(57)【要約】  患者から液体を抽出し、及び/又は患者に液体をデリバリーするための医療装置であって、当該医療装置が、液体を送り込むためのポンプユニット(１)、入口(３)及び出口(４)を備え、そして当該液体を加温するための加熱要素(５)を含む加温チャンバー、液量計測手段(１３〜１８)及び当該ポンプ及び加熱ユニット(１、２)を通過する流体ラインを含み、当該加熱要素(５)が、当該加温チャンバー(２)を通過する液体中に完全に浸漬されるように適用されるという事実、並びに当該液体計測手段が、少なくとも２の別々の点で液体温度を計測するように適用された温度測定手段、及び当該加熱要素に適用される電流、電力又は周波数などの電気パラメーターのうちの少なくとも１を測定するための電気的パラメーター計測手段を含むという事実により特徴付けられる前記医療装置に関する。本発明は、当該装置の使用方法も含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に液体をデリバリーし、及び/又は患者から液体を抜き出すための医療装置であって、当該医療装置が、液体を送り出すためのポンプユニット(１)、入口(３)と出口(４)を備え、かつ当該液体を加温するための加熱要素(５)を含む加温チャンバー(２)、液量計測手段(１３〜１７)及び当該ポンプユニットと加温ユニット(１、２)を繋ぐ流体ラインを含み、当該加熱要素(５)が、当該加温チャンバー(２)を通過する液体中に完全に浸漬されるように適用されるという事実、並びに当該液量計測手段が、少なくとも２個の離れた点での液体温度を計測するように適用された温度測定手段を含み、当該液量計測手段が、さらに、当該加熱要素(５)に適用される電流、電力、又は周波数などの電気的パラメーターのうちの少なくとも１を測定するための電気的パラメーター計測手段をさらに含むという事実により特徴付けられる、前記医療装置。
【請求項２】
前記温度測定手段が、１の単一の温度センサー(１３)からなる、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記単一のセンサー(１３)が、前記２個の離れた点で温度を計測するように移動可能なように搭載されている、請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記単一のセンサー(１３)が、回転可能である、請求項３に記載の医療装置。
【請求項５】
前記温度測定手段が、１の固定された温度センサーと、前記２個の離れた点からの電磁放射を当該センサーへと反射するように適用される１の回転可能なミラーを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記センサーが赤外線センサーである、請求項５に記載の医療装置。
【請求項７】
前記センサー(１３)が、前記入口(３)と前記出口(４)のあいだに位置する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項８】
前記温度測定手段が、２個の離れた温度センサーを含む、請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
１のセンサー(１３)が、前記入口(３)の近くに位置する一方で、もう一方のセンサー(１８)が前記出口(４)の近くに位置する、請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記温度センサーに接続された処理ユニットをさらに含み、当該処理ユニットが、加温ユニット(２)を通過した体積流量を計測するように適用され、当該体積流量が、前記液量計測手段(１３〜１７)から得られる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記温度センサーが、温度を永続的に計測するように設計されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記温度センサーが、加温段階のあいだに予め決められた期間の間のみ温度を計測するように設計されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１３】
前記処理ユニット及び前期ポンプユニット(１)に接続されている液量補填手段をさらに含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記加熱要素(５)が、金属から作られ、そして電磁誘導により加熱されるように設計されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記加熱要素(５)がプレートである、請求項１４に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記加熱要素(５)がチューブである、請求項１４に記載の医療装置。
【請求項１７】
前記加温ユニット(２)における前記流体ラインの長さが、液体チャネル(６)によって最大にされている、請求項１〜１６に記載の医療装置。
【請求項１８】
少なくとも１のコイル(８)からなる誘導要素をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１９】
