばあわ除去器
）で血液の相対圧を測定している。更にこの装置は第２
の圧力センサ１９を設け、このセンサ１９は透析器のレ
ベル又はその出口での透析液の相対圧を測定している。

センサ１Ｂ、１９赤らの信号は、調整器２０に送られる
。この調整器２Ｑはボンｆ１７の回転スピードや方向を
自動的にコントロールする調整ループを備えている。

透析膜は設計によって与えられた透液性を有し、この透
液性は膜内外の単位圧力差と単位時′間当りの膜を通る
液体体積に対応している。この透液性は一般に０．０３
〜０．０６ゴ／Ｐａ膚の間で変化する。

所定単位時間当りの重量損を得るために、この発明に係
る第１の手段は、重量損を得るために必要な膜内外圧を
膜の透液性から計算することからなる。

調整器２０は調整ループ内に参照圧力として計算された
値を導入する手段からなる。そこから調整器２０はセン
サ１８．１９によつて測定された相対圧間の数学的な圧
力差を常に計算して、これとこの参照値とを比較し、透
析器中の透析液圧を自動的に変える。即ちこの調整は、
ポンプ１１の回転方向及びスピードを変えて、圧力差が
参照値と等しくなるように維持することによりおこなう
。

測定した圧力差が参照値より少なくなると、透析液の相
対圧が減少する。この場合調整器２０はポンプ１７のス
タートアップを時計方向にコントロールし、その結果−
ンプ１７により、透析液が逆止弁を通り、貯蔵器５に戻
る。この結果透析器１中の透析液の圧力を減少し、膜内
外の圧力差を増加する。圧力差が参照値より低い場合、
調整器２０はボン′ｆ１２の回転スピードを増加し、セ
ンサ１１１，１９で測定した圧力差の変化をキャンセル
してポンプ１２のスピードを一定に保持する。

逆に、測定した圧力差が参照値より大きいと、透析液の
相対圧が増加する。この場合調整器２０は、ポンプ１２
のスタートアップを逆時計方向にコントロールして変化
がなくなるまでスピードを増加する。

第１図は重量センサ２１全備えた装置を示す。

このセンサ２１は単位時間当りの貯蔵器５の重量変化を
測定している。この重量変化は、貯蔵器２中に含まれる
液体及び塩の重量変化、即ち患者の単位時間当りの重量
損に対応している。

センサ２１からの信号は調整器２０に伝えられる。この
調整器２０は第２の調整ループを備え、これは測定した
重量変化と参照値とを比較し、自動的にボンｆｉＦの方
向をスピードを操作して透析器中の透析液圧を変え、も
りて測定した重量変化と参照値との間の差を零にする。

第１図は重量センサの一例を示す。ここでは電気スケー
ルのトレイ上に容器５を設けている。

このスケールは容器の総重量に比例する電気信号を発す
る。この場合、調整器２０は、差を検出する回路を有し
、これは単位時間嶋りの重量変化又は、この変化を演算
する。

調整器２０はアナログ調整ループ又はマイクロプロセッ
サで構成され、センサ１Ｂ、１９゜２１の信号を受け、
これを処理し、ポンプ１２コントロール用の信号を発す
る。

第１図は透析器中の透析液圧を二重に調整する装置の好
適な具体例を示す。これらはセンサ１ｇ、１９で測定さ
れた圧力の差、あるいはセンサ２１の容量重量の変化の
測定値にもとづいて調整する。この場合、装置はスイッ
チを備え、スイッチにより２つの調整方法のうち一方又
は他方を選択できるようになっている。

なおこの発明は、２つの調整方法の一方のみでもよい。

第１図は２つの圧力センサ１ｇ、１９からなる例を示す
。他の例では、２つの圧力センサ１Ｂ、１９に代えて膜
内外の差を直接側る差圧センサを１つ設けてもよい。

第２図はこの発明のポータプルな透析装置の全体斜視図
を示す。

この装置は再生カー）　ＩＪプツシ有する貯蔵器５を設
けており、これは使い捨てできるユニットで構成されて
いる。即ち使用後に使いすてできる透析器１を備えてい
る。またポータプルなり−ス２２を備え、このケースは
循環補助装置及び測定装置を有している。これらは柔軟
チューブによつて接続され、これらチューブ内を血液や
透析液が循環する。

第２図はポータプルなり−ス２２を示す。

このケースは正圧押出型ポンプ３を有し、これは３つの
ロー２ｓｂを備えたロータ３ａを設けている。ｌ！た透
析液と血液とを循環する２つの柔軟チューブ１３．１５
を設け、これらチューブはポンプのローラ３ｂと環状架
台３ｃとの間で押圧される。

ケース２２はコネクタ２３を備え（一つのみが図示され
ている）、この上に血液の圧力を取出す柔軟チューブが
接続されている。

ケース２２の前面には作動？タン２４と操作中を示すラ
ンプ２５が設けである。また５つの警報ランプ２６を設
けており、これらはそれぞれ透析液中の血液のリーク、
あわ除去器中の空気の検出、あわ除去器中の液体の色の
変化の検出、血圧の異状変化及び膜内外圧の異状変化を
示す。

図中２７は血圧の測定値を示す検流計で、最高圧と最低
圧とを示す。

２７ｇは膜内外圧を示す第２の検流計である。

ケース２２は側面にクランプ状の超音波プローブ２８と
ヘモグロビン色度検出器２９とを上下に設けている。透
明なあわ除去器４はプローブ２８と色度検出器２９で形
成されたクランプに取付けられている。即ち、これらプ
ローブと色度検出器はあわ除去器の支持体をなしている
。