前記コイル(８)が、熱伝導性金属要素において磁場の侵入深さよりも小さい直径を有する単離ストランドから作成される、請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２０】
前記直径が、前記侵入深さよりも少なくとも２分の１より小さい、請求項１９に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記加熱要素(５)が、加温システムの外から電磁気擾乱を予防する電磁遮蔽要素として作用するように設計され、そして位置する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２２】
前記加熱要素(５)が、熱伝導性金属要素の過熱を制限するように選択されるキュリー温度を有する強磁性物質から作成される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２３】
前記装置を通過する液体の体積を計測するための、請求項１〜２２のいずれか一項に記載される医療装置の使用であって、当該液量が、流体ラインの少なくとも２個の離れた点で計測された温度の計測と、当該加熱エレメント(５)に適用される電流、電力、又は周波数などの電気学的パラメーターのうちの少なくとも１の計測から得られる、前記使用。
【請求項２４】
患者への流入量と流出量のあいだの体積変化を補填するための、請求項２３に記載の使用。
【請求項２５】
送り込まれた体積の一部が、その流量特性を計測することを唯一の目的として加温される、請求項２３又は２４に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療分野における液体の体積計測に関する。本発明は好ましくは、生理食塩水溶液、透析液、又は透析置換液などの医療用液体に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な異なる液体治療処置が、生理食塩水、透析液又は透析置換液などの医療用溶液の注入を必要とする。全ての場合において、高容量のこれらの液体を取り扱うために、ポンプシステムが使用される。これらの液体治療では、患者利得のため２つの要件が必須である。第一に、患者にとって快適な液体温度（安全でありかつ体温に調節されるべき温度）にまで液体を暖めなければならないということ、第二に、腹膜透析(ＰＤ)及び血液透析(ＨＤ)などの特定処置では、患者に適用された正確な液量を計測することが必須であるということである。さらに、ＰＤのあいだの排液及びＨＤのあいだの限外ろ過液などの抜き出された液量は、正確な液量の計測及び釣り合いが必要とされる。
液量を計測する方法及び装置は、以下の特許文献：US 4 384 578号、US 5 245 693号、US 6 257 265号、US 6 512 212号及びUS 2003/135250号に開示されている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、従来技術の状況に関して改善を提供する。
この趣旨で、本発明の対象は、患者に液体をデリバリーするか及び/又は患者から液体抜き出す医療装置であって、当該医療装置が、液体を送り込むためのポンプユニット、入口及び出口を備え、かつ当該液体の加温用の加熱要素を含む加温チャンバー、液量計測手段、及び当該ポンプ及び加温ユニットを繋ぐ流体ラインを含む、前記医療装置からなる。本発明に従った装置は、当該加熱要素が、当該加温チャンバーを通過する液体中に完全に浸漬されるように適用されているという事実、並びに当該液量計測手段が、少なくとも２個の離れた点で液体の温度を計測するように適用された温度測定手段を含み、当該液体計測手段がさらに、当該加熱要素に適用される電流、電力、又は周波数などの電気的パラメーターのうちの少なくとも１を測定するための電気パラメーター計測手段をさらに含むという事実により特徴付けられる。
【０００４】
第一実施態様では、温度測定手段は、１の単一の温度センサーからなる。このような構成は、計測における高い正確性を提供する。特に、２個の離れた温度センサーを較正する必要はない。
【０００５】
単一のセンサーは、当該２個の離れた点で温度を計測する様式で移動可能なように搭載されてもよい。
【０００６】
有利なことに、単一のセンサーは回転可能である。
【０００７】
別の実施態様では、温度測定手段は、１の固定された温度センサーと、当該２個の離れた点からの電磁放射を当該センサーへと反射するように適用される１の回転可能なミラーを含む。
この場合、当該センサーは、好ましくは赤外線タイプである。
採用されたミラーは、必ずしも回転可能である必要はないが、回転可能なプラットホーム上に搭載されることがある。ＭＥＭＳ技術は、回転可能なプラットホームを伴って又は伴わないミラーを製造するために使用できる。
【０００８】
単一センサーを用いる場合、好ましい位置は、加温チャンバーの入口と出口のあいだである。もちろん、任意の他の適切な位置を採用することもできる。
【０００９】
別の実施態様では、温度測定手段は、２個の離れた温度センサーを含む。上で示される様に、正確性は低減されることもあるが、このような構成は得ることが容易であることがある。
【００１０】
２個の離れたセンサーを用いた場合、１のセンサーは、好ましくは入口の近くに位置する一方で、もう一方が出口の近くに位置する。
【００１１】
別の実施態様では、当該医療装置は、当該温度センサーに接続された処理ユニットをさらに含み、当該処理ユニットは、加温ユニットを通過する体積流量を計測するように適用され、そして当該体積流量は、液量計測手段により計測される。
【００１２】
当該温度センサー(単数又は複数)は、温度を恒久的に計測するように設計されるか、又は加温段階のあいだの所定の期間のあいだのみに温度を計測するように設計されることもある。
【００１３】
別の実施態様では、当該医療装置は、当該処理ユニット及び当該ポンプユニットに繋がれる液量補填手段を含む。
【００１４】
加熱要素は、好ましくは金属から作られ、そして電磁誘導により加熱されるように設計されている。
【００１５】
一の実施態様では、加熱要素はプレートである一方で、別の実施態様では加熱要素はチューブ形状を有する。
【００１６】
加温チャンバーにおける流体ラインの長さを増加させるために、つまり、熱交換を増加させるために、流体ラインは、加温チャンバー中で螺旋又はワインド(winded)形状を有していることがあり、それにより幾つかの平行流体チャネルを形成してもよい。
【００１７】
別の実施態様では、医療装置は、少なくとも１のコイルからなる誘導要素を含む。
好ましくは、当該コイルは、熱伝導性金属要素において磁場の侵入深さよりも短い直径を有する単離ストランドから作成される。
有利なことに、直径は、当該侵入深さの少なくとも二分の一よりも小さい。
【００１８】
別の実施態様では、加熱要素は、加温システムの外側からの電磁気擾乱を予防する電磁遮蔽要素として作用する様式で設計され、そして設置される。
【００１９】
加熱要素は、熱伝導性金属要素の加熱を制限するように選択されたキュリー温度を有する強磁性材料から製造される。
【００２０】
本発明は、当該装置を通過する液体の体積を計測するための上に規定された医療装置の使用であって、当該液量が、流体ラインの少なくとも２個の離れた点において計られた温度の計測、及び加熱要素に適用された電流、電力又は周波数などの電気的パラメーターのうちの少なくとも１を計測することから得られる、前記使用に関する。
【００２１】
有利なことに、当該装置は、患者への流入量と流出量とのあいだで変化する体積を補填するために使用されてもよい。
【００２２】
一の実施態様では、送り込まれた体積の一部は、その流量特性を計測することを唯一の目的として加温される。
【００２３】
上記記載から、液量及び/又は流量を計測し、そしてより正確に液量の変化を計測するために、加温システムの利益を享受するということが理解できる。
【００２４】
本発明は、全ての種類のポンプシステムにより患者から抜き出され、そして投与される液体治療のあいだに、加温し、そして液量の釣り合いを取ることについて、技術的解決方法を組み合わせる。より一般的に、本発明は、ポンプの全ての形態と組み合わせて使用することができ、液量デリバリー補填により正確な液量の釣り合いを達成する。
【００２５】
流量を計測しそして釣り合いを取るために、送り込まれた全体積の少なくとも１部の流入量と流出量の両方を計測することは有利であろう。加温が流出量に必要とされない場合(例えばＰＤのあいだの排水量)、液量を計測することを唯一の目的としてこのような体積の一部を加温することが必要とされることもある。
【００２６】
特に、本発明は、医療用液体と加温システムとのあいだ、そして存在する場合には計測要素とのあいだに物理的接触がない状態で、組み合わせて滅菌ディスポの使用を可能にする。
【００２７】
本発明は、添付の図面に図示される例とともに詳細な様式で以下に説明される。
図面において使用される番号：
１.ポンプユニット
２.加温チャンバー
３.入口
４.出口
５.加熱要素
６.チャネル
７.ホール
８.コイル
９.フェライトコア
１０.カバープレート
１１.液体分配ユニット
１２.電気誘導回路
１３.温度センサー
１４.電流計測手段
１５.電圧計測手段
１６.電力計測手段
１７.電流周波数計測手段
【００２８】
図１において見ることができるように、蠕動ポンプなどの様々なポンプにより推進することができる医療用液体は、下部２ａと上部２ｂからなる固定された加温チャンバー２へと流入する。これらは、例えばプラスチック製であってもよい。加温チャンバー２は、入口３と出口４を備え、これらはチューブに繋がれている(図示されていない)。チャンバー２は、好ましくは強磁性体からなる組込まれた金属プレート５を含む。金属プレート５と組み合わせたチャンバー部分２ａと２ｂにおける流入チャネル位置は、入口３からチャンバー部２ａに侵入する液体が、特異的な形のチャネル６へと直接流れることを保証する。当該チャネル６は、金属プレート５の第一の側の下に位置する。チャネル６は次に金属プレート５の第二側の上に伸展し、そして液体は最終的に、出口４を通してチャンバー２から排出される。
【００２９】
加熱チャンバー２の機械的設計は、金属プレート５がチャンバー２を２つの部分に分離することを保証する。好ましくは、チャネル６及び金属プレート５のホール７を除いて、２つの部分のあいだで液体の交換は起こらなかった。このような構成で、液体は最初に１の表面上を流れ、そして次に金属プレート５のもう一方の表面上を流れた。