図中３０は手動／自動スイッチを示し１重量損の自動調
整を行うスイッチをオン、オフする。

３１はプツシ、？タンで、患者が保持している時警報を
なくすためのものである。

ケース２２は、更に第２のベリスタルティックポンプ１
７（図面では見えない）を、回路、調整器の電気要素及
び圧力センサとともに備えている。

第３図は単位時間当りの重量損を調整する電気回路の具
体例を示すダイアダラムである。

図中３．Ｊ７は２つのペリスタルチックポンプのモータ
の接触器を示す。

図中１８．１９はそれぞれ血圧センサ、透析液圧センサ
を示す。２７は第２図に示す接触点を持つ検流計で、こ
れは血圧を示す。この検流計では２つの接触点によって
設定されたスレッシュホールドのうち一つが得られた場
合、ポンプ３は自動的に停止する。

図中３２は、センサ１ｇ、１９の信号間の差を検知する
回路を示し、この差は膜内外圧に対応した値である。

図中２７１は検流計又はデジタル電圧計で、膜内外圧を
表示している。３３は比較器を示し、測定した膜内外圧
と参照値とを比較するもので、この参照値は患者によっ
て入力レジスター３４内へ自動的に入力される。このレ
ジスターとしてアナログ機器の場合ポテンシヲメーター
、マイクロプロセッサからなる機器の場合キー？−ドが
挙げられる。比較器３３は信号を取出すものであるが、
その信号の正負は、計算された膜内外圧と参照値との間
の変化方向く対応し、かつ強度はこの変化の値に対応す
る。この信号により、自動的にポンプ１７操作方向やス
ピードをコントロールする。

ダイアダラムの上部についてはすでに述べたように、ｉ
ｔ損のｖｊｉＵに関し、とのｖ４整は、計算した参照値
と透析開始前に装置に導入された参照値とが常に等しく
なるように保持された膜内外圧によってなされる。

ダイアダラムの下部は重量損の直接測定による単位時間
当りの重量損に関する。

２１は重量センサを示し、これは貯蔵器５の全重量を測
定する。３５は差を検知する回路を示し、単位時間当り
の重量変化に比例する信号を発する３６は比較器を示し
、測定した重量変化と参照値とを比較する。

単位時間当りの所定の重量変化は患者によって計算され
、手動により入力レジスタ３７内に導入される。

別の例として、計算ユニットからなる装置の場合、使用
中の全重量損はレジスタ３８に導入され透析期間中レジ
スタ３９に導入される。この場合計算器′４０は単位時
間当りの所定重量損を計算し、計算値を参照値として比
較器３６に送る。

比較器３６はその正負値と強度とがそれぞれ回転方向と
参照値とに比例する信号を発し、この信号がポンプ１７
の操作をコントロールシテいる。このポンプの方向及び
スピードはこの変化をなくすように作用している。

患者の重量損を調整する回路は調整ループを備えている
。このループはアナログ回路あるいはマイクロプロセッ
サを有する装置の場合デジタル手段である。ペリスタル
チックＩンデ３は静脈圧によってフントロールされる。

後者のものが検流計２７のインデックスによって固定さ
れた２つのスレッシ−ホールドの１つに達成シた場合、
ポンプ３はボンデ１７と同様自動的に停止する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る血液透析装置の基本要素を示す
説明図、第２図はこの発明に係るポータプルな透析装置
の全体を示す斜視図、第３図は患者の重量損を測定する
電気回路図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透析膜を備えた透析器と、透析液を入れた貯蔵器
と、透析液を再生するカートリッジと、上記透析器を通
して患者の血液を循環せしめる手段と、上記貯蔵器、上
記透析器及び再生カートリッジ間の閉じた回路中で透析
液を循環せしめる手段とを具備し、上記貯蔵器から上記
透析器へ透析液を導く導管が逆止弁とバイパスを備え、
このバイパスが上記導管に上記弁の下流で接続するとと
もに回転方向を操作できる第１の正圧押出型ポンプを備
えている血液透析装置。
（２）血液と透析液とを循環する手段はペリスタルチッ
クタイプ（ぜん動タイプ）の第２の正圧押出型ポンプで
構成され、このポンプのローターは２つの柔軟チューブ
を押圧し、血液と透析液とをそれぞれ一定比率の流速で
送るものであり、また血液を透析器の入口に送るチュー
ブは上記ポンプの押出側に接続し、一方透析液を透析器
の出口から取り出すチューブはポンプの吸引側に接続し
、このことにより、透析膜のいずれのサイドにおいても
、血液の圧力と透析液の圧力との間に正の圧力差がある
ようにした特許請求の範囲第１項記載の血液透析装置。
（３）透析器中又はその出口の血液の圧力を測定する第
１の圧力センサと、透析器中又はその出口の透析液の圧
力を測定する第２の圧力センサと、調整ループとを備え
、この調整ループが上記センサからの信号間の差を検出
し、この差を参照値と比較し、測定した差と参照値との
間の変化に比例する信号を発し、自動的に上記第１の正
圧押出型ポンプの回転方向及び回転スピードを操作して
透析液の圧力を調整して上記参照値に等しい差を維持す
るようにした特許請求の範囲第１項記載の血液透析装置
。
（４）透析液を再生するカートリッジは貯蔵器の内部に
配置され、貯蔵器は柔軟チューブによって装置の他の部
分と接続し、更に上記貯蔵器の単位時間当りの重量変化
を測定する重量センサを備え、調整ループは比較器を備
えこの比較器が上記測定値を参照値と比較して変化に比
例する信号を発し、この信号により自動的に上記第１の
ポンプの回転方向と回転スピードとを操作して透析液の
圧力を調整して、測定した単位時間当りの重量損を上記
参照値と等しくなるように維持するようにした特許請求
の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載の血液透析装
置。