【００３０】
図２は、誘導加熱のためのコイル８を示す。特定のフェライト磁心９と組み合わせて、コイル８は、電磁場を金属プレート５(示されていない)に誘導するために使用される。例えば交流１１０ボルトで６００ワットの電力をデリバリーするために、５.４５アンペアＲＭＳの電流が必要とされる。電子複雑性を最小限にし、そして様々な規範に従った要件を満足させるために、５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数を使用できる。コイル８の(例えば水を用いた)積極的な冷却を避けるため、金属プレート５とコイル８とのあいだの改善された結合性が、金属プレート５を通過する磁束を集中させることにより達成することができる。かなり薄い層にエネルギーを集中するために、強磁性金属プレート５が使用されることもある。コイル８の周囲にフェライト磁心９を組み合わせることにより、結合係数のかなりの改善が達成されることもあり、そして磁束経路の抵抗を低減することもある。結合係数のさらなる改善が、コイル８と金属プレート５とのあいだの距離を特定する際に達成されてもよい。
【００３１】
使用された周波数でコイル８の自己誘導、渦電流損失並びに層間の近接効果を低減するために、当該コイルデザインは侵入深さよりも好ましくは二分の一又は三分の一より短い直径を有する単離された銅線の一定数の束からなってもよい。
【００３２】
有利なことに、加熱ユニットは、１以上の温度センサー、例えば未接触赤外温度センサーと組合わされる。チャンバー２に入る液体及び/又はチャンバー２から排出される液体の温度を計測するように温度センサーが適用され及び/又は離される。温度データは、チャンバー２を通過した液体の内部エネルギー変化を計算するために使用される。
図２では、単一の温度センサー１３が模式的に示されている。当該温度センサーは入口と出口のあいだに位置し、そして入口又は出口の温度を交互に計測するために回転することができる。
別の実施態様では(図示せず)、回転可能なミラーを備える固定されたセンサーが使用される。この場合、当該センサーは、好ましくは赤外線タイプである。
【００３３】
図３は、本発明に従った医療装置において使用されうる電磁誘導回路１２を示す。この構成は、コイル８に適用された電力１４、１５、１６及び/又は電流１４及び/又は周波数１７の計測から得られる流体エネルギー変化を測定することを可能にして、例えば加温チャンバーの出口４の近くの液体のある温度を得るか又は維持することができる。このような場合、当該流量及び/又は液量の計測は、加温システムの出口付近に好ましくは位置する１つの温度センサーのみで得ることができる。
【００３４】
図４は、患者の体から取り出され、そして投与されるプログラムされた液量を達成するために、ポンプシステムから送り込まれた液量を補填し、そして修正する方法の模式図を表す。
【００３５】
蠕動ポンプ又は他のタイプのポンプから送り込まれた液量は、周期運動、例えば膜移動の回数に従ったプログラムされた液量をデリバリーする。この液量デリバリーは、プログラムされた液量に比較して送り込まれ又はデリバリーされる液量を増加又は低減しうるパラメーターにより影響される。能動的な送り込みに関して質量流量の情報は、蠕動ポンプの場合ターン数を増加又は低減することにより、又は膜ポンプ若しくは他のポンプの場合活動回数を増加又は低下させることにより、不適当にデリバリーされた液量を修正又は補填するために有利に使用される。
【００３６】
これらのポンプの前及び後の液体圧力、液体温度、ポンプデザイン、ポンプ材料、及び立体変化、又はポンプシステムの年数などの影響を及ぼす全てのパラメーターは、修正することができ、その結果、投与された液体及び患者体内から抜き出された液体の釣り合いを取るために使用することができる。
【００３７】
最終的に、図５は、単一のディスポユニットとして組合わされた組み込まれた加温ユニット２、５、１０、液体分配ユニット１１及びポンプユニット１を備えた医療装置を示す。さらに、単一のディスポユニットは、例えばシリコーンから作ることができる弾性膜を組み込んでもよい(図示されていない)。
【００３８】
好ましい実施態様では、ポンプユニット及び加温ユニットは、送入バルブ(dispatching valve)などの他の要素を含むことができる同一の一回用ユニットの一部である。このような送入バルブ及びポンプシステムの例は、国際公開WO 2005/009511 A2に開示されている。
当然のことながら、本発明は、上で引用された実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従った加温チャンバーの分解組み立て図。
【図２】図１の加温チャンバーの底面図。
【図３】電気誘導回路。
【図４】液量デリバリー補填の略図。
【図５】液体分配システム及びポンプを備える組込み加熱チャンバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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